2 號高爐降料面燜爐后的開爐實踐

崔文月，席 勝，王 輝

（唐山中厚板材有限公司，河北 唐山 063600）

0 引言

唐山中厚板材有限公司2 號高爐爐容為1 780 m3，采用皮帶上料、串罐式無鐘爐頂、軟水密閉循環冷卻、布袋除塵和TRT 調壓系統；擁有24 個風口、2 個鐵口及3 座頂燃式熱風爐；爐渣處理系統采用底濾法。于2021 年1 月10 日停爐大修，為縮短大修工期，采用爐缸到爐腰整體澆筑和爐身噴涂技術，并按期于2 月27 日開爐投產。投產后的指標提升很快，但由于全年一直處于環保限產的狀態下，2 號高爐一直處于燜爐—開爐循環狀態，且總燜爐時間超過130 d，導致爐缸狀態受到較大的影響，尤其在2022 年1 月1 日開爐后，爐況恢復比較緩慢，遂公司決定對1 月27 日的燜爐采用降料面方式，同時利用此次機會對爐缸以上部分進行噴涂造襯，以延長高爐壽命。經過周密的計劃和完善的準備，2 號高爐只用了不足2 d 的時間就實現了全風口作業，并在短時間內將高爐各項指標提升至較高水平。

1 開爐前的準備工作

1.1 爐缸以上部分的噴涂

噴涂前因爐墻上的黏結物比較多，如果清理不徹底會影響噴涂效果，在車間與施工單位的密切合作下，清理工作完成得比較徹底，而且此次噴涂制作的鋼筋骨架不同于原先骨架，采用在冷卻壁上先打孔的方式，孔的深度10 mm，直徑8 mm，橫向間距500 mm左右，縱向間距700 mm 左右，然后將鋼筋短棒插入洞內再焊接，最后在短棒的橫向和縱向上焊接鋼筋形成網狀，所用鋼筋均采用直徑為7 mm 的盤條鋼，鋼筋網距冷卻壁70～80 mm。如此制作的優點比較多：鋼筋網的根部焊接更加牢固，不易脫落；鋼筋網骨架比較粗壯，不容易斷裂；此種網孔比較大的鋼筋網比表面積更小，整體有利于噴涂料與爐墻的黏結。

1.2 噴涂后的物料清理

噴涂爐墻前，為防止黏結料和反彈料落入爐缸后與焦炭混合而導致開爐后影響爐缸熱量的蓄積，遂在爐缸料面上嚴密地覆蓋了一層石棉布。待清理黏結物和反彈料時，非常容易將其與爐料分離，同時，為保證爐缸焦炭的透氣性，爐前人員在有限的時間內將爐缸內的焦炭盡最大可能地對外清理，最終將料面降至風口中心線以下1 m 左右，極大地保證了風口前端焦炭的活躍性。

1.3 烘爐和裝料

2 號高爐于3 月11 日19：53 開始送風烘爐，操作人員嚴格按照施工單位所給的烘爐曲線烘爐，于14 日16：00 準備降溫時開始打壓試漏，試漏結束進入涼爐階段，由于開爐時間過于緊迫，遂決定在涼爐過程中插風氧槍（于14 日20：49 在二場插入風氧槍，于15 日00：37 在一場插入風氧槍）和裝料（于15 日01：03 開始裝料，見表1）。當時在裝料時兩場的風氧槍已插好，二場方向爐內料面已出現火苗，裝料過程中火苗時有時無，待料面覆蓋風口區域后，料面中心出現穩定氣流，從爐內攝像可以直觀地看出，爐料中的粉末被部分吹出。04：05 涼爐結束，在爐內繼續裝料，在爐前開始堵風口，同時對檢查出的爐皮漏點實施補焊措施，于07：00 具備送風條件。

表1 裝料表

1.4 設備試車

設備試車的重要意義不言而喻，是高爐開爐成功與否的先決條件。試車前由設備、工藝、安全等部門聯合組成設備試車小組，并共同制訂試車方案和應急處置措施。

1）單體設備試車：對所屬設備逐一進行單獨試車，出現問題及時安排處理，處理好后重新試車，直至試車成功。單體設備試車成功后，在確保安全和不影響其他設備的情況下至少運行8 h，并做好相關記錄。

2）系統聯合試車：單體設備試車成功后可進行該系統的聯合試車，且連續運行不小于8 h，同時做好相關記錄。

3）帶負荷聯合試車：從裝料開始就進入帶負荷聯合試車階段，裝料整個過程由試車小組現場保駕，發現問題及時處理，并做好記錄，對出現問題的設備設施進行處理的同時對同類設備設施進行集體排查，直至上料完畢，帶負荷聯合試車正式結束。

2 開爐過程

開爐過程整體比較順利，送風前期由于風量小、爐缸熱量不足而引起爐缸活躍性差，導致料尺行走不順暢，直至16 日02：00 塌料以后，懸料現象減少，隨著爐前出鐵的好轉和捅開風口數目的增多，爐況逐步好轉，現對具體調整過程進行闡述。

2.1 送風制度

于08：52 對2 號高爐進行堵16 號、17 號、18 號、19 號、20 號和21 號6 個風口送風，起步風量為1 000 m3/min，標準風速可達240 m/s，視爐前出鐵和爐況走勢，逐步從兩側捅風口，風量也隨送風風口的數目變化而加大（其中捅開13 號風口時的風量比較小，主要是因為懸料而減風所致），基本保持標準風速在210 m/s 左右，以實現吹透中心的目的，具體捅風時間如表2 所示。

表2 捅風口時間表

2.2 出鐵制度

此次開爐采用鐵口預埋風氧槍技術，主溝采用干式主溝，原計劃提前24 h 預埋風氧槍，但由于送風時間的確定比較晚，2 號鐵口于14 日20：49 埋入，1 號鐵口于15 日00：37 埋入，兩場的燃燒狀態比較好（見圖1），且因為降料面時用1 號鐵口出鐵，所以在2 號鐵口處殘余渣鐵比較多。到15 日03：17 發現2 號鐵口的風氧槍溫度較高，說明熔化的渣鐵已淹沒風氧槍，遂拔槍出鐵，出鐵2 min 后鐵口大噴，于03：22 堵口后再次預埋風氧槍。13：31 拔出2 號場風氧槍，出鐵9 min 后鐵口大噴堵口，開口時間主要根據爐前主溝和下渣溝的清理進度來定，確保條件允許的情況下盡可能地排除爐內的涼渣涼鐵。15：49 拔出1 號鐵口的風氧槍，待出凈后堵口，但由于爐缸狀態較差，爐況走勢不好，渣鐵的流動性差，于21：20 再次為2 號鐵口插入風氧槍，23：57 拔槍后，渣鐵流動性良好，隨出鐵爐況狀態好轉，此后正常堵開口，并于19：27 將鐵水入罐。

圖1 兩個鐵口內燃燒情況圖

17 日14：00 嘗試打開1 號鐵口，但鐵口深度燒至3.5 m 時鐵水仍不能順利流出，當時判斷1 號鐵口區域的涼渣鐵較多，且熱量嚴重不足，遂直接堵口改為2 號場繼續出鐵。直至19 日21：20 打開1 號鐵口，鐵水流動性和物理熱都無問題后，正式改為兩場作業。

2.3 裝料制度

送風前的裝料制度主要是根據料線的變化而逐步變化的（見表3），送風開爐后，當料線趕至5 m左右時，料制基本采用開放兩道氣流的方式，有83批開始走正常料，焦比655 kg/t，礦批21 t，錳礦配加3%，螢石15 kg/t。到15 日晚上，由于料尺行走不順暢，有頻繁懸料現象，料制一度走礦一檔焦三檔，但隨著爐前出鐵的好轉和爐況的改善，料制隨風量和料線的變化逐步由礦一焦三走回至礦四焦五，同時將小焦角15°逐漸抬至19°，成功取消中心加焦，并視爐況走勢微調礦焦圈，在保持料柱透氣性的同時，配合負荷料調整兩道氣流的合理分布，提高煤氣利用率。

表3 料制調整表

2.4 冷卻制度

烘爐前高爐高低壓工業水和軟水各停1 臺泵，尤其是軟水流量一度壓至1 500 m3/h，烘爐前4 h 將高壓工業水的泵啟全，送風前4 h 將低壓工業水和軟水的泵啟全，將軟水總流量控制在2 500 m3/h，軟水溫度控制在43 ℃±1 ℃，待風口捅全、風量加至3 500 m3/h 以上后，軟水流量加全至4 000 m3/h，如此控制主要是為了在前期減少爐內熱量的損失，待爐況正常后又能及時保證冷卻強度，以保護設備設施。

2.5 熱制度和造渣制度

此次爐況恢復前期拔風氧槍[1]時，由于出鐵時間過短且渣鐵量比較少，所以未對渣鐵成分進行分析，也未測其物理熱；直至15 日23：57 拔槍后，出鐵前期鐵量大渣量小時，才能取樣、測溫。從圖2 中可以直觀看出，15 日（趨勢圖中橫坐標里的第1 次鐵）爐溫處于合適水平，但由于爐況走勢不好，一直處于崩滑料階段，以至于16 日（趨勢圖中橫坐標里的第2 次到第14 次鐵）02：35 開口后爐溫上行，但物理熱下行，隨后崩滑料進入爐缸，同時為疏導氣流采取礦一焦三料制，以及捅風口加風，爐溫呈下行趨勢，但鐵水物理熱基本能保持在1 440 ℃左右。其中爐渣堿度有較大的變化，主要是因為空焦中的溶劑都是間隔幾批焦才下一批，而且由于爐缸狀態比較差，導致渣成分不均勻而出現渣堿波動。

圖2 渣鐵成分趨勢圖

直至16 日下午，隨著爐況的好轉，崩滑料次數減少，料制上開始逐步抑制兩道氣流，提高煤氣利用，風溫也逐步上控，綜合反應后爐溫反彈，出鐵狀態也得到改善，但由于燒結礦中鈦含量偏高，從渣鐵流動性方面考慮，將w（Si）和w（Ti）之和作為鐵水化學熱評判指標，同時視爐況走勢逐步降低焦比和擴大礦批，并上調爐渣堿度，在保證生鐵質量的前提下下控爐溫。因負荷料到達爐缸以及崩滑料基本消失，煤氣利用得到極大改善，鐵水物理熱并未因爐溫的下降而下降，反而較之前有所升高，為爐缸的活躍打下堅實基礎，且爐缸活躍對氣流的初始分布有積極作用，爐況逐步進入良性循環狀態，此時，操作人員針對各種負荷料的反應時間匹配適當的煤量和富氧量，以便保持爐內熱量水平處于合適范圍內。

3 結論

1）充分、到位的開爐前準備工作及各項應急措施將可能影響爐況恢復的情形扼殺在搖籃里，為快速恢復爐況奠定基礎。

2）帶風裝料可將爐料中的粉末吹出，保持中心和邊緣通道的通暢，且相比于無風裝料，可保持爐料有一定的松散度，提高料柱的整體透氣性。

3）此次鐵口預埋風氧槍時，料面位置低，2 號鐵口插入3 h 后可從料面上看到高溫氣流，隨后的裝料并未影響到料面氣流的穩定，而且隨著料線逐步變淺，偏向2 號鐵口的氣流逐步向中心發展，以至于送風后中心氣流穩定旺盛，此舉不僅保證了煤氣流的安全性，也使開爐前的準備時間得到合理壓縮。

4）送風后的各項調劑及時、到位，操作人員對爐況的把握和綜合分析比較全面、透徹，最終將爐況恢復時間壓縮至最短。

5）美中不足的是由于原料條件限制引起燒結礦的鈦含量較高，爐況恢復過程中，爐溫較高時鈦的還原率較高，導致鐵中鈦含量偏高，對活躍爐缸有一定的影響，所幸操作人員對該問題發現及時，在控制爐溫方面采用w（Si+Ti）來綜合判定，最后未對爐況恢復造成較大影響。