魏紅玉 張慶東 薛紅軍
（山西通才工貿(mào)有限公司）
摘 要 通才煉鐵廠1860m3高爐在開爐過(guò)程中采用了高壓烘爐、全焦開爐、提前點(diǎn)火、爐底直燃、風(fēng)氧槍等技術(shù)，改善了烘爐效果，保證了開爐全程順行，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好，達(dá)到了順利開爐的效果。
關(guān)鍵詞 高爐 開爐 技術(shù)
概述
高爐開爐是一代爐齡的開始，是高爐由建設(shè)到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換過(guò)程，由冷態(tài)到熱態(tài)的漸變過(guò)程。開爐好壞關(guān)系到一代高爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和壽命。開爐進(jìn)程順利與否，選擇合適的開爐技術(shù)是關(guān)鍵。通才煉鐵廠1860m3高爐在開爐工作中總結(jié)同行的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身特點(diǎn)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，形成了適合通才煉鐵廠的開爐技術(shù)。
1 傳統(tǒng)開爐技術(shù)
傳統(tǒng)的大中修后高爐開爐方式為：先烘爐。高爐烘爐的目的是利用高溫將高爐內(nèi)襯的水分去除，提高其固結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)避免開爐時(shí)升溫過(guò)快造成設(shè)備或高爐本體受到破壞。一般采取的烘爐方式是，按照既定的高爐烘爐溫度曲線，熱風(fēng)爐的熱風(fēng)從高爐風(fēng)口、經(jīng)過(guò)烘爐導(dǎo)管進(jìn)入高爐內(nèi)部，帶有水汽的熱風(fēng)通過(guò)爐頂放散排出爐外。為了保證烘爐氣流的均勻性，兩個(gè)或多個(gè)爐頂放散輪流打開。高爐烘爐結(jié)束后，根據(jù)不同的開爐方式，開始裝料，爐缸用木柴或焦炭填充。為了達(dá)到開爐料柱疏松的目的，一般實(shí)行帶風(fēng)裝料的方案，等開爐料裝到預(yù)定料線時(shí)（一般是3m左右），將爐缸內(nèi)的爐缸焦炭（木柴）點(diǎn)燃，開爐生產(chǎn)。高爐點(diǎn)火10h左右，煤氣溫度超過(guò)露點(diǎn)溫度后，爐況允許、煤氣成分達(dá)標(biāo)后，開始引煤氣進(jìn)入系統(tǒng)管網(wǎng)。在高爐送風(fēng)點(diǎn)火的同時(shí)，高爐鐵口保持開路狀態(tài)，煤氣從鐵口噴出，待有渣子噴出后，進(jìn)行堵口操作。等爐缸積累了一定的渣鐵量時(shí)，爐前開始出第一爐鐵。一般情況下，第一爐鐵需要用氧氣管燒開。傳統(tǒng)的開爐方式存在以下問(wèn)題：輪流開爐頂放散并不能解決氣流分布不均的現(xiàn)象，對(duì)烘爐效果有一定的影響；帶風(fēng)裝料過(guò)程中，從爐頂吹出大量的焦炭和物料粉末，爐頂冒煙嚴(yán)重，不利于環(huán)保；點(diǎn)火10h引煤氣，煤氣放散時(shí)間長(zhǎng)，不能提頂壓，加風(fēng)量，延長(zhǎng)了開爐進(jìn)程；另外，開爐期間，由于焦炭和爐料有一定的水分，從下面上升的熱煤氣加熱上部爐料和焦炭時(shí)，產(chǎn)生水蒸氣，使煤氣體積膨脹，對(duì)爐料產(chǎn)生浮力，當(dāng)浮力和爐料摩擦力大于爐料下降的重力時(shí)，容易造成懸料，延緩開爐的進(jìn)程，而且存在一定的操作風(fēng)險(xiǎn)。高爐點(diǎn)火后，爐前進(jìn)行噴鐵口，對(duì)加熱爐缸有益處，但也有其不利的因素，一方面，大量的煤氣和煙塵從鐵口噴出，污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，另一方面，鐵口噴出的煤氣必須點(diǎn)燃，如果點(diǎn)燃的煤氣熄滅后，存在重大的安全隱患。在新的環(huán)保和安全要求下，如何實(shí)現(xiàn)順利、安全、環(huán)境友好開爐，是每一位煉鐵工作者面臨的新挑戰(zhàn)。
2 開爐的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
要實(shí)現(xiàn)順利開爐，（技術(shù)的）關(guān)鍵就是如何保證爐缸有充足的熱量和如何保證爐料下達(dá)順暢。高爐開爐工作主要包括高爐烘爐、裝料、送風(fēng)點(diǎn)火、出鐵等（的）一系列工作。這些工作的重心又是圍繞如何烘好爐、保證開爐期間爐況順行、順利出鐵以及減少環(huán)境污染等展開的。通才煉鐵廠在開爐工作中，主要采取了以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
2.1 高壓烘爐
通過(guò)改變烘爐廢氣的出口位置，將爐頂放散位置改在重力除塵器放散。通才1860m3高爐有3個(gè)爐頂放散閥，直徑均為600mm，重力除塵器有1個(gè)放散閥，直徑為400mm。改變烘爐廢氣放散位置后，由于放散直徑變小，有利于提高頂壓，由常規(guī)的30kPa左右，可以提高到70kPa左右。頂壓提高，有助于爐內(nèi)耐材水分的排出。另外，放散位置變化后，烘爐廢氣放散路徑延長(zhǎng)，由沖天直排變成相對(duì)延時(shí)排放，更加有利于爐內(nèi)氣流均勻，提高了整體的烘爐效果。
2.2 全焦開爐
根據(jù)爐缸填充方式不同，開爐分為枕木開爐和全焦開爐兩種。枕木開爐就是用枕木填充爐缸，其優(yōu)點(diǎn)是有利于爐料松動(dòng)，點(diǎn)火時(shí)可均勻開風(fēng)口，有利于開爐期間的爐料順利下降，到達(dá)爐缸的焦炭經(jīng)過(guò)風(fēng)口區(qū)燃燒加熱，有利于加熱爐缸和開鐵口。缺點(diǎn)是裝爐費(fèi)時(shí)間，費(fèi)木柴，大量人員需要進(jìn)入受限空間作業(yè)，存在安全隱患；高爐烘爐結(jié)束后，需要進(jìn)行涼爐操作，耐材由高溫狀態(tài)涼到常溫狀態(tài)，對(duì)耐材壽命有一定的影響。全焦開爐是用焦炭填充爐缸。它的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約木柴和裝爐時(shí)間，由于不需要進(jìn)入爐內(nèi)填充木柴，烘爐后涼爐溫度可高些（不進(jìn)入爐內(nèi)拆除烘爐導(dǎo)管）。缺點(diǎn)是從爐頂裝入焦炭會(huì)產(chǎn)生一些碎焦，使?fàn)t缸透氣性變差；爐缸加熱時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)順行和加熱爐缸不利。綜合兩種開爐方式的利弊，并根據(jù)兄弟單位的成功經(jīng)驗(yàn)[1]，通才煉鐵廠采用的是全焦開爐方式。高爐烘爐結(jié)束后，直接重負(fù)荷試車，開始往爐缸內(nèi)加焦炭。待焦炭超過(guò)風(fēng)口高度時(shí)，爐前按照要求堵8個(gè)風(fēng)口（共24個(gè)風(fēng)口）。按要求裝完凈焦和空焦后，停止裝料。
2.3 提前點(diǎn)火
開爐爐料下達(dá)不順暢，甚至懸料，坐料會(huì)影響開爐的進(jìn)程，增加開爐的難度。高爐開爐過(guò)程中，之所以發(fā)生以上現(xiàn)象，在不考慮爐料本身粒度、冶金性能的前提下，很大程度上是水汽蒸發(fā)，煤氣體積增大，造成爐料浮力增加。水蒸氣的來(lái)源主要有焦炭和爐料帶入。為了緩解因?yàn)殚_爐料帶入的水分蒸發(fā)對(duì)開爐進(jìn)程的不利影響，通才1860m3高爐采用了裝完凈焦和空焦后，直接點(diǎn)火的方式，相對(duì)于裝完開爐料再進(jìn)行點(diǎn)火操作，點(diǎn)火時(shí)間提前。高爐點(diǎn)火后，靜置4h～5h，然后進(jìn)行送風(fēng)操作,隨著開爐料的繼續(xù)下達(dá),高爐根據(jù)情況進(jìn)行加風(fēng)、引煤氣操作。提前點(diǎn)火的好處是，利用焦炭燃燒產(chǎn)生的熱量，有繼續(xù)進(jìn)行烘爐的效果，同時(shí)能夠?qū)⒔固恐械乃趾娓?，另外高爐送風(fēng)后，頂溫升高快，煤氣溫度高，煤氣溫度很快超過(guò)露點(diǎn)溫度，有利于提前進(jìn)行引煤氣操作。從而避免了開爐中的懸料現(xiàn)象，也能夠加快開爐的進(jìn)程。
2.4 爐底直燃
在采用烘爐導(dǎo)管烘爐時(shí)，烘爐結(jié)束后，需要將高爐通過(guò)自然涼爐的方式，冷卻下來(lái)，人工進(jìn)入爐內(nèi)，將烘爐導(dǎo)管拆除，這個(gè)過(guò)程存在安全隱患以及冷熱交替過(guò)程對(duì)爐體耐材和設(shè)備的不利影響。通才煉鐵廠1860m3高爐烘爐結(jié)束后，不拆烘爐導(dǎo)管，利用烘爐導(dǎo)管在高爐點(diǎn)火后，直接點(diǎn)燃爐底的焦炭，很好的對(duì)爐底和爐缸進(jìn)行加熱，有利于加速開爐的進(jìn)程。
2.5 風(fēng)氧槍技術(shù)
高爐開爐前，在鐵口埋入特制的風(fēng)氧槍，風(fēng)氧槍用外徑50mm的無(wú)縫管制成，深入爐缸中間部位，前段敞開，后端分別由壓縮空氣和氧氣入口以及不銹鋼球閥封口，伸出1000mm左右。高爐點(diǎn)火后，開壓縮空氣和氧氣，風(fēng)氧槍前端焦炭燃燒，并形成一定的回旋區(qū)。等計(jì)算爐缸內(nèi)有一定的渣鐵時(shí)，關(guān)閉壓縮空氣和氧氣，打開風(fēng)氧槍末端的球閥，渣、鐵在爐內(nèi)壓力作用下，自動(dòng)流出。省去了傳統(tǒng)開爐時(shí)，第一爐鐵用大量氧氣管燒鐵口的現(xiàn)象，大大的減輕了爐前工作量、減少了環(huán)境污染、節(jié)省了材料費(fèi)。
3 達(dá)到的效果
通才煉鐵廠1860m3高爐在開爐過(guò)程中采用了以上幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)后，整個(gè)開爐進(jìn)程順利，點(diǎn)火3h后引煤氣，開爐16h后順利出鐵。烘爐效果得（達(dá)）到了改善，保證了全程爐況順行，同時(shí)盡可能減少了放散，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好。3.1 在高爐開爐過(guò)程中采取高壓烘爐和提前點(diǎn)火以及爐底直燃技術(shù)（技術(shù)）措施，對(duì)高爐烘爐效果具有積極的改善作用，開爐后，沒(méi)有出現(xiàn)因?yàn)楹鏍t效果差，風(fēng)口周圍持續(xù)幾天出水的現(xiàn)象；同時(shí)，高爐耐材以及設(shè)備也盡早的達(dá)到工作狀態(tài)，有助于爐況的順行和高爐的長(zhǎng)壽。3.2在開爐進(jìn)程中，爐況順行，沒(méi)有發(fā)生懸料現(xiàn)象，得益于提前點(diǎn)火，焦炭以及爐料中的水分充分烘干，避免了因?yàn)樗簹馀蛎泴?duì)爐況順行的影響。3.3放散時(shí)間短，引煤氣時(shí)間早。點(diǎn)火3h后，爐頂溫度達(dá)到150℃以上，經(jīng)化驗(yàn)合格后，將煤氣引入管網(wǎng)。3.4 衡量高爐開爐順利與否的重要標(biāo)志是第一爐鐵的出鐵情況。通才煉鐵廠1860m3高爐，在送風(fēng)開爐16h小時(shí)后，關(guān)閉鐵口風(fēng)氧槍的氧氣和壓縮空氣后，鐵水自動(dòng)流出，渣鐵流動(dòng)性良好，第一爐鐵水的Si含量3.2%。
4 存在的問(wèn)題
在高爐開爐工作中，提前點(diǎn)火屬于典型的虧料線作業(yè)，需要多補(bǔ)一定量的焦炭，預(yù)防因?yàn)樘潫岫斐蔂t涼事故。
5 結(jié)束語(yǔ)
1）高爐烘爐期間采用高壓烘爐，有利于高爐內(nèi)襯均勻烘干，改善烘爐效果。2）提前點(diǎn)火結(jié)合全焦開爐技術(shù)，可最大程度減輕開爐期間的環(huán)境污染，有效的解決了開爐爐料下料不順的問(wèn)題，但要避免因?yàn)樘澚暇€操作引起的虧熱。3）爐底直燃和風(fēng)氧槍技術(shù)對(duì)快速加熱爐缸和第一爐鐵順利出鐵創(chuàng)造了條件。4）全焦開爐和爐底直燃技術(shù)，可避免涼爐以及受限空間作業(yè)，節(jié)約了時(shí)間，保證了安全。
6 參考文獻(xiàn)
[1] 劉天柱,孫占國(guó),張慶東,谷少黨.安鋼2200m3高爐開爐與達(dá)產(chǎn)實(shí)踐[J]. 煉鐵,2006,25(5):10 -12 .
魏紅玉,張慶東,薛紅軍.通才煉鐵廠1860m3高爐開爐技術(shù)[J].煉鐵交流,2021,14(1):14-16.
