胡立黨，殳哲君

（江蘇中天鋼鐵集團(tuán) 第三煉鐵廠，江蘇 常州213101）

1 前 言

江蘇中天鋼鐵集團(tuán)5#爐有效容積850 m3，共20個(gè)風(fēng)口，兩個(gè)出鐵場(chǎng)，采用了國(guó)內(nèi)先進(jìn)、成熟的工藝技術(shù)。高爐于2019年12月4 日降料面停爐，本次停爐降料面至風(fēng)口，停爐過程安全、順利。高爐于2019年12月25日開始裝料，26日18:16點(diǎn)火開爐，27日0:50開第一爐鐵，27日7:03第五爐鐵出鐵基本正常。

因停爐期間打水較多，因此開爐初期爐缸熱量低，渣鐵處理困難，對(duì)恢復(fù)進(jìn)程產(chǎn)生一定影響。但隨著出鐵正常，恢復(fù)進(jìn)程明顯加快，高爐爐況穩(wěn)定順行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)步提高。72 h 內(nèi)日產(chǎn)達(dá)2 666 t，燃料比降低到550 kg/t左右，有效降低了開爐成本，為850 m3級(jí)高爐順利開爐達(dá)產(chǎn)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

2 開爐前準(zhǔn)備工作

2.1 高爐爐型參數(shù)

高爐爐型主要參數(shù)。爐喉直徑5.5 m，爐腰直徑8.7 m，爐缸直徑7.2 m，風(fēng)口高度3.4 m，死鐵層高度1.329 m，有效高度22.106 m，爐身角82.34°，爐腹角75.74°，爐喉高度1.8 m，爐身高度11.9 m，爐腰高度1.55 m，爐腹高度2.95 m，爐缸高度3.906 m，鐵口2個(gè)，風(fēng)口20個(gè)。

2.2 高爐本體烘爐及風(fēng)口修復(fù)

烘爐前內(nèi)部對(duì)風(fēng)口區(qū)域進(jìn)行噴涂，外部進(jìn)行壓力灌漿，減少生產(chǎn)后爐內(nèi)煤氣外漏，保證生產(chǎn)后因本體灌漿孔罩子掉落造成大量煤氣泄漏而休慢風(fēng)。修復(fù)扒爐時(shí)拆下中套下方耐材，以保證送風(fēng)前期煤氣不泄漏。

烘爐目的是使高爐耐火材料砌體內(nèi)水分緩慢蒸發(fā)，提高砌體整體強(qiáng)度；使整個(gè)爐體設(shè)備逐漸加熱至生產(chǎn)狀態(tài)，避免生產(chǎn)后因劇烈膨脹而損壞設(shè)備。本次開爐烘爐時(shí)間計(jì)劃5 d，因工期緊張，縮短至3 d，利用8根烘爐導(dǎo)管加熱爐缸。12月20日18:56，高爐開始烘爐，先送冷風(fēng)，至21:00 開始以15 ℃/h的升溫速度升至300 ℃，以爐缸預(yù)裝熱電偶為準(zhǔn)保溫10 h，后以20 ℃/h 升溫至500 ℃保溫，因5#爐烘爐主要將爐內(nèi)濕氣及結(jié)晶水烘干，為給后續(xù)工作爭(zhēng)取時(shí)間，升溫至500 ℃開始恒溫34 h，截至12月23 日下午23:00 烘爐結(jié)束。具體烘爐曲線如圖1所示。

2.3 高爐檢漏工作

高爐通風(fēng)試漏的目的是查出漏點(diǎn)，進(jìn)行堵漏。5#高爐開爐前進(jìn)行一次試漏，煤氣處理系統(tǒng)布袋除塵已經(jīng)做過打壓氣密試驗(yàn)，高爐通風(fēng)試漏送風(fēng)路徑為鼓風(fēng)機(jī)將冷風(fēng)送入冷風(fēng)管道，經(jīng)冷風(fēng)混風(fēng)閥入熱風(fēng)管道，從風(fēng)口送入高爐本體內(nèi)。檢漏在2月24日進(jìn)行，分別以50 kPa、110 kPa 查出大的漏點(diǎn)十幾處。經(jīng)過打壓試漏和補(bǔ)焊，具備了開爐送風(fēng)的基本條件。

2.4 設(shè)備試運(yùn)行

各系統(tǒng)安裝完畢后，先進(jìn)行單體試車，然后進(jìn)行聯(lián)合試車，并把每個(gè)設(shè)備的驗(yàn)收責(zé)任落實(shí)到具體的個(gè)人，開爐前進(jìn)行簽字確認(rèn)。做到分片負(fù)責(zé)，簽字確認(rèn)，萬無一失，確保開爐期間設(shè)備正常、穩(wěn)定。

2.5 爐前準(zhǔn)備工作

爐前各設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)正常，提前1周開始將大溝高溫烘烤，提前1 d將鐵口爐門板安裝完畢，鐵口泥套全部修墊好并烘烤干，出鐵前鋪好河沙，并做好出鐵前準(zhǔn)備工作；各種開爐用工器具及資材確保齊全、到位。

3 開爐配料、裝料及基本制度確認(rèn)

3.1 開爐料

本次開爐正常料爐料結(jié)構(gòu)為南區(qū)燒結(jié)礦+烏克蘭球。在正常料和空料中配加螢石和錳礦，以改善渣鐵的流動(dòng)性，防止開爐初期因渣系不合理及渣鐵流動(dòng)性差影響開爐進(jìn)程。

開爐料的理化指標(biāo)見表1～表4。

表2 熔劑輔料化驗(yàn)成分 %

表3 燃料化驗(yàn)成分 %

表4 原、燃、輔料堆密度 t/m3

3.2 開爐參數(shù)設(shè)定

正常料計(jì)算（根據(jù)鐵平衡、錳平衡、堿度平衡）。1）正常料焦比0.85 t/t；干焦批5.5 t；鐵水［Si］3.0%、［Mn］0.8%；爐渣堿度（R2）0.97、鎂鋁比0.70、渣比≮420 kg/t、（CaF2）3%。2）計(jì)算得出正常料組成為:礦批10 300 kg（燒結(jié)礦8 240 kg、球團(tuán)2 060 kg）、干焦批5 500 kg、錳礦220 kg/批、硅石480 kg/批、蛇紋石160 kg/批、螢石110 kg/批；一批正常料的體積16.364 m3，壓縮后體積為14.40 m3。

空焦料計(jì)算（爐渣堿度、鎂鋁比平衡）。1）干焦批5.5 t；爐渣堿度（R2）0.97、鎂鋁比0.70、（CaF2）3%。2）計(jì)算得出空焦料組成為:干焦批5 500 kg、蛇紋石410 kg/批、螢石50 kg/批、石灰石760 kg/批；一批空焦料的體積為10.813 m3，壓縮后體積為9.407 m3。

凈焦計(jì)算。干焦批5 500 kg，壓縮后體積8.70 m3。確定填充料。

5#爐內(nèi)型如圖1所示。

圖1 5#爐爐體尺寸體積

爐缸至風(fēng)口中心線處填充木柴（即爐缸上沿下方0.5 m），則該段需填充木柴體積為138.672 m3。風(fēng)口中心線以上、爐腹填凈焦，則該段需填充凈焦體積為167.228 m3，一批凈焦壓縮后體積為8.70 m3，則凈焦批數(shù)為19.222 批，取19 批。爐腰、爐身1/8填空焦料，則該段需填充空焦體積為152.03 m3，一批空焦壓縮后體積為9.40 m3，則空焦批數(shù)為16.161批，取16 批。爐身7/8、1.3 m 料線下爐喉體積的正常料、空焦批數(shù)確定。該段體積431.10 m3，全爐干焦比2.80 t/t。假設(shè)該段正常料為x批，空焦料為y批，經(jīng)配料計(jì)算得x=21.183，y=13.768；實(shí)取x=21，y=14。按以上計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行上料矯正，可得全爐裝料體積為888.58 m3，全爐干焦比2 827 kg/t，基本符合設(shè)計(jì)預(yù)期。

3.3 裝料安排

根據(jù)開爐配料計(jì)算結(jié)果，安排各段裝料，如表5所示（全爐料鐵量為136.21 t）。

表5 開爐裝料參數(shù)

在裝料過程中同時(shí)對(duì)上料設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，包括旋轉(zhuǎn)溜槽的最小布料角度、礦石焦炭最小γ開度、γ開度與料罐下料速度的關(guān)系、礦石和焦炭的布料曲線，正常料線打到鋼磚角度、槽下計(jì)量秤等，掌握了爐頂布料設(shè)備的基本特征，對(duì)裝料中暴露出的問題馬上處理。裝料過程中各段實(shí)際位置和理論計(jì)算有一些差距，主要是本次噴涂厚度與原設(shè)計(jì)圖的厚度不一致，爐腰、爐身等位置相比原設(shè)計(jì)略有增加，空焦布完后，與計(jì)算高度差0.35 m，后用凈焦找平。

裝料制度見表6。

表6 裝料料制調(diào)整計(jì)劃

3.4 送風(fēng)制度選擇

3.4.1 風(fēng)口布局

20 個(gè)風(fēng)口，其中16 個(gè)采用L470×Φ110/斜5°和4 個(gè)L470×Φ115/斜5°風(fēng)口小套，總進(jìn)風(fēng)面積0.193 6 m2，送風(fēng)堵6個(gè)風(fēng)口（4#、7#、9#、12#、14#、17#），進(jìn)風(fēng)面積0.133 9 m。保持鐵口上方風(fēng)口全開，使用加工好的輕質(zhì)耐火磚均勻堵風(fēng)口，堵風(fēng)口分布示意圖見圖2。

圖2 開爐風(fēng)口布局

開風(fēng)口時(shí)間及順序以爐況順行為主的原則，合理控制開風(fēng)口及加風(fēng)進(jìn)程，根據(jù)風(fēng)量及時(shí)擴(kuò)大礦批，12月28日22:40風(fēng)口全開，實(shí)現(xiàn)了全風(fēng)作業(yè)。

3.4.2 開爐送風(fēng)參數(shù)控制

點(diǎn)火送風(fēng)風(fēng)量800 m3/min，風(fēng)溫800 ℃，風(fēng)壓80～100 kPa（以風(fēng)壓為準(zhǔn)）。壓差控制＜100 kPa。參數(shù)控制依據(jù)見表7。

表7 開爐送風(fēng)參數(shù)控制

4 開爐操作

4.1 點(diǎn)火送風(fēng)及送風(fēng)制度調(diào)整

2019年12月26日18:16點(diǎn)火送風(fēng)，18:30送風(fēng)風(fēng)口全部變亮，風(fēng)量1 136 m3/min，熱壓100 kPa，熱風(fēng)溫度800 ℃。0:50開第一爐鐵，渣鐵量約20 t，但物理熱偏低；第二爐開始渣鐵物理熱逐步上行，27日7:03 第五爐鐵物理熱1 463 ℃，視渣鐵物理熱、流動(dòng)性較好開始過撇渣器，爐前出鐵基本正常。逐加熱風(fēng)壓力至200 kPa 風(fēng)量1 550 m3/min。9:18 開口鐵水物理熱1 470 ℃，逐步開風(fēng)口，熱風(fēng)壓力加至220 kPa風(fēng)量1 750 m3/min，降焦比至550 kg/t。因爐缸打水積水較多，烘爐時(shí)間緊，未完全烘干，熱量提升略慢，凈焦下達(dá)后物理熱升高，但仍然在1 470 ℃以下，凈焦過去物理熱又有所下降（1 450 ℃），略控恢復(fù)速度。至28日早上8:00，風(fēng)口全開，高爐逐步加風(fēng)操作，風(fēng)機(jī)靜葉加逐步加至48%。27 日22:00高爐開始噴煤，本次開爐5#爐實(shí)現(xiàn)了36 h內(nèi)風(fēng)口全開，28 h內(nèi)噴煤操作，基本達(dá)到預(yù)期計(jì)劃要求。

4.2 布料控制

布料矩陣采取疏通兩股氣流的制度，選擇合理的裝料制度是開爐順利的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是成功開爐和順利達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)的重要保證。在恢復(fù)爐況的過程中，根據(jù)煤氣流分布情況調(diào)整礦石檔位，使發(fā)展邊緣的裝料制度，逐步過渡到穩(wěn)定邊緣，適當(dāng)發(fā)展中心，邊緣中心兼顧的兩股氣流。選擇合理的煤氣流分布，是開爐過程中爐況穩(wěn)定的關(guān)鍵，爐況恢復(fù)時(shí)裝料制度調(diào)整見表8。

4.3 熱制度調(diào)整

4.3.1 快速降硅

高爐開爐后，降低生鐵硅水平是改善爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，保證渣鐵及時(shí)出盡的重要措施，同時(shí)也是高爐加風(fēng)提頂壓，強(qiáng)化冶煉的必要條件。根據(jù)設(shè)備和外圍情況，有步驟上焦炭負(fù)荷。5#爐開爐前期爐溫4.0%左右，27日夜班爐溫降至0.7%左右，物理熱明顯提升，渣鐵流動(dòng)性改善，外圍生產(chǎn)基本轉(zhuǎn)入正常。

4.3.2 噴吹煤粉

盡早噴煤能活躍爐缸、快速降低焦比，便于頂溫控制、減少布袋和爐頂設(shè)備壓力。豐富調(diào)劑手段，減少操作對(duì)風(fēng)溫和負(fù)荷的依賴。5#爐送風(fēng)后28 h內(nèi)開始噴煤，并根據(jù)進(jìn)程逐步增加煤比，40 h左右煤比達(dá)到100 kg/t。5#爐開爐48 h 風(fēng)溫使用及降焦比進(jìn)程時(shí)序見圖3。

表8 布料參數(shù)調(diào)整

圖3 開爐48 h風(fēng)溫焦比變化

4.4 渣鐵制度調(diào)整

開爐料中適當(dāng)加入錳礦能改善爐渣流動(dòng)性，待爐缸加熱至正常水平，應(yīng)及時(shí)停錳礦等熔劑，穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu)。高爐開爐要求合理把握好出鐵時(shí)間，出鐵時(shí)間過早，渣鐵量太少。因初期渣鐵流動(dòng)性差，易造成大溝淤渣、撇渣器凝死等事故。出鐵時(shí)間過晚，影響加風(fēng)速度，不利于爐況快速恢復(fù)。5#爐開爐第一爐開口，由于爐缸熱量不足，開口僅出少量渣鐵，鐵水流動(dòng)性較差，前三爐走安全溝，第四爐走撇渣器殘鐵口，第五爐開始過撇渣器，開爐渣鐵排放情況見表9。

4.5 高爐運(yùn)行參數(shù)及主要生產(chǎn)指標(biāo)

合理的開爐參數(shù)選擇，保證鐵水熱量充沛，對(duì)高爐及時(shí)出凈渣出鐵，減少爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，高爐實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)提供了重要保證。此次開爐鐵水物理熱前期偏低，隨著開爐進(jìn)程，熱量逐步升高，第六爐后基本在1 460 ℃以上，基本保證了渣鐵流動(dòng)性，為快速開風(fēng)口，加風(fēng)達(dá)產(chǎn)提供了熱量保證。后續(xù)恢復(fù)進(jìn)度加快，各項(xiàng)參數(shù)迅速向正常靠攏。28日白班風(fēng)量風(fēng)壓基本到位，煤比100 kg/t，富氧4 000 m3/h，接近中修前各項(xiàng)參數(shù)水平。本次開爐進(jìn)度基本在控，開爐后各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)較快恢復(fù)，產(chǎn)量提升，消耗大幅下降，進(jìn)程基本順利。

表9 開爐出鐵情況

5 結(jié) 語

1）開爐前期遇到爐缸烘烤不干導(dǎo)致物理熱提升困難，對(duì)爐況恢復(fù)產(chǎn)生一定影響。為此總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)延長(zhǎng)烘爐時(shí)間，充分加熱爐缸，開爐計(jì)算也要考慮此部分熱量消耗，開爐料額外補(bǔ)充焦炭。

2）開爐調(diào)整控制節(jié)奏基本合理，參數(shù)調(diào)整按計(jì)劃逐步推進(jìn)。噴煤、富氧快速跟進(jìn)，高爐順行情況較好，未發(fā)生大的爐況波動(dòng)，有利于高爐提產(chǎn)降耗。開爐降硅速度控制合理，生鐵含硅降至低于1.0%用時(shí)不到30 h，有利于煉鋼消化鐵水，促進(jìn)了鐵鋼系統(tǒng)平衡良性循環(huán)。

3）本次開爐各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，爐前提前準(zhǔn)備挖機(jī)等設(shè)備，在初期渣鐵清理中發(fā)揮重要作用，將出鐵影響降到最低。在開爐期間保證設(shè)備運(yùn)行正常是開爐得以快速達(dá)產(chǎn)的重要措施，加強(qiáng)開爐中各部門工種的協(xié)調(diào)溝通也是快速達(dá)產(chǎn)的必備因素。