中鋼1號(hào)1280mm高爐中休及停、開爐實(shí)踐
摘要：通過爐頂打水空料線，將料面降到風(fēng)口帶，對(duì)破損冷卻壁水管進(jìn)行處理，對(duì)破損爐墻進(jìn)行噴補(bǔ)造襯，以達(dá)到合理的爐型。開爐后，爐渣中（Al2O3）在15%以下，（MgO）在8.5%左右，對(duì)本次開爐快速達(dá)產(chǎn)起到了積極有效的作用。本文重點(diǎn)總結(jié)了高爐在噴涂造襯停、開爐過程中的成功經(jīng)驗(yàn)與操作不足。
關(guān)鍵詞：高爐停爐噴補(bǔ)烘爐開爐
1 引言
中鋼1#-1280m3高爐設(shè)計(jì)20個(gè)風(fēng)口及兩個(gè)鐵口，呈180°布置。爐頂采用WP無鐘爐頂，爐底、爐缸采用了“碳磚+陶瓷杯”和水冷爐底結(jié)構(gòu)。高爐于2010年9月26日投產(chǎn)，到2015年11月17日停爐中修，共產(chǎn)鐵水5837351.14t，單位爐容產(chǎn)鐵量4560.43t。在服役近5年零兩個(gè)月期間，整體爐況穩(wěn)定順行，沒有出現(xiàn)過大的爐況失常。但是隨著爐役進(jìn)入中后期，高爐本體冷卻壁水管破損比較嚴(yán)重，到本次停爐前共計(jì)破損83根水管，主要集中在7～9段（42根）和12段（22根）。這不僅制約著高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提升與優(yōu)化，威脅著高爐生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定與長(zhǎng)壽。因此，經(jīng)公司研究決定， 1#高爐停爐中修，對(duì)本體水系統(tǒng)進(jìn)行改造，同時(shí)，爐內(nèi)進(jìn)行噴補(bǔ)造襯，厚度約為150～170mm。
2 空料線停爐操作
2.1 停爐前的準(zhǔn)備
停爐前維持高爐順行是安全停爐的基礎(chǔ)。為此，高爐操作提前三天有意識(shí)地采取了活躍爐墻、適當(dāng)發(fā)展邊緣的裝料制度。配加一定比例的錳礦洗爐，過程中維持充沛的爐缸溫度和適宜的爐渣堿度，以達(dá)到活躍爐缸的目的。
（1）11月14日14:06將爐料結(jié)構(gòu)由A80%+Q20%調(diào)整為A79%+Q21%，爐渣二元堿度下調(diào)0.03，同時(shí)加錳礦500kg/批，以改善渣鐵流動(dòng)性，確保爐缸活躍。
（2）配加錳礦洗爐時(shí)，裝料制度由C37235232.5230.32232↓O37335332.5330.32↓變?yōu)镃37235232.5230.32232↓O37235332.5330.32↓，料線1.3m，以適當(dāng)發(fā)展邊沿的氣流沖刷爐墻粘結(jié)物，為停爐噴補(bǔ)造襯創(chuàng)造良好條件。
（3）11月17日6:00改全焦冶煉，錳礦300kg/批，礦批由33t縮為26t。焦炭負(fù)荷由3.86分次退到2.30，確保了爐溫充沛，停爐前生鐵[Si]為1.30%～1.60%，鐵水物理熱充沛。
（4）制作了四根爐頂打水管，要求伸入爐內(nèi)有效長(zhǎng)度3700mm，打水管前端堵死。其表面分段打三排直徑Φ4mm的打水孔，以保證打水時(shí)有良好的霧化效果。
2.2 預(yù)休風(fēng)、空料線操作
11月17日14:30開始有意識(shí)地空料線，在頂溫上升到220℃左右時(shí)壓料降溫。到休風(fēng)時(shí)料線預(yù)空至6.0m左右，加蓋面焦48噸。于11月17日16:24～17:27進(jìn)行預(yù)休風(fēng)，休風(fēng)共計(jì)183min。預(yù)休風(fēng)期間作了以下預(yù)備工作:
（1）安裝爐頂打水裝置。從爐喉十字測(cè)溫孔處安裝4根長(zhǎng)4.5m，直徑Φ42mm，厚δ4mm的打水管，在水管前端3.7m范圍內(nèi)，分3段交錯(cuò)開孔。水管前端封死，并接通高壓水源，四個(gè)方向打水管均裝有控制閥門和水流量表。
（2）從上升管處改接一根φ32mm煤氣取樣管，并用φ32mm的黑膠皮管引到風(fēng)口平臺(tái)。
（3）處理煤氣系統(tǒng)，全開并固定爐頂大放散。關(guān)閉重力遮斷閥并封沙，關(guān)閉布袋進(jìn)、出氣盲板閥。
11月17日19:27復(fù)風(fēng)空料線，煤氣全部放散進(jìn)大氣中?？樟暇€開始不久，當(dāng)風(fēng)量達(dá)到既定風(fēng)量2300m3/min時(shí)，風(fēng)壓127kPa，頂溫200℃左右。在20：03發(fā)生大爆震一次，頂壓由14kPa突然升至65kPa，立即減風(fēng)100m³/min進(jìn)行控制。當(dāng)頂壓在不斷下降的同時(shí)，又伴隨著一次小爆震，過后恢復(fù)正常頂壓12kPa。這次爆震主要是初期打水量控制過大所致。之后，于20：49又大爆震一次，頂壓由12kPa上升到28kPa，減風(fēng)100m3/min控制;21：17第三次大爆震，頂壓由13kPa突然升至62kPa，及時(shí)減風(fēng)100m³/min控制，隨后連續(xù)發(fā)生三次小爆震。為了減少或避免爆震，之后將頂溫控制280℃～350℃之間。料面位置測(cè)算按150000m³風(fēng)量下降1米為準(zhǔn)進(jìn)行推算，并按照計(jì)劃時(shí)間節(jié)點(diǎn)和對(duì)料面測(cè)算下降位置來控制風(fēng)量。于22:45減風(fēng)100m³/min，23:48再減風(fēng)100m³/min，后期降料面過程中未發(fā)生爆震現(xiàn)象。到18日5:30風(fēng)口陸續(xù)出現(xiàn)掛渣、吹空現(xiàn)象，并打開鐵口出一次鐵。到6:30全部風(fēng)口吹空見黑，停爐頂打水，結(jié)束空料線操作。
此次，1#高爐采用爐喉霧化水裝置與十字測(cè)溫打水裝置結(jié)合的方法進(jìn)行空料線。在空料線過程中雖發(fā)生大、小爆震8次，但沒有發(fā)生煤氣爆炸和其它設(shè)備、人身事故?？樟暇€比較順利，基本上達(dá)到了既迅速又安全的預(yù)期目標(biāo)?？樟暇€共耗時(shí)11小時(shí)，比計(jì)劃測(cè)算時(shí)間提前了2小時(shí)，累計(jì)耗風(fēng)量為158wm3。
3 噴補(bǔ)造襯操作
3.1 噴補(bǔ)前準(zhǔn)備工作
在11月18日6:30空料線結(jié)束后，又繼續(xù)送冷風(fēng)涼熱風(fēng)總管，至19日8:30具備噴補(bǔ)進(jìn)爐作業(yè)條件。爐前卸下全部風(fēng)口小套、直吹管，風(fēng)口中套以兩鐵口為中線，共卸下10個(gè)。并將爐芯殘余死焦柱扒平，加河沙8m3壓火，目的是用來隔絕空氣，阻止?fàn)t內(nèi)焦炭繼續(xù)燃燒，防止?fàn)t缸溫度進(jìn)一步降低，也便于清除噴補(bǔ)反彈料。由于本次停爐空料線前洗爐比較徹底，爐墻非常干凈，幾乎無粘結(jié)物。所以，噴補(bǔ)前僅對(duì)爐墻進(jìn)行了簡(jiǎn)單的清洗。于19:00開始安裝噴補(bǔ)造襯設(shè)備，同時(shí)對(duì)破損冷卻壁進(jìn)行確認(rèn)處理，以便于安裝銅冷棒;對(duì)局部無冷卻壁區(qū)進(jìn)行補(bǔ)焊錨勾，以便于噴補(bǔ)料能與爐墻牢固結(jié)合。
3.2 高爐噴補(bǔ)造襯作業(yè)
11月21日16:10開始噴補(bǔ)，這次噴補(bǔ)是自上而下分為三個(gè)階段進(jìn)行的。第一階段按照50～80mm的厚度進(jìn)行噴補(bǔ)找輪廓;第二階段按照50mm左右的厚度噴補(bǔ);第三階段按照30mm左右進(jìn)行噴補(bǔ)。由于噴補(bǔ)過程中粉塵比較大，加之料固結(jié)比較快，我們?yōu)橛行ПＷC噴補(bǔ)厚度，要求每隔兩段冷板在其縫隙處插入150mm的標(biāo)尺，并以此作為核實(shí)噴補(bǔ)厚度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，過程中及時(shí)清理反彈料進(jìn)行二次利用。整個(gè)噴補(bǔ)到11月23日7:00結(jié)束，共計(jì)39小時(shí)，用料223.14噸，反料率為3.59%，控制在技術(shù)要求的5.0%之內(nèi)。
4 高爐烘爐、開爐
4.1 烘爐
高爐于11月29日16:30開始烘爐，至12月2日8:16烘爐結(jié)束，共用時(shí)約65小時(shí)，比計(jì)劃延長(zhǎng)了21小時(shí)。而且在烘爐過程中進(jìn)行打壓檢漏和停風(fēng)處理熱風(fēng)總管漏點(diǎn)，導(dǎo)致烘爐未能持續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致烘爐曲線波動(dòng)比較大。在烘爐過程中由于兼顧熱風(fēng)總管、豎管烘烤的限制，且在鐵口孔道未安裝臨時(shí)烘爐熱電偶，只能通過熱風(fēng)溫度間接地反映爐缸溫度的變化。因而烘爐風(fēng)量沒有按要求達(dá)到1200m³/min，影響了高爐烘爐效果。實(shí)際烘爐曲線如下圖1。
4.2 開爐冶煉參數(shù)的確定
為確保本次開爐的順利進(jìn)行，高爐相關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過多次商討后確定全爐焦比：3.45，正常料焦比：0.80;正常料堿度：0.95;空焦堿度：0.85;爐渣（Al2O3）≤15%，（MgO）=8.5～9%;料線取1.5m;正常料壓縮率11.5%，空焦壓縮率13%，凈焦壓縮率14%;礦批15t;焦批7.28t。入爐礦配比：燒結(jié)85%+球15%;鐵水控制要求：[Si] 3.50%，[Mn] 1.50%，[Fe]91.5%，[S]，0.060%，鐵水溫度>1470℃。
4.3 開爐裝料
本次開爐裝料從下至上分別為鋪底焦、凈焦、空焦、正常料+空焦、正常料。原計(jì)劃帶風(fēng)裝料，實(shí)際考慮到爐缸焦炭熾熱會(huì)著火，改為靜態(tài)裝爐。
2015年12月2日10:10開始裝料，裝鋪底焦7批，裝凈焦26批，裝空焦20批，裝輕料（正常料+空焦）26批， 12月2日21:10裝料完成累計(jì)裝料耗時(shí)11小時(shí)。在裝料過程中為了盡可能做到料面平整，每五批調(diào)整布料角度一次。由于前期配料計(jì)算選取參數(shù)準(zhǔn)確，以及噴補(bǔ)后爐容再測(cè)算比較到位，各段料組實(shí)際裝入高度與理論測(cè)算幾乎無差別。具體見裝料記錄表1。
4.4 高爐送風(fēng)點(diǎn)火
12月2日22:30送風(fēng)點(diǎn)火，開爐堵4#、5#、6#、7#、14#、15#、16#、17#風(fēng)口，用12個(gè)風(fēng)口送風(fēng)。初期風(fēng)量800m³/min，熱風(fēng)壓力50kPa，透氣性指數(shù)15.9，頂壓9kPa，風(fēng)溫750℃，頂溫24℃。同時(shí)，兩鐵口安裝專用氧槍向爐內(nèi)吹氧、吹風(fēng)，目的是盡快加熱爐缸（爐缸內(nèi)積存的渣、鐵熱量嚴(yán)重不足，幾乎完全是凝固狀態(tài)）。
12月3日1:00許，風(fēng)量1000m³/min，熱風(fēng)壓力98kPa，透氣性指數(shù)12.4，頂壓14kPa，風(fēng)溫800℃，頂溫42℃，此時(shí)爐內(nèi)出現(xiàn)憋壓現(xiàn)象。到3:00風(fēng)壓上升至198kPa，風(fēng)量萎縮至660m³/min左右，于3:15休風(fēng)坐料處理。3:23復(fù)風(fēng)，風(fēng)壓22kPa，風(fēng)量520m³/min左右，風(fēng)溫760℃，頂溫24℃。之后，爐況恢復(fù)比較順利，到8:00風(fēng)量恢復(fù)至1064m³/min，風(fēng)壓51kPa，風(fēng)溫820℃，頂壓8.7kPa，頂溫36℃。12:20風(fēng)量恢復(fù)至1460m³/min，風(fēng)壓90kPa，風(fēng)溫850℃，頂壓18kPa，頂溫42℃。
12月3日7:45，南場(chǎng)鐵口預(yù)埋氧槍自動(dòng)燒開，出鐵約3.5t后堵口;到10:13北場(chǎng)鐵口氧槍也燒開，出鐵約5t后堵口。13:15累計(jì)耗風(fēng)量達(dá)到107wm3預(yù)計(jì)第一批鐵料已進(jìn)入爐缸，組織南場(chǎng)出第一爐鐵。由于爐外準(zhǔn)備充分，安全出鐵約20t。爐溫[Si]2.86%，[S]0.060%，[Mn]1.50%，鐵水物理熱1274℃。由于首爐鐵口開口順利，渣鐵流動(dòng)性相對(duì)較好，送風(fēng)15.5h后，于13:42開14#風(fēng)口。到14:20風(fēng)量加之1529 m³/min，風(fēng)壓92kPa，風(fēng)溫920℃，頂壓18.6kPa，頂溫67℃，南尺3.84m，北尺3.83m。同時(shí)，礦批由15t擴(kuò)到16t，料制：C322302282222↓O305285↓變?yōu)镃342322302222↓O325295↓，并且下料以料線4.0m為準(zhǔn)。14:44開北場(chǎng)鐵口，出鐵約10t，爐溫[Si]5.28%，[S]0.022%，[Mn]2.34%，鐵水物理熱未測(cè)。之后隨著開風(fēng)口數(shù)目的增加，風(fēng)量逐步增加，料線也逐步回至2.0m。
在此期間，11:30爐頂煤氣化驗(yàn)合格。但是由于頂溫遲遲起不來，一直到15:00頂溫達(dá)到70℃時(shí)開始引煤氣關(guān)放散，并于15:50開4#風(fēng)口，23:25開5#風(fēng)口;21:20開7#風(fēng)口;21:30開17#風(fēng)口。直到12月3日24:00時(shí)， 已有17個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)量達(dá)到1800m3/min，風(fēng)壓120kPa，風(fēng)溫830℃，頂壓55kPa，頂溫260℃。
12月4日00:00開始依次將北場(chǎng)鐵口，南場(chǎng)鐵口角度由10°調(diào)到12°。但是，調(diào)整鐵口角度之后，先是北場(chǎng)鐵口出現(xiàn)難開現(xiàn)象，一直燒不開持續(xù)到9:00，采用炸藥開口;接著是南場(chǎng)鐵口也出現(xiàn)難開現(xiàn)象，于11:30炸開?？紤]到可能是由于爐缸熱量不足，半熔融渣鐵未能徹底化開，再次將南、北場(chǎng)鐵口角度由12°調(diào)到6°，以確保渣鐵順利排放。同時(shí)，爐內(nèi)恢復(fù)進(jìn)程也加快，分別于5:15、13:56、17:10開15#、16#、6#風(fēng)口，也就是說在送風(fēng)點(diǎn)火43小時(shí)內(nèi)，達(dá)到20個(gè)風(fēng)口送風(fēng)狀態(tài)。
12月5日，隨著爐缸溫度的回升，渣鐵流動(dòng)性改善，逐步將兩鐵口角度由6°恢復(fù)到10°，同時(shí)，爐內(nèi)恢復(fù)節(jié)奏也隨之加快。到12月5日2:00開始噴煤，8:50開始富氧30m3/min，焦炭負(fù)荷達(dá)到3.36。到11:40風(fēng)量恢復(fù)到2410m³/min，風(fēng)壓230kPa，頂壓144kPa，頂溫210℃左右，風(fēng)溫1010℃左右，礦批25t，負(fù)荷3.55，爐溫控制在[Si]2.0～2.5%，料制恢復(fù)到C362342322302222↓O363343322302↓。于12月6日7:30料制恢復(fù)到C372352332312222↓O373353332312↓，料線恢復(fù)至1.5m，爐溫按照0.8～1.2%控制，于13:30投用TRT。
5 結(jié) 語
（1）停爐前三天退負(fù)荷，采用適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流的裝料制度，并且配加錳礦洗爐，為安全順利空料線停爐提供了有力保證。但空料線前、中期，因風(fēng)量使用較大，打水量控制過大，使?fàn)t頂溫度波動(dòng)大，發(fā)生兩次大的爆震，值得吸取教訓(xùn)。今后在空料線初期時(shí)，一定要結(jié)合爐頂溫度控制打水量，確保頂溫大于250℃。
（2）通過這次空料線實(shí)踐表明，焦炭負(fù)荷退40.4%有所過頭，也就是說焦炭負(fù)荷退至2.30時(shí)，爐溫略有偏高，應(yīng)退至2.50即可。
（3）在噴補(bǔ)過程中，一定要控制好進(jìn)料量和配加水的比例，避免過程中料干揚(yáng)塵大，反彈料較多。盡管是二次回收利用，返料率達(dá)到控制目標(biāo)值5%之內(nèi)，但是過程中往往出現(xiàn)堵槍現(xiàn)象，影響了噴補(bǔ)速度。
（4）對(duì)于中修高爐開爐，初期加風(fēng)、開風(fēng)口不可過急，否則，容易引起高爐難行懸料。同時(shí)，由于爐缸透液性差，鐵口角度應(yīng)調(diào)整到盡可能小，以利于快速排放爐缸積存“冷”渣鐵，應(yīng)避免角度過大，鐵口過深，凝鐵層難開的現(xiàn)象發(fā)生。
（5） 由于準(zhǔn)備工作充分，本次空料線過程只耗時(shí)11小時(shí)就成功實(shí)現(xiàn)，并且于12月2日22:30送風(fēng)點(diǎn)火后爐況順行。43個(gè)小時(shí)恢復(fù)全風(fēng)口作業(yè)，51h30min恢復(fù)噴煤，12月10日產(chǎn)量達(dá)2569.89t（扣除渣量），利用系數(shù)達(dá)2.178t/m3·d，達(dá)到了設(shè)計(jì)產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)了安全快速降料面、順利開爐、快速達(dá)產(chǎn)的目標(biāo)。
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