煉鐵廠6 號高爐長期燜爐后快速開爐達(dá)產(chǎn)實(shí)踐

王宏偉

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南 271104）

1 6 號高爐概況

6 號高爐有效容積1 080 m3，采用雙出鐵場。2022年受鋼鐵市場低迷影響，于7 月26 日被迫燜爐停產(chǎn)。原計(jì)劃對6 號高爐停爐30 d 以上，因內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生較大變化，山鋼集團(tuán)萊蕪分公司計(jì)劃于2022 年8月7 日緊急開爐，總計(jì)燜爐12 d。復(fù)產(chǎn)時(shí)因組織得力，技術(shù)措施實(shí)施到位，過程控制較好，實(shí)現(xiàn)27 h 投用撇渣器、58 h 投用雙場出鐵、60 h 風(fēng)口全開，風(fēng)量即達(dá)到正常水平。

2 燜爐情況

考慮開爐時(shí)間的不確定性，本次燜爐采用降料線停爐法，當(dāng)料線降至風(fēng)口以下時(shí)，打開最后一爐鐵口，渣鐵出凈后休風(fēng)停爐。再根據(jù)燒鐵口時(shí)排出的渣鐵量和復(fù)風(fēng)第一次噴出的渣鐵量都很少的情況，高爐燜爐前最后一次鐵出得非常干凈，這是關(guān)鍵，保障了開爐爐缸存在的殘余渣鐵很少，保證了爐缸的透液性良好。停爐后采取表面壓30 t 水渣密封保溫措施，同時(shí)將高壓水、軟水流量控制到最小，開爐前扒焦炭時(shí)仍處于著火狀態(tài)，爐缸中心溫度仍能保持300 ℃以上，說明死鐵層仍有鐵水保持液態(tài)，有效保證了爐缸溫度快速提升[1-2]。

3 送風(fēng)前準(zhǔn)備

3.1 風(fēng)口方面

7 月5 日將20 個(gè)風(fēng)口小套全部拆卸，同時(shí)拆卸1號、2 號、3 號、5 號、7 號、10 號、13 號、15 號、17號、19 號、20 號共11 個(gè)風(fēng)口的中套。扒開清理殘?jiān)F和燒損焦炭，保證相鄰風(fēng)口間相互打通。從現(xiàn)場實(shí)際情況看，大部分風(fēng)口區(qū)域都很干凈，除3 號風(fēng)口（休風(fēng)前常堵）有明顯殘?jiān)F和焦炭較碎外，其余風(fēng)口比較干凈，且焦炭粒度較好。

所有風(fēng)口殘?jiān)F和碎焦清理完后，用工業(yè)鹽填滿夯實(shí)。處理完風(fēng)口后，留下1 號、2 號、19 號、20 號風(fēng)口用于開爐，其余風(fēng)口全部用專用水泥堵嚴(yán)，保證不捅不開。

3.2 鐵口方面

燜爐開爐的關(guān)鍵是鐵口和風(fēng)口必須燒通，燜爐開爐時(shí)不但要透風(fēng)還必須要透液，同時(shí)要加熱爐缸。因此開爐前24 h 開始燒西場鐵口。一組人員從1 號、2 號、19 號、20 號風(fēng)口中套向下燒，另一組人員采用Φ70 mm 的鉆頭鉆至800 mm 深度處停鉆，用氧氣燒至1 200 mm 后，向上斜燒，使鐵口前的冷凝渣鐵盡可能熔化排出，產(chǎn)生足夠大的空間，以便與鐵口上方風(fēng)口貫通。當(dāng)燒鐵口產(chǎn)生的紅色煙霧從風(fēng)口下部溢出，或風(fēng)口燒氧產(chǎn)生的渣鐵不再上泛且全部滲透流向鐵口時(shí)，視為鐵口與風(fēng)口上下貫通。經(jīng)過12 h 連續(xù)作戰(zhàn)，鐵口與風(fēng)口終于被燒通。

其余各項(xiàng)設(shè)備調(diào)試、安全管控、原料準(zhǔn)備、能源介質(zhì)、渣鐵處理、環(huán)保管控等工作均按《開爐方案》要求嚴(yán)格執(zhí)行。

4 裝料工作

4.1 裝料情況

6 號高爐開爐使用自產(chǎn)干熄焦炭，礦石由直供燒結(jié)礦、魯南球、海南塊組成，輔料由白云石、錳礦、蛇紋石和螢石組成。全爐焦比4.34 t/t（考慮風(fēng)口以下焦炭為5.35 t/t），正常料焦比0.725 t/t，全爐渣鐵比＞780 kg/t，w（Al2O3）＜18%。

生鐵成分選擇：w（Si）=3.5%，w（Mn）=0.8%，w（S）≤0.030%，w（Fe）=92%。S 揮發(fā)了15%，85%進(jìn)入渣鐵。風(fēng)口至料線13.3 m（爐腰以上1.3 m）段為凈焦，13.3～7.8 m 段為空焦，7.8 m 以上為正常料。具體裝料情況如表1 所示。

表1 裝料情況

空焦上完后至料線7.74 m 時(shí)送風(fēng)點(diǎn)火，隨爐況運(yùn)行，再上正常料至4 m，期間根據(jù)料線深度逐步調(diào)整布料角度。

4.2 對開爐料的認(rèn)識

從本次復(fù)產(chǎn)情況來看，開爐料理論體積與實(shí)際體積基本相符，說明全焦開爐爐料空隙率低，前期加風(fēng)困難。爐缸存在大量未燃凈焦，實(shí)際全爐焦比高。同時(shí)爐缸凈焦?fàn)t渣成分不合理，且渣量很小，反而不利于加熱爐缸和爐渣排放，今后可考慮增加空焦量，減少凈焦量。

5 開爐操作

5.1 送風(fēng)操作

5.1.1 設(shè)計(jì)風(fēng)口布局

考慮開爐初期爐缸處于堆積狀態(tài)，本次開爐風(fēng)口直徑由原來的50%的Φ115 mm 改為100%的Φ115 mm，通過縮小風(fēng)口面積保證了開爐初期足夠的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能。開爐前首先憋壓至60 kPa，對送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢漏，通過檢漏措施實(shí)現(xiàn)了復(fù)風(fēng)后送風(fēng)系統(tǒng)零跑風(fēng)。

5.1.2 點(diǎn)燃風(fēng)口焦炭

2002 年8 月7 日11：16 送風(fēng)點(diǎn)火，使用西鐵口上方1 號、2 號、19 號、20 號四個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，開南北大放散。初始風(fēng)量400 m3/min，風(fēng)溫419 ℃（開爐時(shí)間緊，熱風(fēng)爐廢氣SO2含量超標(biāo)，燒爐受限，初始風(fēng)溫低），富氧912 m3/h。風(fēng)溫低對初期恢復(fù)影響較大。12：02 風(fēng)量至597 m3/min 左右，風(fēng)溫逐步增到457 ℃，12：10時(shí)2 號風(fēng)口著火，12：15 時(shí)1 號風(fēng)口著火，12：20 時(shí)20 號風(fēng)口著火，12：50 時(shí)19 號風(fēng)口著火，12：55 關(guān)南放散。開爐過程幾乎未出現(xiàn)風(fēng)口涌渣情況，這也是爐缸透液性較好的印證。

5.1.3 休風(fēng)重新堵風(fēng)口

13：25 因13 號、15 號風(fēng)口吹開，13：25—13：40休風(fēng)重新堵吹開風(fēng)口，13：40 風(fēng)量至625 m3/min，風(fēng)溫610 ℃，14：00 關(guān)北放散，留南放散；14：25 因15 號風(fēng)口再次吹開，為確保風(fēng)口不捅不開，于14：33—15：15休風(fēng)，對有水炮泥增加焦粉、骨料后，重新全部加堵風(fēng)口，15：15 復(fù)風(fēng)后風(fēng)量為520 m3/min，風(fēng)溫560 ℃；15：49 風(fēng)量升至641 m3/min，風(fēng)溫680 ℃，視風(fēng)口水溫差穩(wěn)定開3 號風(fēng)口。

5.1.4 引煤氣

16：25 將爐底水流量由120 t/h 降至80 t/h。17：00風(fēng)量724 m3/min，風(fēng)溫748 ℃，開18 號風(fēng)口。17：20 風(fēng)量至720 m3/min，風(fēng)溫749 ℃，根據(jù)噸焦風(fēng)耗計(jì)算燃燒焦炭為64 t，下部空間騰出約100 m3，17：26—17：32 放風(fēng)坐料。探尺未有動(dòng)作，回風(fēng)。18：25 風(fēng)量675 m3/min，風(fēng)溫795 ℃，關(guān)南放散引煤氣。18：30—18：36 放風(fēng)坐料。崩料后東雷達(dá)尺3.69 m、西雷達(dá)尺6.72 m。坐料后透氣指數(shù)好轉(zhuǎn)，至此探尺工作正常。于19：20 鐵口見渣，大量噴焦（前期少量，頻繁堵），21：23 堵鐵口。具體開爐過程中開風(fēng)口時(shí)間如表2 所示。

5.2 爐溫和堿度

開爐過程，鐵水w（Si）和堿度的對應(yīng)非常重要，爐渣的流動(dòng)性往往決定了恢復(fù)的進(jìn)程，堿度測算時(shí)寧低勿高，即使w（Si）高，也要實(shí)現(xiàn)爐渣堿度不大于1.25，以保證爐渣的流動(dòng)性。6 號高爐爐溫和堿度情況如表3 所示。

表3 6 號高爐開爐爐溫堿度情況

5.3 渣鐵排放

5.3.1 投用撇渣器前

分別對西出鐵場主溝、撇渣器填干焦粉（撇渣器用鐵皮擋住），主溝前端2 m 全部墊搗打料，其余部位搗打料厚度為400 mm，上面填滿河沙。21：23 首次堵口后，每次間隔40～50 min 打開鐵口，保證初期風(fēng)口運(yùn)行安全。

開鐵口情況如表4 所示。

表4 開鐵口情況

5.3.2 投用撇渣器

本次投撇渣器較為保守，待每小時(shí)產(chǎn)生的渣鐵量大于50 t，并且爐前鐵口操作熟練時(shí)，方才做投入撇渣器準(zhǔn)備。至8 月8 日14：14 時(shí)，風(fēng)量至1 320 m3/min，渣鐵流動(dòng)性好轉(zhuǎn)，挖出主溝前半部分搗打料，順利投用西場撇渣器，開爐過程中未有凍住撇渣器的情況發(fā)生。

5.3.3 燒通東場鐵口投用雙場

8 月9 日白班開至17 個(gè)風(fēng)口，準(zhǔn)備投用東場鐵口，但鐵口遲遲燒不通，僅噴煤氣火。采取重新堵鐵口操作，僅鉆至800 mm 深度處停鉆，用氧氣向上斜燒，經(jīng)過近12 h 燒通鐵口，燒通后立即堵住鐵口，待渣鐵量至60 t 以上時(shí)，一次性投入主溝，實(shí)現(xiàn)東場撇渣器零火渣。

5.4 布料制度

及時(shí)上風(fēng)能有效縮短爐況處理時(shí)間，為有效推進(jìn)風(fēng)量，料制上堅(jiān)持“唯放不破”的理念，出現(xiàn)熱難行、煤氣利用過高、透性性過差時(shí)，及時(shí)采取發(fā)展邊緣氣流的手段。待風(fēng)量有一定基礎(chǔ)時(shí)，兼顧中心氣流，保證迅速加熱爐缸。

布料情況如表5 所示。通過優(yōu)化裝料制度，排除初期消化死料柱坐料一次，剩余過程無懸料、管道爐況波動(dòng)情況發(fā)生，風(fēng)量穩(wěn)步增加，說明料制的調(diào)劑能夠及時(shí)匹配當(dāng)前爐缸工作狀態(tài)。

表5 開爐過程料制調(diào)劑

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

6.1 本次開爐亮點(diǎn)

1）開爐前制訂詳細(xì)的方案。送風(fēng)前鐵口、風(fēng)口燒通對整個(gè)開爐過程起到至關(guān)重要的作用，關(guān)鍵點(diǎn)的控制主要經(jīng)過大量專業(yè)技術(shù)人員多次討論而制定，整個(gè)開爐方案合理科學(xué)。

2）按照爐缸凍結(jié)的思路組織開爐前期準(zhǔn)備工作。對鐵口上方風(fēng)口扒料至風(fēng)口中心線以下1.0～1.5 m，降低了開爐風(fēng)口燒壞的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)對風(fēng)口前端區(qū)域加入工業(yè)鹽，有助于改善風(fēng)口前渣鐵流動(dòng)性。

3）開爐過程中對渣系的控制。特別是渣中Al2O3及MgO 含量的控制對渣的流動(dòng)性有著至關(guān)重要的作用，鐵水硅和爐渣堿度對應(yīng)合理。

4）整個(gè)開爐過程中，開風(fēng)口時(shí)機(jī)要把握準(zhǔn)確，堅(jiān)持渣鐵有熱量，打開鐵口捅風(fēng)口。打開風(fēng)口后，堅(jiān)持提高風(fēng)溫、縮短出鐵間隔時(shí)間的原則。當(dāng)已開風(fēng)口有涌渣或水溫差偏高的情況發(fā)生時(shí)，不得捅旁邊風(fēng)口。已開風(fēng)口工作狀態(tài)較好，可開旁邊風(fēng)口。根據(jù)爐缸活躍程度，可向兩側(cè)延伸開風(fēng)口，該措施除憋渣鐵外，避免了風(fēng)口燒損情況。

5）整體生產(chǎn)組織控制較好，未投用憋渣器前，主溝一爐一清一鋪墊，保證40～50 min 能夠順利打開鐵口，未出現(xiàn)主溝跑鐵事故。上炮后嚴(yán)禁主溝打水，堅(jiān)持3 min 退炮原則，恢復(fù)過程中未出現(xiàn)黏炮事故。投入撇渣器后，每爐對渣鐵溝進(jìn)行清理鋪沙，防止渣鐵積累清理難度大，造成鐵間長的事件發(fā)生，整個(gè)恢復(fù)過程中未發(fā)生跑鐵事故。

6）及早引煤氣，本次開爐頂溫達(dá)到50 ℃即引煤氣成功，引煤氣后降低壓差20 kPa，提高風(fēng)壓30 kPa，有效提高了冶煉強(qiáng)度，加快恢復(fù)進(jìn)程。

7）料制匹配合理，前期以上風(fēng)為主，考慮死焦堆透氣、透液性差，主要通過疏松邊緣氣流為主的方法，保證風(fēng)量與風(fēng)口數(shù)量對應(yīng)。配合頂壓使用，保證料柱透氣性良好，加快了恢復(fù)進(jìn)程。中期高焦比持續(xù)時(shí)間長，適當(dāng)疏松兩股氣流，避免煤氣利用過高造成氣流受阻，整個(gè)恢復(fù)過程中未因硅高出現(xiàn)熱難行。后期以降硅提熱量為主，適當(dāng)降低焦比。面對焦比逐步降低，不能再維持過低煤氣利用，通過拉寬平臺，保證兩股氣流通暢，配合風(fēng)速、鼓風(fēng)動(dòng)能順利打通中心，保證低硅高熱，快速降低爐前勞動(dòng)強(qiáng)度。

8）本次開爐為首次未清理爐缸狀態(tài)下順利開爐實(shí)踐，此次實(shí)踐積累了一定理論基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，下一步則需保證頻繁開停爐、全焦開爐能夠靈活駕馭。

6.2 本次開爐不足之處

1）開爐焦比高，后期降焦比節(jié)奏偏慢，開爐后硅含量持續(xù)偏高，渣鐵流動(dòng)性不好，鐵水黏溝現(xiàn)象明顯。

2）風(fēng)口堵泥吹開，造成二次休風(fēng)堵風(fēng)口。其根本原因是本次堵泥質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，過度依賴廠家。后期經(jīng)過調(diào)整有水炮泥成分，有效保證了堵風(fēng)口效果。下一步將針對復(fù)風(fēng)堵風(fēng)口泥制定標(biāo)準(zhǔn)，自營加工專用堵風(fēng)口炮泥。

3）關(guān)爐頂放散過早，不利于爐內(nèi)水汽排出，形成水膜效應(yīng)。這造成前期爐內(nèi)壓差高、下料困難，下一步在引煤氣前放散全開，待蒸汽減少后考慮關(guān)一放散。

4）開爐初期鐵口深度、鉆進(jìn)深度控制不合適，造成8 日夜班開口間隔時(shí)間長，導(dǎo)致燒壞13 號風(fēng)口。這主要是由于工人在思想上對爐缸的工作狀態(tài)過于樂觀，出現(xiàn)憋渣鐵控制不到位的情況。建議對面剩3～4個(gè)風(fēng)口時(shí)即可考慮及時(shí)投雙鐵場。

5）對東場鐵口難開的情況估計(jì)不足，應(yīng)在復(fù)風(fēng)前與西場采取同樣措施，燒通風(fēng)口與鐵口通道，以為后期爐況快速恢復(fù)創(chuàng)造條件。