朱毅  胡立黨  殳哲君 曾凡波 李曉南

（江蘇中天鋼鐵公司第三煉鐵廠）

摘  要：總結(jié)了中天5號(hào)高爐中修后開爐快速達(dá)產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，通過成功開爐，合理控制強(qiáng)化冶煉節(jié)奏，在后續(xù)生產(chǎn)中充分利用好爐型改造后的優(yōu)勢(shì)，對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)水平，通過組織技術(shù)攻關(guān)，持續(xù)優(yōu)化高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，在較短時(shí)間內(nèi)，中天5號(hào)高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

關(guān)鍵詞：高爐；爐型矯正；快速達(dá)產(chǎn)；技術(shù)攻關(guān)

1. 前言

江蘇中天鋼鐵公司5號(hào)高爐設(shè)計(jì)爐容850m3，設(shè)2個(gè)鐵口，20個(gè)風(fēng)口，采用了國(guó)內(nèi)先進(jìn)、成熟的工藝技術(shù)。自2016年12月份開爐以來，高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)逐步提升，但因設(shè)計(jì)原因，爐喉下部第15段鋼磚與14段冷卻壁未能平滑過渡，存在凹臺(tái)，導(dǎo)致爐頂氣流邊緣不易壓制，上部氣流不穩(wěn)，生產(chǎn)穩(wěn)定性略差，產(chǎn)量消耗指標(biāo)與國(guó)內(nèi)一流水平存在一定差距。

針對(duì)此現(xiàn)象，分廠利用機(jī)會(huì)進(jìn)行中修停爐，對(duì)15段冷卻壁進(jìn)行拆除替換，形成了平滑規(guī)整爐型，給高爐強(qiáng)化冶煉提供了良好條件。通過轉(zhuǎn)變思想觀念，積極對(duì)標(biāo)攻關(guān)，采取了各項(xiàng)強(qiáng)化冶煉措施，高爐指標(biāo)逐步優(yōu)化，2月份后高爐各項(xiàng)指標(biāo)連續(xù)突破歷史最好水平，并達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，提產(chǎn)措施取得積極效果。

2. 高爐爐型情況

由圖1可知，爐喉下部第15段與第14段冷卻壁間存在明顯凹臺(tái)（凹進(jìn)294mm）。此凹臺(tái)的存在一直是高爐邊緣氣流壓制效果差，圓周不均，上部氣流不穩(wěn)定的重要制約因素。

3. 中修開爐基本情況

5號(hào)高爐于2019年12月4日0:05安全停爐中修，歷時(shí)22天，15段冷卻壁更換完畢，基本消除15~14段的突兀過渡，形成平滑爐型，同時(shí)對(duì)爐身都風(fēng)口段進(jìn)行噴涂造襯，消除爐壁不規(guī)則形狀，使高爐內(nèi)型形成更適應(yīng)高爐強(qiáng)化生產(chǎn)的開爐爐型。

5號(hào)爐開爐風(fēng)口總面積0.1936m2，送風(fēng)堵6個(gè)風(fēng)口送風(fēng)（4#、7#、9#、12#、14#、17#），本次開爐采用傳統(tǒng)木材填充法開爐，全爐焦比為2.8t/t，正常料焦比0.85t/t，礦批10.3t，焦批5.5t（干焦，水分按5％），鐵口預(yù)埋自制風(fēng)氧槍（東鐵口）。

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1136m3/min，熱壓100kPa，熱風(fēng)溫度850℃。點(diǎn)火后開氧槍，壓縮空氣開度1/3,氧氣開度1/2。0:50開第一爐鐵。渣鐵量約20t，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。

因停爐期間打水較多，因此，點(diǎn)火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。隨著開爐進(jìn)程的推進(jìn)，高爐各項(xiàng)參數(shù)逐步恢復(fù)，爐缸熱量提升，渣鐵流動(dòng)性改善，冶煉強(qiáng)度提高，產(chǎn)量也得到的迅速提升。

開爐前5天的高爐生產(chǎn)指標(biāo)變化見下表2：

至12月底，高爐內(nèi)外部條件得到改善，生產(chǎn)順行。隨冶煉強(qiáng)度的提升，爐型矯正效果顯現(xiàn)出來，爐頂氣流分布趨于合理，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)得到優(yōu)化，產(chǎn)量開始大幅提升。1月份，高爐平均日產(chǎn)3280t，2月份完全消除開爐影響，平均日產(chǎn)量突破3560t，最高達(dá)到3791t，利用系數(shù)突破4.46t/(m3·d)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

4. 中修后采取的主要強(qiáng)化冶煉措施

適應(yīng)高爐爐型修正后的變化，5號(hào)爐迅速采取了強(qiáng)化冶煉措施，具體包括以下幾點(diǎn)：

（1）根據(jù)新爐型變化，調(diào)整爐頂布料參數(shù)，穩(wěn)定上部氣流分布，形成雙峰型煤氣分布，提高煤氣利用率。

5號(hào)爐影響生產(chǎn)的核心點(diǎn)在于爐頂氣流的分布不合理，邊緣凹臺(tái)導(dǎo)致了通過布料、風(fēng)口調(diào)整等方式矯正的效果達(dá)不到要求。本次中修開爐，前期冶強(qiáng)度提高后，一度出現(xiàn)邊緣溫度偏低，頂溫偏低現(xiàn)象。隨著冶煉制度的穩(wěn)定，爐內(nèi)濕分排出，爐缸擴(kuò)大，爐頂溫度逐步升高，氣流分布逐步與料制對(duì)應(yīng)，基本形成了合理的雙峰型煤氣分布，爐頂氣流變化對(duì)比見下圖：

由圖中變化可見，爐型矯正后，操作上采取導(dǎo)引中心氣流，適當(dāng)抑制邊緣的方針，形成中心為主，適當(dāng)照顧邊緣的模式。開爐后，隨著爐頂溫度的提升，布料角度改成保持正角差的制度。2月份后布料矩陣基本穩(wěn)定為

隨著高爐各項(xiàng)參數(shù)的恢復(fù)，爐頂氣流相對(duì)中修前發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的改變，中心氣流引出，并能持續(xù)穩(wěn)定，雙峰氣流基本形成，技改效果初顯成效。

新的爐頂煤氣分布也為后續(xù)的冶煉強(qiáng)度提升，煤氣利用改善提供了條件。1月份后，高爐煤氣利用率在線監(jiān)測(cè)逐步提升，由中修以前的42%左右，提升至3月份后43%~45%，混合煤氣化驗(yàn)顯示，煤氣利用率穩(wěn)定在47%以上，燃料比也有了顯著的下降，取得良好的提產(chǎn)降耗效果。

（2）根據(jù)冶煉強(qiáng)度變化，轉(zhuǎn)變觀念，擴(kuò)大礦批，形成與風(fēng)壓、風(fēng)量匹配的礦石批重，對(duì)穩(wěn)定上部氣流，提高煤氣利用也起到良好作用。

5號(hào)爐中修前因爐型影響，邊緣偏盛且不均勻，擴(kuò)大礦批受到很大限制，主要表現(xiàn)在礦批擴(kuò)大后，小時(shí)料速減至7~7.5個(gè)，因邊緣氣流不穩(wěn)定，頂溫波動(dòng)較大，探尺走勢(shì)差，下礦后氣流壓制現(xiàn)象嚴(yán)重，透氣性偏低，往往需控制下料。氣流不穩(wěn)，頂溫整體偏高，被迫又改回小礦批，以便用較快料速壓制邊緣氣流過盛，防止頂溫長(zhǎng)時(shí)間偏高。

中修后，隨著冶煉強(qiáng)度的提升，料速明顯增加，小礦批與較高的冶煉強(qiáng)度已不適應(yīng)，用礦批壓頂溫的觀念也得到扭轉(zhuǎn)。高爐工段積極試驗(yàn)推進(jìn)大礦批制度，礦石批重由原27t分階段提升至34~35t，并通過調(diào)整風(fēng)口面積及風(fēng)壓風(fēng)量，控制好爐頂合理氣流，做到了上下部制度適應(yīng)，料速穩(wěn)定，煤氣利用率有效提升的效果，試驗(yàn)取得了初步成功。

（3）根據(jù)條件逐步提高冶煉強(qiáng)度，實(shí)施富氧大噴吹制度，大幅度提高高爐產(chǎn)能，改善各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

爐型的矯正給高爐爐內(nèi)氣流分布打好了基礎(chǔ)，高爐吃風(fēng)能力增強(qiáng)，風(fēng)機(jī)能力逐步發(fā)揮。隨著氣溫升高，7月份一度加風(fēng)至靜葉開度60°以上，中修前后的風(fēng)機(jī)使用情況見下表5。

中修后風(fēng)壓風(fēng)量提高了一個(gè)臺(tái)階，基本做到了全風(fēng)作業(yè)，已與國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)對(duì)標(biāo)看齊，為高爐提升產(chǎn)量打下良好基礎(chǔ)。

在公司氧氣富余的條件下，5號(hào)爐積極提升富氧率，小時(shí)富氧量基本保持在10000m3/h水平，富氧率穩(wěn)定在5.5%左右，煤比也相應(yīng)提升，由中修前150kg/t左右提升至175kg/t以上，最高達(dá)到185kg/t，基本達(dá)到了富氧大噴吹的高冶煉強(qiáng)度狀態(tài)，各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，使5號(hào)爐生產(chǎn)進(jìn)入穩(wěn)定、高產(chǎn)、高效、低耗的良好工況狀態(tài)。

（4）重點(diǎn)加強(qiáng)了爐前工作，對(duì)爐前操作細(xì)節(jié)把控，減少鐵口斷、漏現(xiàn)象。

出好渣鐵對(duì)高爐的穩(wěn)定順行也是至關(guān)重要的，出鐵不穩(wěn)定，虧渣鐵往往導(dǎo)致爐內(nèi)憋壓，邊緣氣流波動(dòng)，最終影響操作爐型不穩(wěn)定，同時(shí)也存在較大安全隱患。因此，中修后，5號(hào)爐在提升冶煉強(qiáng)度的同時(shí)，更積極采取措施，確保及時(shí)出凈渣鐵，避免因渣鐵排放不佳產(chǎn)生憋渣憋鐵的現(xiàn)象。

①與炮泥廠家協(xié)同，試驗(yàn)優(yōu)質(zhì)炮泥，進(jìn)行優(yōu)勝劣汰，對(duì)炮泥質(zhì)量進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)。對(duì)優(yōu)劣炮泥合理混搭，保證炮泥強(qiáng)度的同時(shí)，也保證了透氣性，進(jìn)而穩(wěn)定鐵口深度，穩(wěn)定出鐵節(jié)奏，給高爐強(qiáng)化冶煉提供良好條件。

②根據(jù)生產(chǎn)條件及炮泥質(zhì)量情況對(duì)打泥量進(jìn)行規(guī)范，保證鐵口深度范圍穩(wěn)定在2.4~2.5m，φ50mm鉆頭鉆入鐵口深度500mm左右，再用螺紋鋼開口，爐前開堵口操作標(biāo)準(zhǔn)化，并盡量做到定量化。

③根據(jù)出鐵情況靈活調(diào)整開口間隔時(shí)間，爐內(nèi)爐外做好聯(lián)系，爐前人員也時(shí)刻掌握出鐵盈虧情況，根據(jù)要求調(diào)整出鐵節(jié)奏，做到有的放矢，精準(zhǔn)操作，給高爐強(qiáng)化創(chuàng)造打下基礎(chǔ)。

5. 操作造細(xì)節(jié)的改善提高

（1）操作上，嚴(yán)格執(zhí)行操作方針，強(qiáng)化高爐順行意識(shí)，重視爐溫、渣堿度的穩(wěn)定性，物理熱低于1490℃就要有提爐溫措施，堅(jiān)決避免爐缸失熱現(xiàn)象。工長(zhǎng)操作嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，隨時(shí)跟蹤爐況監(jiān)測(cè)體系，發(fā)現(xiàn)偏離穩(wěn)態(tài)指標(biāo)，及時(shí)跟進(jìn)，摸清影響因素，及時(shí)糾偏，有的放矢，全力避免爐況不穩(wěn)。

（2）重視定期排堿工作。5號(hào)高爐原燃料條件不太理想，入爐堿負(fù)荷整體偏高，從開爐到2020年初，堿負(fù)荷一直在3.0kg/t以上，一度高達(dá)3.8kg/t，遠(yuǎn)超入爐原燃料控制標(biāo)準(zhǔn)。堿金屬超標(biāo)，很容易造成爐墻粘結(jié)，爐型變差，甚至渣皮不穩(wěn)導(dǎo)致燒套現(xiàn)象，因此，操作上定期排堿勢(shì)在必行。對(duì)此，高爐根據(jù)爐缸炭磚溫度及鐵前氣流變化等情況，通過階段性爐溫做上限，降低爐渣堿度的措施，定期排堿，以減少堿金屬在爐內(nèi)的富集，維護(hù)高爐合理的操作爐型。

（3）注意日常操作中規(guī)范化，加大風(fēng)量后，調(diào)整壓量關(guān)系到新的平衡狀態(tài)，頂壓使用不能超過設(shè)計(jì)上限。日常調(diào)節(jié)中，風(fēng)壓變動(dòng)超過10kPa，頂壓可根據(jù)比例系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以確保風(fēng)速在合理范圍內(nèi)。風(fēng)溫使用，考慮到送風(fēng)系統(tǒng)承受能力，利用自動(dòng)調(diào)節(jié)，固定風(fēng)溫在1180℃，換爐末期混風(fēng)大閘基本關(guān)閉，減少熱能浪費(fèi)，也保證了風(fēng)口理論燃燒溫度的穩(wěn)定，對(duì)高爐順行有利。

（4）緊密跟蹤原燃料變化，與料場(chǎng)，燒結(jié)廠等供應(yīng)單位做好聯(lián)系，掌握原燃料品種質(zhì)量變化情況，有計(jì)劃有預(yù)期調(diào)整，避免原燃料波動(dòng)導(dǎo)致爐況不穩(wěn)。嚴(yán)格工長(zhǎng)、副工長(zhǎng)看料制度，加強(qiáng)篩分管理，調(diào)整合適的篩分速度，及時(shí)清理篩網(wǎng)。尤其是塊礦篩，每個(gè)班拍3次以上篩網(wǎng)照片，保證篩面清潔，篩分效果良好。另外，對(duì)焦炭品種變化尤其注意，更換焦炭品種時(shí)要保持爐溫中上限，焦丁量明顯增加，焦炭粉末量大時(shí)，都要及時(shí)調(diào)節(jié)，避免爐溫大幅下滑，同時(shí)，也及時(shí)向廠部反饋焦炭的使用效果，盡量穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)焦炭供應(yīng)。

6. 指標(biāo)變化表

由表可見，5號(hào)爐中修改造后，高爐運(yùn)行穩(wěn)定性得到大幅改善，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)提升明顯，與國(guó)內(nèi)同類型高爐相比，也已處于先進(jìn)水平行列，中修改造項(xiàng)目為強(qiáng)化冶煉打下了基礎(chǔ)，并取得了預(yù)期效果。

7. 結(jié)語

（1）5號(hào)高爐設(shè)計(jì)缺陷所導(dǎo)致的的上部調(diào)節(jié)效果差，爐頂氣流分布一直無法達(dá)到預(yù)期要求，需要下決心及早處理，盡快扭轉(zhuǎn)生產(chǎn)被動(dòng)局面。

（2）好的爐型不僅僅是爐況順行的前提，也是強(qiáng)化冶煉，提升高爐產(chǎn)能，降低消耗的基礎(chǔ)條件。在爐型改善的條件下，抓住時(shí)機(jī)提升冶強(qiáng)，瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)一流生產(chǎn)水平，是及時(shí)和必要的。

（3）本次停爐開爐都比較成功，但出現(xiàn)的問題還是很值得注意，尤其涼爐期間是打水過多，開爐又工期非常緊張，烘爐時(shí)間一再壓縮，導(dǎo)致開爐后爐缸熱量低，一度出現(xiàn)渣鐵排放困難的情況，給生產(chǎn)造成一定損失。

（4）國(guó)內(nèi)850m3級(jí)別的高爐利用系數(shù)普遍超過4.0t/(m3·d)，這是生產(chǎn)條件穩(wěn)定、技術(shù)水平成熟及管理水平提升的綜合體現(xiàn)。5號(hào)爐中修后的提產(chǎn)攻關(guān)實(shí)踐證明，通過技改消除生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)，改變思想觀念，對(duì)標(biāo)先進(jìn)，大膽實(shí)踐，高爐的技術(shù)指標(biāo)是完全可以充分發(fā)掘，達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平的，這為我們今后生產(chǎn)組織，指標(biāo)攻關(guān)等提供了重要參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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