首鋼長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐濕法噴補(bǔ)快速恢復(fù)實(shí)踐

曹 鋒 楊軍昌

1.概述

首鋼長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐有效容積1080m3，2012年4月18日大修開(kāi)產(chǎn)，至今已安全生產(chǎn)6年多。從2015年8月份起，高爐爐身上部無(wú)冷區(qū)段溫度（高度2540mm）開(kāi)始呈上升趨勢(shì)，西南和正東方向爐皮溫度150℃左右，無(wú)冷區(qū)內(nèi)部耐材大面積侵蝕，高爐煤氣分布影響較高，指標(biāo)優(yōu)化受限。針對(duì)這種狀況，為確保高爐安全穩(wěn)定生產(chǎn)，2018年11月23日，采用打水空料線(xiàn)法，將料面降至指定位置，對(duì)爐身上部爐墻進(jìn)行噴補(bǔ)造襯。休風(fēng)37小時(shí)后，24日開(kāi)風(fēng)，26日爐況恢復(fù)正常，歷時(shí)36小時(shí)。實(shí)現(xiàn)了安全快速降料面，順利開(kāi)爐并快速達(dá)產(chǎn)的目標(biāo)。

2.停風(fēng)

2.1 停風(fēng)前的準(zhǔn)備

爐頂備1噸廢舊皮帶輪，30袋焦炭，20袋水渣，風(fēng)口平臺(tái)四角各備打水軟管1根（長(zhǎng)度約15m）；J1皮帶側(cè)備水渣15t，鏟車(chē)一臺(tái)。

2.2 停風(fēng)前爐況操作

（1）降料面前兩天，保證爐況穩(wěn)定順行，爐缸工作活躍。保持物理溫度1480℃-1500℃，[Si]=0.4%-0.6%，爐渣堿度R=1.05-1.15倍。提前一天降低生礦比例至5%，停高鈦礦，適當(dāng)降低煤比。

（2）停風(fēng)料單。根據(jù)噴補(bǔ)位置，計(jì)劃空料線(xiàn)空間500m3，為確保休風(fēng)后凈焦到達(dá)爐腹部位，制定如下休風(fēng)料單，采取單環(huán)布料，布料角度25°（見(jiàn)表1）。

2.3 降料面操作

本次降料面從22日22：00開(kāi)始至23日04：30休風(fēng)，共歷時(shí)6小時(shí)30分鐘。停風(fēng)后實(shí)際觀察，料面剛好露出第九段冷卻壁的凸臺(tái)上沿，實(shí)際測(cè)料面深度12m。整個(gè)降料面過(guò)程壓量關(guān)系適宜，未出現(xiàn)明顯爆震，未出現(xiàn)管道行程。

表1 首鋼長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐停風(fēng)料單

（1）爐頂溫度控制。本次降料面采用下停風(fēng)料、爐頂打水、減風(fēng)相結(jié)合的方式控制爐頂溫度，盡量減少向爐內(nèi)的打水量[1]；整個(gè)過(guò)程綜合考慮料線(xiàn)、風(fēng)量、風(fēng)溫、打水量、爐頂設(shè)備承受能力等來(lái)控制頂溫在400℃左右（見(jiàn)圖1）。

（2）爐頂煤氣成分控制。整個(gè)降料面過(guò)程中，每小時(shí)分析一次爐頂煤氣成分，重點(diǎn)對(duì)H2和O2含量進(jìn)行監(jiān)控，確認(rèn)爐頂煤氣中H2控制在6%以?xún)?nèi)，O2含量控制在1%以?xún)?nèi)（見(jiàn)表2）。

（3）風(fēng)量、風(fēng)壓控制。降料面過(guò)程中風(fēng)量、風(fēng)壓的控制要兼顧多個(gè)方面，既要防止因風(fēng)量過(guò)大造成管道行程又要不影響降料面進(jìn)程，同時(shí)還要穩(wěn)定煤氣流，避免出現(xiàn)頂壓冒尖現(xiàn)象[2]，另外，還要控制爐頂溫度，根據(jù)耗風(fēng)量計(jì)算料面深度。本次降料面過(guò)程中，累計(jì)消耗風(fēng)量81wm3。整個(gè)過(guò)程中未發(fā)生頂壓冒尖、懸料、管道行程，未發(fā)生爆震事故（見(jiàn)圖2）。

2.4 停風(fēng)小結(jié)

（1）整個(gè)停風(fēng)降料面過(guò)程安全平穩(wěn)，未發(fā)生頂壓冒尖、懸料、管道行程，未發(fā)生爆震事故，爐頂煤氣成分都在要求控制范圍。

（2）雷達(dá)料線(xiàn)故障，機(jī)械料線(xiàn)調(diào)整不到位，降料面過(guò)程中是以體積進(jìn)行預(yù)算，風(fēng)量消耗也以經(jīng)驗(yàn)判斷為主，沒(méi)有直接的數(shù)據(jù)，致使實(shí)際料面位置比預(yù)計(jì)位置降低1.5m。由于實(shí)際料面位置比預(yù)計(jì)深，休風(fēng)料在爐內(nèi)的實(shí)際位置也比預(yù)計(jì)位置低。預(yù)計(jì)降料面深度10.5m，空間體積500m3，累計(jì)消耗風(fēng)量78wm3，實(shí)際將料面深度12.0m，空間體積600m3，消耗風(fēng)量81wm3。停風(fēng)料位置的變化，對(duì)高爐開(kāi)風(fēng)后的復(fù)風(fēng)造成了一定影響。

圖1 首鋼長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐降料面期間爐頂溫度變化

圖2 首鋼長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐降料面期間頂壓、風(fēng)量、風(fēng)壓變化情況

3.噴補(bǔ)

3.1 噴補(bǔ)前爐型

在高爐停風(fēng)，考慮到料面較深，爐頂人孔少，短期內(nèi)爐內(nèi)煤氣量較大，休風(fēng)后先倒流2小時(shí)，爐頂保持通氮?dú)猓龠M(jìn)行爐頂點(diǎn)火。爐頂點(diǎn)火后，對(duì)爐內(nèi)觀察發(fā)現(xiàn)，整個(gè)無(wú)冷區(qū)圓周方向均有不同程度的侵蝕，侵蝕深度200mm-300mm，其中正東方向侵蝕最嚴(yán)重，局部有長(zhǎng)約1200mm，高約500mm的深坑。

3.2 噴補(bǔ)操作

本次噴補(bǔ)采用濕法噴涂工藝。噴補(bǔ)前對(duì)需噴補(bǔ)部位爐墻進(jìn)行高壓水沖洗，噴涂3小時(shí)后向爐內(nèi)扔30袋焦炭，防止反彈料結(jié)實(shí)，噴補(bǔ)結(jié)束后，向爐內(nèi)扔皮帶輪、托輥約1噸，防止噴補(bǔ)反彈料結(jié)殼。整個(gè)噴補(bǔ)過(guò)程用時(shí)約6小時(shí)，共用噴補(bǔ)料70噸。目測(cè)反彈料約有5噸-6噸，反彈率約在8%左右水平。噴補(bǔ)結(jié)束后高爐處于自然烘爐狀態(tài)。

表2 首鋼長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐降料面過(guò)程中爐頂煤氣成分控制表 %

3.3 噴補(bǔ)小結(jié)

（1）噴補(bǔ)前預(yù)測(cè)爐墻侵蝕情況以均勻300mm厚度計(jì)算，考慮到無(wú)冷區(qū)恢復(fù)后要同下方平滑過(guò)渡所需，以及反彈料的影響，在計(jì)算時(shí)乘以1.5的系數(shù)，計(jì)算消耗為70噸。實(shí)際噴涂時(shí)，當(dāng)所有坑洞補(bǔ)起后，正好將無(wú)冷區(qū)下方和上方過(guò)渡找平。計(jì)劃值與操作值基本一致。

（2）爐頂點(diǎn)火后，按計(jì)劃應(yīng)在爐頂布水渣15噸，水渣厚度100mm -150mm，降低爐頂溫度。但實(shí)際上由于爐頂布料溜槽不能動(dòng)作，僅在25°角東北方向溜槽停止的位置，下進(jìn)去約1噸水渣，把提前存放在爐頂?shù)?0袋水渣撒進(jìn)爐內(nèi)。沒(méi)有按計(jì)劃布水渣將爐頂溫度，只能自然通風(fēng)冷卻，致使噴涂時(shí)間延后2小時(shí)。

4.復(fù)風(fēng)

高爐于24日17：28開(kāi)風(fēng)，使用12個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，開(kāi)始恢復(fù)爐況。至26日07：30，通過(guò)努力，歷時(shí)36小時(shí)58分鐘后，高爐爐況恢復(fù)正常。

4.1 復(fù)風(fēng)料安排

復(fù)風(fēng)料的制定要保證有足夠的熱量和良好的爐渣流動(dòng)性，料單1和2中含硅量按2.5%，爐渣堿度按1.0設(shè)定。高爐復(fù)風(fēng)前，裝料體積約100m3，后高爐開(kāi)風(fēng)，實(shí)施帶風(fēng)裝料（見(jiàn)表3）。

表3 裝爐料料單

表4 爐前出鐵出渣情況統(tǒng)計(jì)表

4.2 復(fù)風(fēng)操作

經(jīng)確認(rèn)到位后，高爐堵往6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#共8個(gè)風(fēng)口，使用余下12個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，送風(fēng)面積為0.1329m2，風(fēng)量1000m3/min，風(fēng)壓98kpa，風(fēng)溫700℃，頂溫30℃，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速125m/s。由于高爐不接受風(fēng)量，風(fēng)量逐漸減小，風(fēng)壓逐漸上升，料尺不動(dòng)。20:15放風(fēng)坐料，回風(fēng)后，風(fēng)量950m3/min，風(fēng)壓84kpa，仍然表現(xiàn)為憋風(fēng)，料尺仍然不動(dòng)。21:56再次坐料，本次坐料效果較好，高爐進(jìn)風(fēng)平穩(wěn)。23:56引煤氣，爐況開(kāi)始逐步恢復(fù)。25日06:20捅開(kāi)6#風(fēng)口，使用風(fēng)量1700m3/min；07:50捅開(kāi)7#風(fēng)口，使用風(fēng)量1800m3/min；11:00捅開(kāi)13#風(fēng)口，使用風(fēng)量2000m3/min；14:30開(kāi)始富氧、噴煤；16:10捅開(kāi)12#風(fēng)口，使用風(fēng)量2000m3/min；18:35使用南鐵口出渣鐵，開(kāi)鐵口后發(fā)現(xiàn)南鐵口上方的14#風(fēng)口漏水，連續(xù)使用南場(chǎng)再出一爐鐵后，于22:00-23:50休風(fēng)更換，休風(fēng)過(guò)程中捅開(kāi)8#風(fēng)口。開(kāi)風(fēng)后繼續(xù)恢復(fù)爐況。26日05:05捅開(kāi)9#風(fēng)口，使用風(fēng)量2500m3/min；08:05捅開(kāi)10#風(fēng)口，使用風(fēng)量2900m3/min。至此，高爐恢復(fù)正常生產(chǎn)狀態(tài)。

4.3 爐前出鐵

開(kāi)風(fēng)前預(yù)先用搗打料將北場(chǎng)貯鐵式大壕變?yōu)楦墒酱蠛?，用氧氣管將北鐵口燒透，前端約500mm用有水炮泥堵口，后端用低強(qiáng)度炮泥堵好，以便于復(fù)風(fēng)后能夠及時(shí)打開(kāi)鐵口。

開(kāi)風(fēng)后出鐵前期渣鐵分離差不過(guò)撇渣器，改走紅渣場(chǎng)。第5次出鐵渣鐵分離較好，過(guò)撇渣器。之后增加開(kāi)鐵口次數(shù)，活躍鐵口部位爐缸，待南鐵口上方的風(fēng)口捅開(kāi)后，南場(chǎng)鐵口投入使用（見(jiàn)表4）。

4.4 總結(jié)

1.本次恢復(fù)過(guò)程順利、快速主要得益于反彈料處理得當(dāng)。第一，本次噴補(bǔ)采用濕發(fā)噴補(bǔ)，有效控制反彈料比例，實(shí)際目測(cè)反彈料量非常少。第二，噴涂前在料面加水渣，當(dāng)反彈料落到料面上后會(huì)形成硬殼，在噴涂過(guò)程中在反彈料落點(diǎn)處加入焦炭，噴涂結(jié)束后扔入的廢鋼（托輥）和隨后的裝料會(huì)將反彈料層軋變形，即可破壞反彈料層形成的硬殼，減少對(duì)煤氣的阻礙。第三，加水渣和螢石對(duì)反彈料進(jìn)行溶解。噴涂料中Al2O3高達(dá)55%，必然對(duì)爐渣產(chǎn)生影響，因此覆蓋料選擇使用水渣。另集中加螢石3噸，以稀釋Al2O3，改善流動(dòng)性，及時(shí)排出爐外。

2.開(kāi)爐料設(shè)定合理。本次開(kāi)爐料選擇機(jī)燒+球團(tuán)的固定比例，配加適量的硅石和螢石，爐渣堿度按R2=0.9-1.05倍控制，保證爐渣良好的流動(dòng)性。充分考慮噴補(bǔ)反彈料和料線(xiàn)較深的影響，開(kāi)爐初期負(fù)荷控制在2.1，保證了爐內(nèi)足夠充沛的熱量。

3.爐前出渣出鐵組織得力。爐前出鐵組織，從人員安排，出鐵節(jié)奏控制，都進(jìn)行了細(xì)化，滿(mǎn)足高爐需求，安全及時(shí)打開(kāi)鐵口排放渣鐵。

5.噴補(bǔ)效果

此次重點(diǎn)對(duì)無(wú)冷卻區(qū)及以下十二段、十一段位置進(jìn)行噴補(bǔ)，無(wú)冷區(qū)圓周方向噴涂厚度均勻，表面基本平滑。高爐復(fù)風(fēng)后測(cè)量無(wú)冷區(qū)爐殼溫度，基本維持在40℃-50℃，較噴補(bǔ)前120℃-150℃，爐殼溫度下降明顯，取消爐殼外部打水。高爐噴涂后，上部爐型近似于新開(kāi)爐爐型，煤氣三次分布趨于合理，高爐邊緣氣流容易控制，中心氣流穩(wěn)定。

6.結(jié)束語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)空料線(xiàn)降料面噴涂造襯的多數(shù)操作都將料面降到風(fēng)口水平，長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐將料面降至爐身中下部，噴涂后爐型趨于圓滑規(guī)整，爐況順行，煤氣流分布合理，延長(zhǎng)了高爐使用壽命，效益明顯。

噴補(bǔ)方案計(jì)劃周全，立足現(xiàn)狀、考慮充分，過(guò)程要把握原則，動(dòng)態(tài)調(diào)控，有助于實(shí)現(xiàn)安全順利降料面停風(fēng)、噴補(bǔ)、復(fù)風(fēng)。充足的熱量是及時(shí)排出爐內(nèi)涼溫渣鐵和良好的流動(dòng)性是快速恢復(fù)的關(guān)鍵。