姜慶喜，范振夫，劉和，田景長，孟凡雙

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧鞍山114021）

摘要： 對鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠2580 m³ 高爐大修開爐達(dá)產(chǎn)實踐經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)。本次高爐停爐大修68 天后開爐送風(fēng)，通過開爐前的精心準(zhǔn)備，制定科學(xué)的開爐方案，首次嘗試全風(fēng)口操作的送風(fēng)方式，順利開爐，用時不到2 天達(dá)產(chǎn)達(dá)效。

關(guān)鍵詞： 高爐；大修；開爐；全風(fēng)口；達(dá)產(chǎn)

鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠4 號高爐（2580 m³） 第1 代爐役始于2006 年12 月2 日，2015 年6 月15 日停產(chǎn)大修， 一代爐役8 年6 個月， 生產(chǎn)生鐵1 628.74 萬t， 單位爐容產(chǎn)鐵量6 312.9 t/m³。高爐生產(chǎn)后期爐缸溫度（熱電偶顯示）頻繁升高、冷卻壁熱流強(qiáng)度高，存在安全隱患，長期堵風(fēng)口，不能全風(fēng)作業(yè)，需要長期護(hù)爐生產(chǎn)。經(jīng)過68 天的大修，第2 代爐役開始。通過開爐前的精心準(zhǔn)備， 制定科學(xué)的開爐方案， 于2015 年8月22 日00：58 點火送風(fēng)， 8 月22 日21：00 頂壓提至121 kPa，至此爐況達(dá)到基本正常，8 月23 日21：55 時開始噴煤，24 日12：20 開始富氧，開爐順利結(jié)束。由于準(zhǔn)確選擇了開爐參數(shù)，配料及裝入順序合理，高爐快速達(dá)產(chǎn)達(dá)效。

1 開爐前準(zhǔn)備

開爐方案是高爐開爐過程的實施依據(jù)。開爐前， 鞍鋼煉鐵廠編寫了《煉鐵廠4 號高爐開爐方案》，方案包括高爐烘爐、系統(tǒng)試漏、試壓查漏、開爐配料計算、裝爐準(zhǔn)備、開爐操作及安全規(guī)定等內(nèi)容?？茖W(xué)、合理的開爐方案，為4 號高爐的順利開爐、快速達(dá)產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

1.1 高爐烘爐

高爐烘爐工作直接影響高爐的一代壽命及后續(xù)生產(chǎn)。為了保證高爐各部位耐火材料砌體內(nèi)水分的緩慢蒸發(fā)，提高砌體的整體強(qiáng)度，使整個爐體設(shè)備逐漸加熱升溫至生產(chǎn)狀態(tài)，4 號高爐使用熱風(fēng)對高爐進(jìn)行烘烤升溫。以風(fēng)溫升溫為依據(jù)，以風(fēng)量調(diào)劑為手段，以爐頂溫度為制約，嚴(yán)格按烘爐曲線對高爐進(jìn)行烘烤升溫。8 月15 目17：17 開始烘爐， 8 月20 日5：00 結(jié)束。嚴(yán)格控制烘爐進(jìn)程，換爐風(fēng)溫波動不大于20 ℃。開始烘爐風(fēng)溫為130 ℃，以20 ℃/h 的速度升至300 ℃，恒溫16 h；再以25 ℃/h 的速度升至400 ℃，恒溫70 h；接著以25 ℃/h 的速度降至150 ℃以下， 烘爐結(jié)束，烘爐共計108 h。烘爐曲線如圖1 所示。整個烘爐過程，在保證爐頂溫度不超標(biāo)的前提下，盡量使用較大風(fēng)量； 如果爐頂溫度超標(biāo)， 則適當(dāng)降低風(fēng)溫30~50 ℃。高爐休風(fēng)后打開風(fēng)口大蓋進(jìn)行自然冷卻，爐頂放散閥全開。

1.2 試壓查漏

主體工程完成后的試壓、查漏工作非常重要。用鼓風(fēng)機(jī)對高爐、布袋除塵系統(tǒng)進(jìn)行整體試壓，爐頂最高壓力達(dá)到249 kPa，對發(fā)現(xiàn)的漏點進(jìn)行標(biāo)記補(bǔ)焊。通過試壓、查漏工作，確保了高爐開爐以后，爐體周圍的工作環(huán)境是安全的。8 月20 日10：00對高爐進(jìn)行試壓， 計劃頂壓達(dá)到250 kPa，10：47頂壓130 kPa， 持續(xù)130 min 后，13：10 頂壓升至200 kPa，保壓41 min，13：51 頂壓升至225 kPa，在升壓過程中連續(xù)進(jìn)行了檢漏，14：00 頂壓升至249 kPa，14：02 開始減風(fēng)降壓，14：25 頂壓降至100 kPa， 小蓋全開，14：31 放散全開，14：35 休風(fēng)試壓完畢。

2 開爐配料計算

2.1 高爐枕木填充方案

高爐開爐需進(jìn)行爐缸枕木填充作業(yè)， 填充料形成的空隙有利于高溫煤氣、渣鐵通過，加快爐缸加熱升溫進(jìn)程。爐缸中心枕木所堆砌的堆包有利于高爐中心氣流通過，促進(jìn)合理軟融帶的形成。風(fēng)口部位的枕木能夠保護(hù)風(fēng)口，防止風(fēng)口砸壞，有利于高爐初期送風(fēng)。為強(qiáng)制加熱高爐爐缸，在高爐開爐時需裝設(shè)爐缸吹風(fēng)管和鐵口煤氣導(dǎo)出管。因此，需裝填爐缸墊底焦以覆蓋保護(hù)爐缸吹風(fēng)管。本次開爐爐缸采用凈焦和枕木進(jìn)行填充。爐缸底部凈焦填100 t、枕木填充至風(fēng)口下沿0.3 m 處。

在枕木填充前需測算爐缸容積，推算枕木量。目前枕木填充有兩種方法：一是井字排列法，枕木由人員入爐按順序逐根排列， 該法爐缸填充率低（35%～40%），爐缸透氣性好；另一方法是散裝法，枕木通過輥道裝入，該法填充率高（48%～52%）。為減輕作業(yè)強(qiáng)度，縮短作業(yè)時間，本次爐缸枕木填充采用散裝法^［3］。

填充枕木容積及數(shù)量的確定步驟：死鐵層裝枕木容積：7.6 m³鐵口中心線（標(biāo)高9 800 mm）至風(fēng)口中心線（標(biāo)高13 300 mm） 下沿0.3 m 處枕木填充容積：325.9 m³需填充枕木的總?cè)莘e：325.9+7.6 =333.6 m³使用標(biāo)準(zhǔn)枕木，每根體積：2.5(長)×0.21(寬)×0.155(高)=0.081 4 m³填充枕木數(shù)量：333.6/0.081 4×0.5=2049 根，取2050 根。

2.2 開爐填充料

開爐填充礦石采用東燒＋自產(chǎn)球+錳礦+石灰石+硅石+菱鎂石， 焦炭選擇質(zhì)量較好的化工自產(chǎn)干熄焦，原料化學(xué)成分見表1。各種原燃料堆比重確定為焦炭0.45 t/m³、燒結(jié)礦1.85 t/m³、球團(tuán)2.05 t/m³、錳礦2.2 t/m³。燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓≥77％、焦炭灰分≤12.5% M40≥84.5%,M10≤7.0%。要求開爐填充料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)^［3］，確保開爐順利完成。

2.3 開爐配料計算

本次大修開爐變料按照焦比3.8 t/t、渣比1.1 t/t、終渣堿度0.95 計算^［1］， 設(shè)定生鐵成份如表2 所示。從結(jié)果看，第一次鐵流動性良好，物理熱充足，鐵水溫度達(dá)1422 ℃，實現(xiàn)爐前第一次鐵順利走砂口， 達(dá)到渣鐵分離的目地， 完全符合預(yù)期目標(biāo)。

3 開爐操作

3.1 開爐送風(fēng)

高爐于8 月22 日0：58 點火送風(fēng)，4 號高爐共30 個風(fēng)口， 送風(fēng)前不堵風(fēng)口， 開爐風(fēng)口采用Φ120 ㎜ ×15 +Φ110 ㎜ ×15， 全風(fēng)口送風(fēng)面積0.312 m²。開爐送風(fēng)恢復(fù)基于“大風(fēng)量、快出鐵”的原則，以循序漸進(jìn)的方式提高風(fēng)量風(fēng)壓。送風(fēng)5 h后出現(xiàn)第一次風(fēng)壓風(fēng)量不對稱的情況， 減少風(fēng)量穩(wěn)定后好轉(zhuǎn)；至16:00 出現(xiàn)第二次風(fēng)壓風(fēng)量不對稱的情況，料尺偏行，放風(fēng)后消除，逐步回風(fēng)恢復(fù)；至21:00 頂壓升至121 kPa，風(fēng)壓263 kPa，初期復(fù)風(fēng)工作基本完成。送風(fēng)初期各項參數(shù)如表3 所示。

3.2 出鐵出渣情況

爐前工作的好壞， 決定高爐能否及時排凈渣鐵，是高爐成功開爐的關(guān)鍵。針對開爐的特殊性，加大爐前管理，保證爐前渣鐵溝具備出鐵條件，待各種工具準(zhǔn)備齊全，相關(guān)材料準(zhǔn)備充足后，爐前開始堵鐵口。根據(jù)風(fēng)溫、風(fēng)量等實際情況合理控制鐵口打泥量，保證鐵口工作狀態(tài)良好；爐前崗位人員按要求及時打開鐵口、排凈渣鐵，促進(jìn)成功開爐。此外，人員配置上安排兩組人員，一組負(fù)責(zé)出鐵，一組負(fù)責(zé)清理渣鐵，反復(fù)作業(yè)，直至爐況恢復(fù)。8 月22 日13:25 開4# 鐵口，13:55 開1# 鐵口見煤氣，14:35 開3# 鐵口見渣鐵，16：50 打開3# 鐵口， 鐵量約300 t 左右，渣量130 t，至此4 號高爐順利開爐。

3.3 開爐初期制度調(diào)整

3.3.1 熱制度

開爐初期， 快速降硅是實現(xiàn)高爐快速達(dá)產(chǎn)的重要措施，有利于爐況發(fā)展，但在降硅的同時要保證渣鐵流動性。開爐降硅趨勢如圖2 所示。

3.3.2 送風(fēng)制度

開爐后在增加風(fēng)量的同時， 風(fēng)口保持風(fēng)速在220 m／ s 左右，維持足夠的鼓風(fēng)動能，并適時提高頂壓，控制壓差，以穩(wěn)定順行^［2］。

3.3.3 裝料制度

開爐裝料制度， 開爐復(fù)風(fēng)后隨著中心、邊緣2 道氣流成型，逐步抑制邊緣，疏導(dǎo)中心，布料制度逐漸改變?yōu)?img width="180" height="48" src="http://www.sscx7.com/file/upload/201904/13/13-51-43-74-6.png" alt="圖片7" />，最后采用C ，形成穩(wěn)定的操作制度。

3.3.4 造渣制度

開爐初期二元堿度按0.9～1.0 配料并配加錳礦， 保證渣鐵分離和爐渣流動性， 有利于爐況順行。隨著爐況進(jìn)一步發(fā)展，再逐步調(diào)整配比，保持渣堿度在1.0～1.1 范圍。

3.4 強(qiáng)化冶煉

4 號高爐整個開爐過程順行良好，各種技術(shù)操作參數(shù)的選定符合實際， 爐前、爐內(nèi)操作穩(wěn)妥有序，爐況恢復(fù)進(jìn)度合理、高效。開爐第二天（8 月23日）開始噴煤，第3 天（8 月24 日）各項指標(biāo)達(dá)產(chǎn)達(dá)效。8 月24 日生鐵產(chǎn)量達(dá)到5 700 t， 利用系數(shù)2.209 t ／ (m3·d)，生產(chǎn)保持相對平穩(wěn)。9 月通過進(jìn)一步改善原燃料質(zhì)量，優(yōu)化高爐上下部操作制度、實施低硅冶煉等強(qiáng)化冶煉措施，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著改善。

4 結(jié)語

（1） 4 號高爐開爐順利，達(dá)產(chǎn)速度快，主要得益于科學(xué)合理的開爐方案和開爐前嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏?zhǔn)備工作。特別是高爐烘爐、試壓查漏、原燃料質(zhì)量等方面，都為順利開爐提供了保證。

（2） 開爐參數(shù)的準(zhǔn)確選擇，合理的配料及裝入順序，是開爐后迅速達(dá)產(chǎn)的重要保障。全開風(fēng)口送風(fēng)，送風(fēng)面積達(dá)到0.312 m²，配合快速上風(fēng)，有利于形成合理的操作爐型，且不用休風(fēng)捅風(fēng)口，減少爐外工作量及波動因素，加快開爐進(jìn)程。

（3） 開爐變料采用高焦比、高渣比、低堿度的原則，開爐料中配加菱鎂石、錳礦、石灰石等雜礦，實現(xiàn)增加渣量、改善渣鐵流動性的目的，為第一次鐵順利走砂口提供了保障。此次變料方法可以固化為鞍鋼2580 m³ 高爐的開爐變料方法。

（4） 開爐成功后，優(yōu)化高爐操作，及時調(diào)整參數(shù)，合理控制爐渣堿度、物理溫度、鐵水硅含量，有利于改善渣鐵滲透性，爐缸活躍，為高爐快速達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。

參考文獻(xiàn)

［1］ 那樹人.煉鐵工藝計算［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

［2］ 劉琦.高爐基本操作制度的選擇［J］．煉鐵，2004，23(1)：2-8

［3］ 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.