450m3高爐開爐鐵口預(yù)埋風(fēng)槍出鐵實(shí)踐

趙金巍，陳玉成，夏傳良

（新疆昆玉鋼鐵有限公司）

1 前言

一直以來，昆玉鋼鐵高爐開爐均在鐵口預(yù)埋煤氣導(dǎo)出管，目的在于在開爐期間，利用煤氣來加熱爐缸。由于停爐時(shí)間較長，爐缸溫度嚴(yán)重不足，開爐渣鐵流動(dòng)性差溫度低且粘稠，尤其是中修開爐，高爐爐缸內(nèi)死鐵層厚度達(dá)1300mm，由于鐵口孔道底部與渣鐵接觸界面混有溫度不足的渣鐵，現(xiàn)場開鐵口機(jī)鉆不動(dòng)，常規(guī)做法是在爐缸存鐵量達(dá)到一定程度后，使用氧氣管燒開鐵口。

用氧氣燒鐵口存在以下問題：（1）多人操作加之現(xiàn)場空間狹小，存在嚴(yán)重安全隱患，一旦出現(xiàn)異常情況，人員難以及時(shí)撤離；（2）消耗大量的氧氣管，造成一定的材料浪費(fèi)；（3）燒通鐵口耗時(shí)較長，易造成爐內(nèi)嚴(yán)重憋風(fēng)，影響爐況恢復(fù)速度，存在引發(fā)重大惡性事故的風(fēng)險(xiǎn)；（4）產(chǎn)生大量黃煙污染環(huán)境，影響職工身體健康；（5）長時(shí)間用氧氣燒鐵口，導(dǎo)致鐵口不宜維護(hù)。

這種常規(guī)的開鐵口方法不能將第一爐鐵的鐵口快速、順利打開。為了順利打開第一爐鐵口，通過借鑒其他鋼企開爐生產(chǎn)實(shí)踐，2019年昆玉鋼鐵高爐復(fù)產(chǎn)期間，采取鐵口預(yù)埋風(fēng)槍，通過具體組織實(shí)施和不斷優(yōu)化，實(shí)施了鐵口通入壓縮空氣快速開爐方法。

2 昆玉鋼鐵高爐簡介

昆玉鋼鐵 2#、3#高爐（450m3）設(shè)一個(gè)鐵口，16 個(gè)風(fēng)口，采用平坦化出鐵場，儲(chǔ)鐵式主溝。設(shè)計(jì)利用系數(shù)3.2t/m3·d。爐頂采用緊湊式串罐無料鐘爐頂裝料設(shè)備。爐體采用全冷卻壁薄爐襯結(jié)構(gòu)，軟水密閉循環(huán)冷卻。其中，爐身中、上部采用鑄鐵冷卻壁，鑲磷酸浸漬粘土磚；爐腹、爐腰、爐身下部熱負(fù)荷大的區(qū)域采用鑄鋼冷卻壁，熱面鑲燒成微孔鋁碳磚，背面穿蛇形管；爐缸則采用低鉻耐熱光面鑄鐵冷卻壁。爐底砌筑采用大塊碳磚加陶瓷杯砌體復(fù)合爐襯結(jié)合水冷爐底結(jié)構(gòu)，爐底共砌四層碳磚，總厚度為1600mm。其中，第一、二層為半石墨碳磚，第三層為微孔碳磚，第四層為超微孔碳磚，上設(shè)700mm陶瓷墊。爐缸外側(cè)環(huán)砌6層超微孔碳磚，爐缸最上部環(huán)砌3層微孔碳磚，爐缸內(nèi)側(cè)陶瓷杯采用全杯結(jié)構(gòu)。煤氣凈化系統(tǒng)采用重力除塵+布袋除塵的干法煤氣除塵系統(tǒng)，煤氣含塵量可降至5mg/m3以下。采用3座改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐，預(yù)熱助燃風(fēng)，設(shè)計(jì)風(fēng)溫1200℃。風(fēng)機(jī)采用BPRT技術(shù)，充分利用爐頂余壓。

3 高爐鐵口預(yù)埋風(fēng)槍的設(shè)計(jì)及制作

2019年昆玉鋼鐵高爐開爐鐵口由煤氣導(dǎo)出管改為預(yù)埋風(fēng)槍出鐵操作。鐵口風(fēng)槍主要由三部分組成，即爐內(nèi)伸出泥包部分、泥包鐵口通道預(yù)埋部分、爐外部分。鐵口風(fēng)槍爐內(nèi)伸出泥包部分圓周方向鉆有10mm小孔；兩路壓縮空氣接口、壓力表布置在爐外。高爐的鐵器預(yù)埋風(fēng)槍如見圖1所示。

圖1 高爐開爐鐵口預(yù)埋風(fēng)槍示意圖

鐵口風(fēng)槍在高爐烘爐前進(jìn)行安裝，根據(jù)事先確定的鐵口泥包、爐內(nèi)部分、鐵孔通道總深度控制預(yù)埋長度，鐵口泥套外保留約1000mm，確定好位置后，用澆注料將風(fēng)槍與鐵口通道間的縫隙添緊夯實(shí)，考慮開爐期間動(dòng)力管網(wǎng)壓縮空氣壓力的波動(dòng)，因此風(fēng)槍制作時(shí)爐外部分設(shè)計(jì)了兩路壓縮空氣，即動(dòng)力管網(wǎng)壓縮空氣、噴煤空壓機(jī)壓縮空氣。兩路壓縮空氣均使用金屬軟管連接至風(fēng)槍，噴煤壓縮空氣連接時(shí)通過煤粉噴吹管道連接，金屬軟管與壓縮空氣連接并配置球閥、壓力表，以便于觀察壓力表變化，掌握爐內(nèi)來渣情況。

4 鐵口風(fēng)槍操作要點(diǎn)

（1）在高爐裝料完畢送風(fēng)點(diǎn)火前，壓縮空氣閥門開至1/3，送風(fēng)后鐵口風(fēng)槍上的壓力表、開關(guān)由爐前安排專人監(jiān)督，保持壓力在0.35～0.40MPa。

（2）在壓縮空氣壓力不變的情況下，鐵口風(fēng)槍壓力緩慢升高，值班室根據(jù)批重和下料批數(shù)計(jì)算，爐內(nèi)存渣量基本達(dá)到出鐵要求，爐前做好風(fēng)槍出鐵準(zhǔn)備。

（3）根據(jù)值班室指令，以及風(fēng)槍壓力升高趨勢，爐前工先關(guān)閉1#DN50閥門，對1#DN50閥門后壓力表進(jìn)行泄壓，然后迅速拆除1#DN50閥門后金屬軟管以及壓力表，打開1#閥門放出渣鐵。

（4）在打開1#閥門放出渣鐵的同時(shí)，迅速關(guān)閉2#DN50閥門，對閥門后壓力表進(jìn)行泄壓，然后迅速拆除2#DN50閥門后金屬軟管以及壓力表。

（5）異常情況處理預(yù)案。若壓力表憋壓，壓力持續(xù)升高，打開1#閥門未見渣鐵，在此情況下預(yù)判為壓縮空氣量過大，導(dǎo)致鐵口渣鐵受壓縮空氣吹至冷凝，堵塞鐵口通道，導(dǎo)致鐵口難開，爐前工采用氧熔棒割斷風(fēng)槍爐外部分，高爐工長需立即組織爐前加大燒鐵口強(qiáng)度，燒鐵口時(shí)盡量調(diào)整吹氧管角度向上燒，以盡快燒開鐵口通道，及時(shí)放出爐底低溫渣鐵。若持續(xù)燒鐵口仍不見渣鐵，則緩慢放風(fēng)直至休風(fēng)處理，集中力量從鐵口上方1#、16#風(fēng)口向下燒，努力將鐵口與鐵口上方風(fēng)口聯(lián)通。避免隨時(shí)間延長，爐缸積存渣鐵量過多，爐況出現(xiàn)波動(dòng)或發(fā)生風(fēng)口中小套燒漏等情況，導(dǎo)致爐渣灌至鵝頸管，增加恢復(fù)難度，引發(fā)更大損失。

5 鐵口風(fēng)槍操作實(shí)踐

5.1 3#高爐操作實(shí)踐

昆玉鋼鐵3#高爐于3月15日21：19送風(fēng)點(diǎn)火開爐，1：36 引煤氣，5：10 風(fēng)槍壓縮空氣壓力升高至0.12MPa，爐前工按上述操作要點(diǎn)，關(guān)閉1#閥門，拆除壓力表泄壓，拆除1#閥門處的金屬軟管，迅速打開1#閥門，順利放出第一爐火渣，同時(shí)拆除2#閥門。3#高爐開爐放火渣三爐，14：06～14：56 順利第一爐鐵過大閘，3～0002鐵次物理熱超過1400℃，3月24日鐵水產(chǎn)量達(dá)到1471.39t，利用系數(shù)達(dá)到3.27t/m3.d。

5.2 2#高爐操作實(shí)踐

2#高爐 3 月 18 日 21：19 送風(fēng)點(diǎn)火開爐，0：58 引煤氣，借鑒3#高爐風(fēng)槍操作經(jīng)驗(yàn)（風(fēng)槍1#閥門開的過早），至5∶40待壓力表壓力升高至0.16MPa時(shí)關(guān)閉1#閥門，拆除壓力表泄壓，拆除1#閥門處的金屬軟管，迅速打開1#閥門開始放渣鐵，間斷性堵、開口放火渣四爐，11：29～12：34 第一爐鐵順利過大閘，2～0003鐵次鐵水物理熱超過1400℃，3月26日鐵水產(chǎn)量達(dá)到1503.38t，利用系數(shù)達(dá)到3.34t/m3.d。

兩種開爐方式效果對比見表1。

表1 昆玉鋼鐵450m3高爐兩種開爐方式對比

兩座高爐使用風(fēng)槍開爐實(shí)踐情況基本一致，以3#高爐使用風(fēng)槍開爐與使用煤氣導(dǎo)出管開爐進(jìn)行對比分析。2019年3#高爐鐵口預(yù)埋風(fēng)槍操作打開鐵口用時(shí)較2018年使用煤氣導(dǎo)出管節(jié)約3.93小時(shí)，吹氧管用量節(jié)約220根，高爐點(diǎn)火后加全風(fēng)時(shí)間縮短3.57小時(shí)。其中高爐達(dá)產(chǎn)時(shí)間、入爐焦比、噴煤時(shí)間較2018年延長，主要為2019年高爐開爐期間嚴(yán)格要求值班室參照爐溫控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱制度調(diào)劑（要求送風(fēng)點(diǎn)火后第二天硅穩(wěn)定1.0%～1.5%，第三天、第四天穩(wěn)定在0.8%～1.0%，隨后進(jìn)行中上限爐溫控制，爐溫控制在0.6%～0.8%），必須保證鐵水物理熱高于1430℃，利于加熱爐缸提高爐缸熱儲(chǔ)備，盡快恢復(fù)爐缸活躍。開爐期間選擇相對較低的煤比噴吹冶煉，增加焦批重量保證料柱的焦層厚度，更好地改善料柱透氣性及開爐初期死料柱的透液性，以尋求高爐爐況恢復(fù)順利。

6 結(jié)語

從使用鐵口預(yù)埋風(fēng)槍的方法開爐開鐵口的實(shí)際效果看，與傳統(tǒng)的用煤氣導(dǎo)出管氧氣燒鐵口相比，尤其在出第一爐鐵時(shí)具有顯著的效果。

（1）操作人員選好安全站立位置，根據(jù)壓力和時(shí)間確定好開鐵口時(shí)間，并且按順序開窺視孔接口處閥門，關(guān)壓縮空氣閥門，就能夠?qū)崿F(xiàn)安全快速順利出鐵。開鐵口只需2～3人即可完成放鐵操作，大幅度減輕爐前作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）鐵口預(yù)埋風(fēng)槍要求壓縮空氣壓力必須穩(wěn)定，同時(shí)壓力必須大于爐內(nèi)壓力的1.5倍以上，否則會(huì)造成渣鐵倒灌，堵塞風(fēng)槍管道，造成開鐵口困難。針對動(dòng)力管網(wǎng)壓縮空氣壓力波動(dòng)，開噴煤空壓機(jī)，在煤槍處引一路壓縮空氣接至2#閥門，以確保壓縮空氣壓力穩(wěn)定，防止渣鐵倒灌。

（3）鐵口預(yù)埋風(fēng)槍操作有利于準(zhǔn)點(diǎn)快速放出第一爐鐵，首次開鐵口時(shí)間不超過5min，避免了首次鐵口難開，引起的高爐憋壓減風(fēng)甚至難行等情況，爐前按時(shí)出凈渣鐵為高爐加全風(fēng)創(chuàng)造了條件。

（4）為保障開閥門爐前操作人員的安全，后期繼續(xù)對鐵口預(yù)埋風(fēng)槍進(jìn)行優(yōu)化，可通過加長閥門手柄，制作開閥門工裝，實(shí)現(xiàn)安全開鐵口操作。

（5）在使用壓縮空氣作為風(fēng)槍能源介質(zhì)，同比使用鐵口預(yù)埋氧槍開爐應(yīng)注意前期壓縮空氣風(fēng)量大小，閥門開度開至1/3，后期視壓力表情況，逐步調(diào)整壓縮空氣閥門開度至2/3，切忌壓縮空氣量過大導(dǎo)致渣鐵冷凝堵塞鐵口通道。

由于不需要用氧氣燒鐵口，杜絕了鐵口冒黃煙現(xiàn)象，減少了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)保經(jīng)濟(jì)開爐，有助于企業(yè)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的提高。