柳鋼1#A高爐爐前技術(shù)進(jìn)步

許正國(guó) 姚明 梁有勇 黃堅(jiān)

摘 要：對(duì)柳鋼1#A高爐爐前作業(yè)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，主要根據(jù)爐前耐材、鐵口管理、爐前鉆頭、鉆桿消耗，出鐵模式的規(guī)范管理，改善爐前作業(yè)環(huán)境、降低爐前勞動(dòng)強(qiáng)度等方面取得了較大的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：爐前作業(yè)；規(guī)范管理；技術(shù)進(jìn)步

前言：

柳鋼1#A 1500m3高爐，設(shè)有2個(gè)鐵口，鐵口夾角170°。2010-3月開爐投產(chǎn)，隨著冶煉強(qiáng)度的不斷提高，生產(chǎn)節(jié)奏加快，爐前作業(yè)負(fù)擔(dān)加大，鐵口管理及對(duì)限制因素的不重視，嚴(yán)重制約了高爐生產(chǎn)的安全穩(wěn)定，爐況的穩(wěn)定受限于爐前出鐵，生產(chǎn)局面非常被動(dòng)。為改變爐前作業(yè)對(duì)生產(chǎn)組織的影響，技術(shù)人員與生產(chǎn)骨干的協(xié)同攻關(guān)，對(duì)爐前作業(yè)的限制環(huán)節(jié)進(jìn)行梳理及改進(jìn)，為高爐的穩(wěn)定順行，指標(biāo)改善奠定了良好的基礎(chǔ)。

1、規(guī)范爐前操作管理

爐前操作是高爐冶煉操作中一個(gè)非常重要的組成部分，隨著高爐冶煉的強(qiáng)化，及時(shí)出盡渣鐵，是確保高爐爐況穩(wěn)定順行和強(qiáng)化冶煉穩(wěn)步推進(jìn)及安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。規(guī)范爐前操作的管理，可提升鐵口操作的穩(wěn)定性，改善爐前作業(yè)環(huán)境，降低爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，推進(jìn)爐前作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，助推高爐生產(chǎn)的高效穩(wěn)定。

1.1規(guī)范鐵口及泥套的管理

1.1.1、柳鋼1A高爐開爐時(shí)鐵口角度控制在10°左右，隨著生產(chǎn)年限增加，爐缸侵蝕程度加大，逐步調(diào)整鐵口角度在11°～12°，有效的適應(yīng)渣鐵量變化對(duì)鐵口的角度要求。鐵口的穩(wěn)定性在實(shí)際生產(chǎn)過程中更多的體現(xiàn)在鐵口中心線統(tǒng)一，通過對(duì)開鐵口過程的觀察分析，對(duì)鐵口角度的穩(wěn)定做了相應(yīng)的規(guī)范：

（1）、在鐵口框架上方開口機(jī)的掛耳軸上增加鐵口中心定位擋板降低開口機(jī)因受力的偏移幅度；

（2）、每周爐前大班長(zhǎng)要求對(duì)鐵口中心線進(jìn)行校正，保證開口機(jī)、液壓炮與鐵口中心線重合。

（3）、每周設(shè)備點(diǎn)檢員對(duì)開口機(jī)固定螺栓進(jìn)行緊固校正、檢查液壓炮、開口機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，保持爐前設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；

1.1. 2、1A高爐鐵口受作業(yè)空間窄小，鐵口泥套的制作實(shí)現(xiàn)澆筑存在較大困難，泥套的制作仍使用鐵口搗打料進(jìn)行制作，鐵口泥套的壽命較短，為降低鐵口磨損對(duì)生產(chǎn)安全的影響，每周對(duì)兩個(gè)鐵口泥套進(jìn)行重新制作，爐前技師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)及質(zhì)量監(jiān)督。利用大溝修溝時(shí)間，將鐵口泥套用專用泥套打磨器鉆進(jìn)200mm～400mm的深度，填充搗實(shí)用煤氣火進(jìn)行烘烤，提升泥套的整體強(qiáng)度。并對(duì)鐵口保護(hù)板進(jìn)行更換，保護(hù)板鋼板厚度有原來的20mm增加到40mm，降低鐵口保護(hù)板的燒損率，減少了鐵口漏泥的安全隱患。

1.2 規(guī)范爐前操作管理

爐前出鐵是爐前工作的主要任務(wù)，安全、有序的出盡渣鐵是高爐指標(biāo)改善、爐況優(yōu)化的基礎(chǔ)。規(guī)范的出鐵操作不僅可以降低爐前作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度、改善高爐生產(chǎn)穩(wěn)步進(jìn)行，同時(shí)在改善鐵水質(zhì)量、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提升上下道工序的生產(chǎn)節(jié)奏具有非常大的影響。

1.2.1 規(guī)范鐵口操作

（1）、一桿式鉆穿鐵口 1A高爐以前的開鐵口模式延續(xù)小高爐的操作，先用 φ50mm鉆頭鉆鐵口深度1500mm～2000mm，再用φ32mm的六角鋼釬捅穿鐵口，但六角鋼的強(qiáng)度低、在鐵口內(nèi)部推進(jìn)速度慢，撓性低造成內(nèi)部不規(guī)則，經(jīng)常出現(xiàn)鉆不穿、粘結(jié)拉不出，被迫燒氧開鐵口，爐前勞動(dòng)強(qiáng)度大，開鐵口時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重制約高爐爐況的強(qiáng)化，經(jīng)過對(duì)鉆頭直徑、開口機(jī)霧化能力的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了一桿穿的開鐵口模式。將開口機(jī)使用氮?dú)?水的汽霧化方式，氮?dú)鈮毫τ稍瓉淼?.8MPa提升到1.6MPa，配合冷卻水形成強(qiáng)力的霧化冷卻效果，在保障鉆頭的冷卻效果的同時(shí)使鉆鐵口產(chǎn)生的粉末能有效排出，提升了開口機(jī)的運(yùn)行效率，開鐵口時(shí)間由20分鐘降到5～8分鐘，提升了開鐵口的效率，大大降低了鉆頭鉆桿的消耗量（表2）。

（2）、 實(shí)施鐵口預(yù)鉆技術(shù) 鐵口預(yù)鉆在小高爐使用有水炮泥時(shí)使用較多，但隨著高爐設(shè)備的不斷升級(jí)及使用高強(qiáng)度的無(wú)水炮泥，很少有高爐進(jìn)行鐵口預(yù)鉆的要求。車間從減少開鐵口時(shí)間對(duì)爐況的影響上考慮，要求在液壓炮退炮十分鐘后在爐底鐵水罐容鐵空間≥50t時(shí)，對(duì)鐵口預(yù)鉆1000mm～1500mm，通過一段時(shí)間的運(yùn)行，對(duì)爐前的工作組織形成了良好的效果：①、將設(shè)備的點(diǎn)檢、運(yùn)行檢查提前，出現(xiàn)故障可以及時(shí)進(jìn)行處理，降低了開鐵口過程中設(shè)備故障率；②、將出鐵前的準(zhǔn)備工作提前，形成出鐵前兩次檢查確認(rèn)，消除因出鐵準(zhǔn)備不足造成的安全隱患；③、鐵口預(yù)鉆后可以增加內(nèi)部的烘烤時(shí)間，降低泥包前段在徑向周向的溫度差，可以有效消除鐵口通道內(nèi)應(yīng)力對(duì)鐵口通道的破壞作用，提高鐵口泥包前段的強(qiáng)度，實(shí)踐表明可以有效延長(zhǎng)鐵口穩(wěn)定出鐵時(shí)間10～15分鐘，降低了鐵口通道出鐵過程中的侵蝕速率；④、縮短開鐵口時(shí)間，由正常的5～8分鐘降低到3～5分鐘，實(shí)現(xiàn)鐵口隨時(shí)具備出鐵條件；⑤、鐵口預(yù)鉆得到有效烘烤后，縮短鐵口開出前期噴濺時(shí)間，降低爐前除塵壓力，有效杜絕了因開鐵口長(zhǎng)時(shí)間噴濺造成的環(huán)保事故。

1.2.2、統(tǒng)一對(duì)高爐容鐵量的認(rèn)識(shí) 控制合理的出鐵間隔

爐缸安全容鐵量是指爐缸能安全容納的最大鐵水量，只有明確高爐的安全容鐵量，才能對(duì)生產(chǎn)過程中的爐缸存渣鐵量進(jìn)行定量的判斷，對(duì)每爐出鐵量進(jìn)行分析，指導(dǎo)爐前出鐵的組織管理。根據(jù)爐缸尺寸參數(shù)、鐵口角度等影響因素由計(jì)算公式可知1A高爐的安全容鐵量正常為370-440t之間，考慮到渣鐵的滯留率，每次出鐵量應(yīng)為安全出鐵量的60%---80%。所以每次出鐵量在270---360t是合理的。按照渣鐵排放的要求，鐵口流速應(yīng)略大于鐵水生成速度，通過對(duì)爐前出鐵情況的跟蹤統(tǒng)計(jì)，對(duì)鉆頭直徑、出鐵間隔時(shí)間進(jìn)行了規(guī)范，在保證及時(shí)出盡渣鐵的同時(shí)，出鐵時(shí)間延長(zhǎng)、炮泥消耗降低、鐵水質(zhì)量得到了較大改善。

（1）、鐵水流速的控制及鉆頭尺寸的選擇 考慮出鐵過程中時(shí)間推移及鐵水生成速度及排放速度的前后變化，按照小時(shí)8批料計(jì)算，批重39000kg，礦石單耗1668kg/tFe，每小時(shí)鐵水生成量為187噸，鐵水生成速度為3.11t/min左右。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用φ45mm、φ50mm、φ55mm鉆頭的使用鐵水流速的統(tǒng)計(jì)分析，在目前原燃料質(zhì)量和冶煉強(qiáng)度下，使用φ45mm鉆頭的鐵水流速能維持在3.5～4t/min，可以實(shí)現(xiàn)鐵水的有效排放。

（2）、出鐵間隔時(shí)間的控制 受炮泥質(zhì)量、爐容等各方面因素影響，1500m3高爐不能像大型高爐出鐵的“長(zhǎng)流水”作業(yè)，制定合理的出鐵間隔時(shí)間，在保障爐缸渣鐵的貯存量不超過正常風(fēng)壓控制的安全量（120～150t），逐步探索合理的出鐵間隔時(shí)間，通過現(xiàn)場(chǎng)的嘗試，當(dāng)一次出鐵堵口后35～40min后爐內(nèi)風(fēng)壓開始出現(xiàn)上升征兆，經(jīng)過多次的操作統(tǒng)計(jì)分析，正常爐況條件下出鐵間隔時(shí)間控制在20～25min是安全合理的，為出鐵的安全準(zhǔn)備提供了更多的時(shí)間，若爐況影響或外圍條件限制未能及時(shí)出盡渣鐵，縮短間隔時(shí)間維持爐況的穩(wěn)定。

（3）、經(jīng)過對(duì)出鐵時(shí)間的控制及鉆頭的合理選取，單爐的出鐵量由140～180t/次提高到現(xiàn)在的250～330t/次，時(shí)間提升到了70～90min/次。每爐出鐵時(shí)間及量的增加，增加了爐內(nèi)渣、鐵間的界面接觸時(shí)間，同時(shí)通過渣鐵溫度的穩(wěn)定提升了爐缸中心“死料堆”溫度場(chǎng)，進(jìn)而改善爐缸活躍程度，提升鐵水質(zhì)量，近兩年1A高爐鐵水優(yōu)質(zhì)率得到了較大提高。2017年平均為91.9%，2018年1月至7月平均為89.88%。

1.2.3 控制合理的打泥量 控制合理的鐵口深度

正常生產(chǎn)時(shí)，每爐的鐵口打泥量與爐缸狀況、爐內(nèi)操作制度的合理性、氣流穩(wěn)定性、出鐵量、出鐵間隔、炮泥質(zhì)量、油泵油壓等因素均有較大的關(guān)系。為規(guī)范控制合理的打泥量，維持合理的鐵口深度，減少因人員操作能力的差異造成的鐵口深度不穩(wěn)定，在爐前操作室及高爐值班室裝打泥計(jì)時(shí)器對(duì)爐前打泥時(shí)間進(jìn)行規(guī)范，打泥時(shí)間控制在4～7s之間，鐵口深度維持2800mm—3100mm。在根據(jù)液壓炮上的打泥指針進(jìn)行綜合控制，對(duì)不按要求的操作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并納入經(jīng)濟(jì)責(zé)任制。對(duì)于鐵口漏泥、打不進(jìn)泥等異常情況的鐵口打泥控制，要求出現(xiàn)漏泥較多的鐵口，必須在另一個(gè)鐵口出鐵期間重新做好泥套或更換炮帽后并進(jìn)行安全確認(rèn)后，重新打開鐵口后重新進(jìn)行堵口，以維持鐵口深度的穩(wěn)定。對(duì)鐵口打不進(jìn)泥的情況，在消除隱患后采取同樣的操作。降低出鐵安全隱患，杜絕淺鐵口、跑大流等爐前事故的出現(xiàn)。

2、開展技術(shù)攻關(guān)及創(chuàng)新 提升設(shè)備運(yùn)行效率

爐前設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定、高效能提升爐前作業(yè)的作業(yè)率，爐前均為液壓設(shè)備，其結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)為高爐的運(yùn)行提供了可靠的保障，但實(shí)際生產(chǎn)中，作業(yè)環(huán)境惡劣，造成設(shè)備故障率高爐，經(jīng)常一些微小的故障均會(huì)嚴(yán)重制約爐前作業(yè)的有序進(jìn)行，車間組織技術(shù)人員對(duì)以往的設(shè)備故障進(jìn)行方向，積極組織技術(shù)攻關(guān)及創(chuàng)新，為爐前工作的高效運(yùn)行提供了保障。

（1）、借鑒液壓系統(tǒng)可以通用的特點(diǎn)，通過對(duì)兩邊液壓油管的串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)兩邊液壓炮、開口機(jī)通過閥門的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)交互操作，實(shí)現(xiàn)了特殊情況下能有效封堵鐵口；

（2）、對(duì)爐前的液壓操作設(shè)備增加了備用系統(tǒng)，并且定期要求班組進(jìn)行備用系統(tǒng)的切換操作以熟練掌握操作步驟、時(shí)刻保持備用系統(tǒng)良好的工作狀態(tài)。有效杜絕了曾出現(xiàn)過出鐵堵口時(shí)，打泥手柄或閥芯斷裂封不上鐵口的事故，通過這一改造，避免了出現(xiàn)鐵口打不開、堵不上等事故的發(fā)生。

3、強(qiáng)化炮泥的使用管理

炮泥的質(zhì)量必須滿足生產(chǎn)的需要，隨著冶煉強(qiáng)度的提升，大風(fēng)量、大富氧、高頂壓等強(qiáng)化措施的應(yīng)用，鐵口的渣鐵處理量明顯增大，炮泥質(zhì)量的穩(wěn)定才能維持生產(chǎn)的高效穩(wěn)定。柳鋼高爐使用炮泥均為承包炮泥，炮泥質(zhì)量的穩(wěn)定很大程度上與炮泥使用量、炮泥使用成本及供應(yīng)商的原材料和制造成本成一定的比例關(guān)系，所以現(xiàn)場(chǎng)使用炮泥質(zhì)量效果的好壞將對(duì)炮泥質(zhì)量的穩(wěn)定有較大關(guān)系。1A高爐使用炮泥經(jīng)歷了四川建冶、順祥、宏達(dá)等多家供應(yīng)商。但以前對(duì)炮泥使用的沒有進(jìn)行規(guī)范，炮泥使用量的波動(dòng)非常大，對(duì)炮泥是使用只是具有使用的感受，沒有形成良好的數(shù)據(jù)跟蹤分析。不能很好的體現(xiàn)炮泥質(zhì)量的合理性。2017年下半年開始使用宏達(dá)炮泥后對(duì)炮泥使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析。對(duì)鐵口深度、開鐵口情況、出鐵時(shí)間、鐵水流速、出鐵量、打泥情況等影響因素引起每爐出鐵進(jìn)行如實(shí)統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過幾個(gè)月的跟蹤匯總及對(duì)影響因素的分析，督促供應(yīng)商對(duì)炮泥質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)，。對(duì)每批次到現(xiàn)場(chǎng)的炮泥進(jìn)行規(guī)范使用，建立使用管理檔案，嚴(yán)格按生產(chǎn)日期批次進(jìn)行使用。規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)炮泥的堆放位置，避免因長(zhǎng)時(shí)間炮泥靠近爐前高溫區(qū)造成炮泥質(zhì)量劣化，影響使用效果。通過一系列管理措施的實(shí)施，炮泥質(zhì)量得到了明顯的改善，炮泥消耗量維持穩(wěn)定合理值，控制在0.5～0.65kg/tFe，大大降低了爐前耐材使用成本。

4、結(jié)論

柳鋼1A高爐經(jīng)過近兩年對(duì)爐前操作管理的改進(jìn)，在出鐵模式及鐵口管理取得了明顯的進(jìn)步。有效促進(jìn)了高爐爐況的優(yōu)化和生產(chǎn)指標(biāo)的改善。

（1）、鐵口維護(hù)逐步規(guī)范化，降低了鐵口隱患發(fā)生率，為高爐的穩(wěn)定順行提供了良好的作業(yè)環(huán)境。

（2）、通過推進(jìn)設(shè)備運(yùn)行管理及創(chuàng)新工作的開展，提升了爐前設(shè)備的運(yùn)行效率，降低了設(shè)備故障對(duì)爐前作業(yè)的影響。

（3）、規(guī)范的爐前作業(yè)管理，改善了爐前安全運(yùn)行環(huán)境，使?fàn)t前操作積極向標(biāo)準(zhǔn)化、流程化推進(jìn)。

（4）、爐前的安全運(yùn)行管理是一個(gè)系統(tǒng)的工程，科學(xué)的工藝管理、穩(wěn)定的設(shè)備運(yùn)行、嚴(yán)格的操作制度的綜合因素的匯集，才能保證實(shí)現(xiàn)爐前工作的井然有序，為高爐的長(zhǎng)效穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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