降料面至爐腹復(fù)風(fēng)后的爐況恢復(fù)實(shí)踐

劉海峰，楊軍昌，王保國(guó)，申 偉

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠，山西 長(zhǎng)治 046031）

首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠8號(hào)高爐有效爐容為1 080 m3，設(shè)計(jì)爐喉高1.65 m，爐身為14 m，爐腰為1.75 m，爐腹為3.15 m。爐身下部8段、9段冷卻壁損壞，爐殼開(kāi)裂，尤其是東南方位上的8段18號(hào)、19號(hào)、20號(hào)以及9段19號(hào)、20號(hào)位置，更是出現(xiàn)集中連片損壞。此外，還出現(xiàn)渣皮脫落、爐殼燒紅、冒火星、跑煤氣等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著高爐安全生產(chǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提升。為徹底杜絕此隱患，確保安全生產(chǎn)，計(jì)劃于2021年1月11日降料面至爐腹，對(duì)8段、9段損壞的冷卻壁進(jìn)行整體更換。2021年1月13日15：35時(shí)開(kāi)始裝料，采用不帶風(fēng)裝料，料線裝至爐身12.0 m處；18：08時(shí)開(kāi)始送風(fēng)；1月18日14：30時(shí)恢復(fù)風(fēng)量至2 770 m3/min，風(fēng)壓為291 kPa，頂壓為151 kPa，風(fēng)溫為1 100℃，透氣性指數(shù)為11.2。至此高爐基本恢復(fù)正常生產(chǎn)，高爐復(fù)風(fēng)至爐況基本恢復(fù)正常，整個(gè)恢復(fù)過(guò)程大致可分為三個(gè)階段，每個(gè)階段工作重點(diǎn)不同，處理原則也不盡相同。

1 裝爐料

由于本次恢復(fù)的休風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng)，空料線較深，開(kāi)孔多，熱量損失大，且屬于首次降料面至爐腹恢復(fù)爐況，所以采取凈焦、空焦、正常料加循環(huán)焦的方式安排裝爐料。焦比按開(kāi)爐焦比預(yù)算，以保證充足的熱量；爐渣堿度按二元堿度R2=1.0的預(yù)算控制；另外配加螢石、白云石等輔料，以抵消噴補(bǔ)反彈料中Al2O3的影響，改善流動(dòng)性；布料角度采取單環(huán)布料。具體裝爐料單如表1所示。裝爐料焦比控制在2.292 t/t，負(fù)荷控制在0.78。15：35時(shí)開(kāi)始裝爐，18：08時(shí)料線裝至爐身12.0 m處開(kāi)始送風(fēng)，送風(fēng)后繼續(xù)裝料，20：46時(shí)，料線裝至爐身5.0 m處停止裝料。

表1 8號(hào)高爐裝爐料料單

表2 爐渣成分控制表

2 第一階段恢復(fù)

2.1 第一階段恢復(fù)概況

8號(hào)高爐設(shè)有20個(gè)風(fēng)口，南、北2個(gè)鐵口，南鐵口位于14號(hào)與15號(hào)風(fēng)口之間，北鐵口位于1號(hào)與20號(hào)風(fēng)口之間。復(fù)風(fēng)時(shí)打開(kāi)1、2、3、4、5、20、19、18、17、16號(hào)共10個(gè)風(fēng)口，送風(fēng)風(fēng)量為300 m3/min，風(fēng)口面積為0.107 6 m3。自1月13日18：08送風(fēng)至1月14日14：42休風(fēng)，此為第一階段恢復(fù)，也稱(chēng)為前期恢復(fù)。這一階段的主要任務(wù)是加熱爐缸，排出爐內(nèi)的休風(fēng)料、噴補(bǔ)反彈料以及裝爐料。

2.2 前期恢復(fù)分析

2.2.1 開(kāi)風(fēng)口較多

本次檢修預(yù)計(jì)的送風(fēng)時(shí)間為86 h，實(shí)際比計(jì)劃提前25 h，在送風(fēng)時(shí)選擇偏堵10個(gè)風(fēng)口、開(kāi)10個(gè)風(fēng)口集中送風(fēng)。偏堵風(fēng)口集中送風(fēng)是為了形成小冶煉區(qū)域，減少單位時(shí)間內(nèi)需要還原、熔化的冷渣鐵量，減緩冷爐料的熔化速度，積聚熱量，形成通道，使?fàn)t內(nèi)的冷爐料受熱熔化并從鐵口流出加快恢復(fù)[1]。送風(fēng)風(fēng)量要參考休風(fēng)時(shí)間、休風(fēng)前爐況順行度、爐缸工作狀況、休風(fēng)期間熱量損失情況、料線深度等進(jìn)行綜合判斷。因此，送風(fēng)初期不應(yīng)打開(kāi)過(guò)多風(fēng)口，風(fēng)量也不宜過(guò)大。本次休風(fēng)時(shí)間雖較計(jì)劃提前，但實(shí)際用時(shí)為60 h 38 min，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)；降料面過(guò)程中進(jìn)行一次休風(fēng)更換冷卻設(shè)備的操作，影響了爐缸工作；加之爐殼開(kāi)孔大，料面深，熱量損失多等諸多因素，也不利于多開(kāi)風(fēng)口。所以，將送風(fēng)風(fēng)口的個(gè)數(shù)設(shè)置為小于等于總風(fēng)口數(shù)的40%為宜。

2.2.2 風(fēng)口燒漏多

本階段共計(jì)燒漏4個(gè)風(fēng)口小套、2個(gè)風(fēng)口中套。

燒漏原因分析：機(jī)燒料中w（TiO2）較高，平均在0.23%，入爐料鈦負(fù)荷為3.3，休風(fēng)前3天機(jī)燒成分統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表3。隨著w（Si）的升高，生鐵中w（Ti）也升高，最高達(dá)到0.18%，嚴(yán)重影響著鐵水的流動(dòng)性和滲透性。休風(fēng)過(guò)程中最后2爐次和復(fù)風(fēng)后前3爐次鐵水成分控制見(jiàn)表4；降料面過(guò)程中有一次用時(shí)126 min的休風(fēng)，對(duì)漏水的4號(hào)、9號(hào)、14號(hào)風(fēng)口小套、14號(hào)中套進(jìn)行更換，這在一定程度上惡化了爐缸工作狀況。因?yàn)檫@些因素導(dǎo)致了已經(jīng)熔化的渣鐵無(wú)法及時(shí)滲透到爐缸并從鐵口流出，而是窩在風(fēng)口前端或其它地方，從而燒漏風(fēng)口、惡化料柱透氣性。所以無(wú)論是長(zhǎng)期休風(fēng)前還是復(fù)風(fēng)后，在爐況恢復(fù)正常之前應(yīng)及時(shí)停用高鈦爐料，必要情況下也應(yīng)酌情減少用量，并配以相應(yīng)輔料，進(jìn)而減輕其影響。

表3 休風(fēng)前3天機(jī)燒成分統(tǒng)計(jì)表

表4 鐵水成分統(tǒng)計(jì)表

2.2.3 爐前出鐵間隔時(shí)間長(zhǎng)

近年來(lái),西安、哈爾濱、北京等城市連續(xù)發(fā)生傷害醫(yī)護(hù)人員案件,嚴(yán)重危害醫(yī)護(hù)人員的生命健康,尤其是兒科,時(shí)常需要面對(duì)一些情緒激動(dòng)、過(guò)度維權(quán)的患兒家屬,更需要進(jìn)一步加強(qiáng)醫(yī)院安保工作,避免暴力傷醫(yī)案發(fā)生。一方面加強(qiáng)兒科安檢工作,嚴(yán)防非法攜帶管制器具進(jìn)入醫(yī)院,對(duì)非法攜帶管制器具進(jìn)入醫(yī)療機(jī)構(gòu)的,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)一律依法予以行政拘留,做到“先安檢,后看病”;另一方面,對(duì)于醉酒、精神或行為異常患者就診,要安排保衛(wèi)人員陪診,并將將涉醫(yī)違法犯罪行為人納入社會(huì)信用體系。

復(fù)風(fēng)后一般會(huì)噴吹鐵口，吹出的殘?jiān)F會(huì)凝結(jié)在大壕兩邊，層層堆積、清理困難。而復(fù)風(fēng)后一段時(shí)間內(nèi)都是單鐵口出鐵，所以要及時(shí)將殘?jiān)F清理干凈后才能再次開(kāi)鐵口。而清理時(shí)間越長(zhǎng)，出鐵間隔越長(zhǎng)，對(duì)爐內(nèi)影響就越大。因此在進(jìn)行鐵口維護(hù)時(shí)，長(zhǎng)期休風(fēng)前的最后一爐鐵在堵鐵口時(shí)，要盡量減少打泥量，送風(fēng)前期入爐風(fēng)量較小，也要減少打泥量，且控制鐵口深度略淺于正常生產(chǎn)時(shí)的鐵口深度[2]。本次復(fù)風(fēng)后使用北鐵口出鐵，在03：00休風(fēng)前，連續(xù)出現(xiàn)了出鐵間隔時(shí)間超過(guò)35 min的情況，爐前未及時(shí)打開(kāi)鐵口排放渣鐵，嚴(yán)重影響到爐內(nèi)冶煉。為杜絕對(duì)爐前出鐵產(chǎn)生影響，將原先大壕段細(xì)分為鐵口段和大壕段，并在原有分工的基礎(chǔ)上，另外增加一組人員，加強(qiáng)清理力度，縮短出鐵間隔。此外，對(duì)爐前出鐵的組織、管控也要引起足夠的重視，對(duì)整個(gè)爐況恢復(fù)過(guò)程安排專(zhuān)人進(jìn)行精心組織。

2.2.4 前期恢復(fù)略慢

高爐休風(fēng)復(fù)風(fēng)時(shí)，高爐從正常生產(chǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅饬飨?、爐料壓實(shí)的休風(fēng)狀態(tài)，再經(jīng)歷從送風(fēng)到恢復(fù)正常生產(chǎn)狀態(tài)。由于送風(fēng)后爐內(nèi)煤氣流重新分布，加之休風(fēng)后爐內(nèi)易形成死料層，爐料壓實(shí)，使得復(fù)風(fēng)后料柱透氣性差，風(fēng)壓較高，接受風(fēng)量能力差。休風(fēng)后還會(huì)有一定的熱量損失，爐缸渣鐵發(fā)生冷凝，如控制不好，則會(huì)引起氣流變化，造成爐況波動(dòng)。所以前期恢復(fù)要略慢，要留出足夠的時(shí)間，以使風(fēng)量與料柱透氣性相適應(yīng)，加熱好爐缸冷凝的殘?jiān)F以及預(yù)還原新填充的爐料。

3 第二階段恢復(fù)

3.1 第二階段恢復(fù)概況

1月14日18：18開(kāi)風(fēng)至1月16日11：50休風(fēng)算作第二階段恢復(fù)，也稱(chēng)為中期恢復(fù)。這一階段的主要任務(wù)是：逐步加風(fēng)開(kāi)風(fēng)口，改善爐缸工作狀況，走順料線，穩(wěn)定煤氣流。

3.2 中期恢復(fù)分析

3.2.1 加風(fēng)與開(kāi)風(fēng)口的注意事項(xiàng)

爐況恢復(fù)過(guò)程要以恢復(fù)風(fēng)量為主?；謴?fù)風(fēng)量時(shí)：加風(fēng)幅度控制在≤100 m3/min；捅開(kāi)風(fēng)口后要適當(dāng)加風(fēng)，保證風(fēng)速等于或略大于加風(fēng)前風(fēng)速；加風(fēng)后的壓差水平要小于等于加風(fēng)前的壓差水平，保證透氣性指數(shù)不能比加風(fēng)前低，切忌強(qiáng)行加風(fēng)。捅風(fēng)口時(shí)要順序捅開(kāi)；要有充沛的爐溫和良好的渣鐵流動(dòng)性；該風(fēng)口水溫差有升高趨勢(shì)或達(dá)到1.0℃；料柱透氣性好，壓量關(guān)系匹配，壓差適宜，爐前排渣鐵順暢；開(kāi)風(fēng)口間隔要保持一爐鐵的時(shí)間，最好在打開(kāi)鐵口后再開(kāi)風(fēng)口。加風(fēng)和開(kāi)風(fēng)口速度要與爐內(nèi)冶煉進(jìn)程相適應(yīng)，還要與爐外出鐵組織相適應(yīng)，避免出現(xiàn)反復(fù)。開(kāi)風(fēng)口方向可選擇兩邊方向交替開(kāi)，也可選擇沿一個(gè)方向開(kāi)，開(kāi)鐵口上方的風(fēng)口時(shí)，要對(duì)該鐵口及時(shí)組織出鐵，否則可暫緩開(kāi)此方位風(fēng)口。開(kāi)風(fēng)口方向是從北邊方向逆時(shí)針捅開(kāi)，本次恢復(fù)南邊方向爐況時(shí)，由于捅開(kāi)的16號(hào)風(fēng)口很快被燒漏，所以南邊17號(hào)風(fēng)口捅開(kāi)后需停止從南邊開(kāi)風(fēng)口。分析主要是16號(hào)風(fēng)口在南鐵口上方，距離南鐵口近，距離北鐵口遠(yuǎn)，而南鐵口并未使用。所以，捅開(kāi)16號(hào)風(fēng)口，風(fēng)口前端融化的渣鐵不能及時(shí)流走、排出，全部窩在風(fēng)口前端從而燒漏風(fēng)口。爐況恢復(fù)期間風(fēng)口開(kāi)堵情況如圖1所示。

圖1 8號(hào)高爐風(fēng)口開(kāi)堵情況示意圖

3.2.2 中期恢復(fù)要穩(wěn)妥

隨著加風(fēng)和開(kāi)風(fēng)口工作的進(jìn)行，煤氣流分布發(fā)生變化；隨著熱量消耗增多，爐溫可能發(fā)生變化；隨著出鐵量增多，原有的渣鐵流通道要發(fā)生變化。所以這一階段要穩(wěn)妥一些，當(dāng)風(fēng)量水平和送風(fēng)風(fēng)口個(gè)數(shù)達(dá)到或接近正常值的60%時(shí)，穩(wěn)定一個(gè)冶煉周期，使各個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配套并相互適應(yīng)。本次恢復(fù)過(guò)程中，在1月15日18：18時(shí)加風(fēng)至1 800 m3/min后至1月16日06：55時(shí)捅開(kāi)6號(hào)風(fēng)口之前，基本沒(méi)有進(jìn)行加風(fēng)，而是穩(wěn)定風(fēng)量在此水平運(yùn)行，給出爐內(nèi)適應(yīng)配套變化的時(shí)間，既守住了前期的恢復(fù)成果也為后期的恢復(fù)奠定了基礎(chǔ)。

4 第三階段恢復(fù)

4.1 第三階段恢復(fù)概況

1月16日13：30時(shí)送風(fēng)至1月18日09：58時(shí)休風(fēng)，處理17號(hào)漏水風(fēng)口，同步挖開(kāi)重堵15、16號(hào)風(fēng)口，算做第三階段恢復(fù)，也稱(chēng)為后期恢復(fù)。這一階段的主要任務(wù)是：隨著爐況趨于穩(wěn)定，加快恢復(fù)進(jìn)程。開(kāi)始富氧、噴煤、風(fēng)量、風(fēng)壓、頂壓、風(fēng)溫、負(fù)荷、礦批、料制、TRT等操作參數(shù)都要逐步恢復(fù)到正常水平。

4.2 后期恢復(fù)分析

4.2.1 各種參數(shù)的恢復(fù)要匹配

風(fēng)口要與風(fēng)量相適應(yīng)；單個(gè)送風(fēng)風(fēng)口的風(fēng)量要達(dá)到正常生產(chǎn)值；礦批的增大要與風(fēng)量相適應(yīng)；單環(huán)布料改多環(huán)布料要與料線高度相適應(yīng)；噴煤量要與焦炭負(fù)荷相適應(yīng)；風(fēng)溫、富氧要與理論燃燒溫度相適應(yīng)；頂壓調(diào)控要與熱風(fēng)壓力相適應(yīng)。各項(xiàng)參數(shù)在恢復(fù)過(guò)程中要相互適應(yīng)。

4.2.2 后期恢復(fù)速度可稍快

稍快的節(jié)奏必須基于前期、中期打好的基礎(chǔ)，此階段也是縮短整個(gè)恢復(fù)時(shí)間的關(guān)鍵。控制好稍快的恢復(fù)進(jìn)程，重點(diǎn)要過(guò)渡好爐溫，避免風(fēng)量增大、風(fēng)口增大，出鐵量增加，富氧、負(fù)荷升高、煤氣流分布的變化等因素影響造成爐溫偏低或偏高現(xiàn)象。本次第三階段恢復(fù)速度較慢，主要原因是前期、中期風(fēng)口燒漏較多，再加上天氣寒冷，年關(guān)將近，疫情影響以及人員、備件等客觀因素影響，因此，此階段不可再出問(wèn)題，穩(wěn)定壓倒一切，工作人員也有意識(shí)地控制了第三階段的恢復(fù)進(jìn)程。

5 整個(gè)恢復(fù)過(guò)程控制情況

本次恢復(fù)由于燒漏風(fēng)口較多，影響了高爐爐況整體恢復(fù)進(jìn)程，但對(duì)于第一階段略慢，第二階段穩(wěn)妥，第三階段稍快的原則把握，還是符合客觀規(guī)律的。整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生安全及爐況事故，尤其是第二階段，風(fēng)量恢復(fù)到一定水平后有一個(gè)穩(wěn)定的周期，這是充分吸取以往恢復(fù)爐況經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果，事實(shí)證明以往經(jīng)驗(yàn)也很重要，好經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。

6 結(jié)論

1）重視原燃料的管理。休風(fēng)前一天的用料及休風(fēng)料的安排，再到復(fù)風(fēng)料的使用都要穩(wěn)妥；要根據(jù)爐料的化學(xué)成分、冶金性能及對(duì)高爐冶煉的影響，確定爐料用量，需要停用的要及時(shí)停止使用，必須要用時(shí)也應(yīng)酌情減少用量，并配備相應(yīng)輔料，以減輕爐料對(duì)高爐冶煉的影響；爐料使用時(shí)要加強(qiáng)篩粉控制，減少粉末入爐。

2）將爐前出鐵組織貫穿至整個(gè)爐況恢復(fù)進(jìn)程。要加強(qiáng)組織、合理安排、細(xì)化分工、專(zhuān)人協(xié)調(diào)，并安全及時(shí)打開(kāi)鐵口，以排凈渣鐵，為爐內(nèi)恢復(fù)奠定基礎(chǔ)。

3）類(lèi)似空料線噴補(bǔ)造襯的開(kāi)風(fēng)口個(gè)數(shù)可結(jié)合休風(fēng)時(shí)間、休風(fēng)前爐況順行度、熱量損失情況、料線深度等綜合判斷，一般可控制在總風(fēng)口數(shù)的40%。開(kāi)風(fēng)口方向可選擇沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在風(fēng)口開(kāi)到另一鐵口位置時(shí)，及時(shí)組織使用該鐵口出鐵。

4）把握好恢復(fù)爐況原則：前期略慢、中期穩(wěn)妥、后期稍快。在各階段完成好各階段的主要任務(wù)，避免爐況出現(xiàn)反復(fù)，以實(shí)現(xiàn)爐況順利、快速恢復(fù)。