柳鋼1250m3爐短期休風(fēng)快速恢復(fù)生產(chǎn)實踐

謝東軍

1 概述

柳鋼1#B高爐容積經(jīng)過大修后由1080m3擴大到1250m3，2009年5月投產(chǎn)。高爐本體采用鑄鐵冷卻壁和銅質(zhì)冷卻壁相結(jié)合的薄壁爐襯技術(shù)。冷卻系統(tǒng)為軟水密閉循環(huán)。爐頂采用了串罐式無料鐘爐頂，爐頂十字測溫儀、爐頂紅外成像檢測儀等國內(nèi)較先進的新工藝技術(shù)。為響應(yīng)廠部降低休風(fēng)率攻關(guān)要求，以前傳統(tǒng)的經(jīng)驗操作方法高爐休風(fēng)后，從送風(fēng)到全風(fēng)生產(chǎn)，恢復(fù)各種冶煉參數(shù)的時間長，爐溫波動大，產(chǎn)量損失嚴重。經(jīng)過高爐生產(chǎn)工作者的不斷總結(jié)，采用了大型高爐短期休風(fēng)快速恢復(fù)技術(shù)，從送風(fēng)開始到恢復(fù)全風(fēng)冶煉生產(chǎn)所需要時間由原來的2h左右縮短為1個小時左右，起到降本增效的效果。見表1。

表1 2020年5月～12月1#B高爐休風(fēng)情況

2 短期休風(fēng)快速恢復(fù)的必要性

2020年5月份以前柳鋼1#B高爐休慢風(fēng)率較高，從鐵口起噴開始準(zhǔn)備休風(fēng)操作到休下風(fēng)更換好小套再從送風(fēng)到全風(fēng)冶煉生產(chǎn)耗時太多，期間浪費的時間太多，完全可以合理調(diào)配科學(xué)分工縮短時間，高爐休風(fēng)送風(fēng)恢復(fù)高爐冶煉各參數(shù)過程中如果能縮短時間，可以達到減少爐溫波動，降低焦比提高煤氣利用率促進爐況的長期穩(wěn)定運行，達到增產(chǎn)降耗的目的。

3 快速恢復(fù)理論依據(jù)和操作技術(shù)及要求

3.1 短期休風(fēng)后爐況能快速恢復(fù)的理論依據(jù)

高爐在正常爐況下短期休風(fēng)后，高爐軟熔帶以下基本保持正常送風(fēng)的狀態(tài)，只是暫時停止熱交換和還原反應(yīng)，高爐內(nèi)大部分料柱的固液相態(tài)并未發(fā)生較大變化，因而快速回風(fēng)后煤氣流分布能較快恢復(fù)到休風(fēng)前的狀態(tài)。

高爐休風(fēng)前爐況順行穩(wěn)定、渣鐵熱量充沛。休風(fēng)前渣鐵已出凈，爐缸下部存在較大的空間，有利于爐料的下降。而且這部分空間主要由焦炭來填充，同時由于休風(fēng)時間短，風(fēng)口前的焦炭自燃少，熱量損失相對小仍然保持良好的活性，因此在快速復(fù)風(fēng)的送風(fēng)初期高爐下部透氣性良好，利于高爐復(fù)風(fēng)后能快速接受風(fēng)量。

快速復(fù)風(fēng)采用了較大的初始風(fēng)量和較快的加風(fēng)節(jié)奏。以風(fēng)為綱，較大的風(fēng)量有利于爐料的松動，利于高爐及時恢復(fù)風(fēng)溫及富氧噴煤補充熱量同時促使風(fēng)口前的焦炭盡快燃燒，騰出空間為爐料的順利下降創(chuàng)造條件，使高爐盡快恢復(fù)到休風(fēng)前的正常冶煉狀態(tài)。

快速復(fù)風(fēng)縮短了慢風(fēng)時間，可使高爐在短時間內(nèi)達到全風(fēng)操作。不僅能減少熱量和產(chǎn)量的損失，還能減少爐溫的波動，逐漸穩(wěn)定爐況。同時因休風(fēng)時間短，料線相對于休風(fēng)長講來比較容易趕料，使?fàn)t料分布基本保持正常狀態(tài)，有利于改善高爐軟熔帶以上料柱的透氣性，利于高爐盡快恢復(fù)正常的煤氣流分布，利于料面快速恢復(fù)休風(fēng)前的狀態(tài)。

3.2 短期休風(fēng)快速恢復(fù)操作技術(shù)及要求

（1）要想短期休風(fēng)快速恢復(fù)，短期休風(fēng)前高爐爐況必須穩(wěn)定順行，爐缸活躍渣鐵物理和化學(xué)熱量充沛，渣鐵流動性好,鐵水溫度在1500℃以上。否則不宜采用此方法。柳鋼1#B高在1510度以上，硅0.55以上，硫磺0.020～0.025之間。休風(fēng)前如果存在有漏水中小套，休風(fēng)前適當(dāng)再提高爐溫（硅0.65以上），還可以根據(jù)情況加一批凈焦單環(huán)布在邊沿利于送風(fēng)后高爐加風(fēng)補充熱量，通知配管工時根據(jù)風(fēng)壓適當(dāng)控水盡量減小漏水對高爐恢復(fù)的影響。

（2）三班統(tǒng)一操作，精細化高要求。為了降低休慢風(fēng)率，時刻關(guān)注生產(chǎn)動態(tài)以及高爐抗波動能力。針對原燃料質(zhì)量差爐況異常，高爐穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)風(fēng)壓突起，要求高爐值班工長三班統(tǒng)一操作；“接好上班操作好本班，交好下班”精細操作，包括風(fēng)溫使用，富氧，加風(fēng)等都要非常慎重，如遇風(fēng)壓突起，及時減風(fēng)控制，確保休風(fēng)前后懸料。每天開好班前會，加強對設(shè)備的點檢和維護，減小因設(shè)備故障造成高爐休慢風(fēng)率。加強爐前的出鐵管理提高爐前各項指標(biāo)及時出盡渣鐵，針對高爐后期進行技術(shù)改造，如：利用修高爐檢修的機會，提高鐵口角度，東西面鐵口角度由11.6°提至13.5°，通過提高鐵口角度后出鐵時間約70min左右，每班開鐵口次數(shù)明顯減小，減少了爐前工的勞動強度。

（3）降低休風(fēng)率方面技術(shù)改進。①制作高效更換風(fēng)口中小套和吹管的工具，（如：圖1、圖2）避免了以前的人工緩慢拉動前進，節(jié)約了時間和爐前工的勞動強度。②小套中套拉鉤改造，中間加圓形擋板，可以在拉中小套過程用重錘平衡沖擊向前避免人工多次打擊拉鉤前端力度不夠，從而縮短的掛鉤時間。③做好更換吹管和中小套的準(zhǔn)備工作。休風(fēng)前提前檢查電動葫蘆和拉鉤以及裝吹管的和小套的車子是否正常，發(fā)現(xiàn)異常不能正常使用及時通知有關(guān)維修單位維修，保證風(fēng)口平臺所有工具正常使用。優(yōu)化休風(fēng)前準(zhǔn)備工作：高爐減風(fēng)到0.050時通知爐前穿戴好勞保用品卸吹管拉桿和打松吹管插銷（留前端2個～3個插銷待休下風(fēng)再卸）；通知氧割工提前接一套氧割設(shè)備以便遇到需要氧割配合時及時氧割。通知電工和維修工在現(xiàn)場隨時待命，以便爐前在更換過程中需要該工種時及時配合。吹管石棉墊和鋼墊以及卸下的插銷和螺桿等有損壞的提前準(zhǔn)備新的備好。中小套的拉缸提前準(zhǔn)備潤滑油。

圖1 高爐短期休風(fēng)操作圖

（4）休風(fēng)前做好準(zhǔn)備工作，杜絕出不盡渣鐵帶鐵堵口的現(xiàn)象。每一爐鐵及時出盡渣鐵，盡可能縮短休風(fēng)低壓時間。柳鋼1#B高爐經(jīng)過多年的總結(jié)，休風(fēng)前做好準(zhǔn)備工作，優(yōu)化更換方式和方法以及更換風(fēng)口的工具的應(yīng)用（如：圖2和圖3），換小套的時間逐漸縮短，由原來的120min減少到80min,目前多次在60min之內(nèi)，從高爐休風(fēng)到送風(fēng)40min就保質(zhì)保量完成更換漏水小套的任務(wù)。更換小套工具的改正。

圖2 更換風(fēng)口小套工具車

圖3 更換風(fēng)口吹管工具車

（5）休風(fēng)操作。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)，休風(fēng)低壓時間每減小一分鐘，恢復(fù)時間可縮短2min，所以高爐值班工長要在安全及時出盡渣鐵情況下，要盡量縮短休風(fēng)時間。根據(jù)休風(fēng)時間長短參考煉鐵廠休風(fēng)管理加焦模式，利于快速送風(fēng)后渣鐵物理熱和化學(xué)熱充沛。當(dāng)一個鐵口渣鐵流逐漸變大，并估算出爐內(nèi)理論鐵量（出鐵30min左右）開另外一個鐵口，實現(xiàn)兩鐵口同時出鐵。一邊鐵口大噴時，第一次減風(fēng)至正常風(fēng)量80%，調(diào)節(jié)頂壓使其對應(yīng)（頂壓為風(fēng)壓的0.5倍，）停氧停煤操作，視料線情況布料。待鐵口二次來起噴后，估計渣鐵已經(jīng)出干凈再次快速拉風(fēng)或通知風(fēng)機房快速減風(fēng)壓力至0.50Mpa，爐頂壓力快速變常壓。此時渣鐵流（以渣流為主）明顯變小，鐵口開始噴煤火時渣鐵出凈，全面檢查風(fēng)口，風(fēng)口無異常以及堆焦高爐通知相關(guān)部門進行休風(fēng)操作。

（6）復(fù)風(fēng)操作。柳鋼1250m3高爐送風(fēng)快速引煤氣后，視頂溫和走料以及高爐冶煉參數(shù)是否對稱情況，如果多項參數(shù)相適應(yīng)。①第一次快速加風(fēng)到2800m3/min（全風(fēng)量時風(fēng)量3500*0.8=2800），觀察約2批料的時間，期間風(fēng)壓平穩(wěn)均勻走料順暢，透氣性好（透氣性大于13.5萬以上），壓差不大于全壓差的0.135*80%=108（Kpa），相對應(yīng)的頂壓調(diào)節(jié)值（約為熱風(fēng)壓力的0.6倍）。加風(fēng)到位后觀察風(fēng)口判斷爐溫趨勢，做好爐溫趨勢的判斷，結(jié)合各冶煉參數(shù)如：料線、渣鐵物理化學(xué)熱充沛等情況繼續(xù)第二次加風(fēng)。②第二次加風(fēng)幅度不能過大，視料速和爐溫趨勢采取相對應(yīng)操作。小量多次加風(fēng)的方式（約為0.005MPa）逐步加至正常風(fēng)量，爐頂壓力相應(yīng)提高到正常冶煉水平。加風(fēng)過程中當(dāng)風(fēng)量的80%以上時及時噴煤和富氧以便利于理論燃燒溫度的提高從而使煤粉充分燃燒發(fā)熱。③初次富氧量為2000m3/h（約休風(fēng)前正常冶煉時的富氧量的30%）。視走料情況以及噴煤量的結(jié)合理論燃燒溫度和爐溫趨勢，逐步恢復(fù)氧量至正常水平。④噴煤的操作。第一次風(fēng)壓加至全風(fēng)壓的80%要及時恢復(fù)噴煤的操作。嚴格控制煤比過高（初期煤比高未燃燒的煤粉會惡化透氣性影響高爐順行），一般按煤比全風(fēng)時煤比的0.7左右調(diào)節(jié)，全風(fēng)時煤比160*0.7=110左右調(diào)節(jié)，風(fēng)量加至90%時后，噴煤量視爐溫趨勢和料速逐步增加正常水平。

（7）快速復(fù)風(fēng)注意事項。①送風(fēng)初期適當(dāng)用低一點的風(fēng)溫，一般比正常休風(fēng)平均風(fēng)溫低50℃～100℃左右，利于高爐接收風(fēng)量以及加風(fēng)操作。②送風(fēng)初期不急于布料和提高頂壓，視爐頂溫度逐步提高（一般頂溫升至250℃左右）開始布料。③視爐況順行風(fēng)壓平穩(wěn)等各冶煉參數(shù)綜合判斷，料快可以適當(dāng)擴批重反至料慢適當(dāng)縮批重，把每小時料數(shù)控制在休風(fēng)前正常冶煉料速水平（約8批/h,料快適當(dāng)可擴批重或料慢可以減小批重），料速穩(wěn)定對氣流發(fā)熱調(diào)節(jié)有利，調(diào)節(jié)過程中力爭不虧料或保持料速穩(wěn)定。在趕料過程中注意加風(fēng)的幅度與節(jié)奏，批重要與料速相對應(yīng)。③送風(fēng)初期視料線深度按規(guī)定調(diào)整布料角度，當(dāng)趕上料線后，布料角度可以與休風(fēng)前相比小，利于發(fā)展邊緣氣流以及恢復(fù)風(fēng)量待一個冶煉周期后視情況恢復(fù)角度。

圖4 高爐加壓時作業(yè)流程圖

4 效果分析

（1）新老操作技術(shù)復(fù)風(fēng)前后鐵水含（Si、S）以及物理熱情況對比。

表2 傳統(tǒng)操作與目前操作后鐵水含（Si、S）以及物理熱情況對

（2）新老操作技術(shù)復(fù)風(fēng)后風(fēng)量情況對比。

圖5 送風(fēng)過程風(fēng)量與時間的對應(yīng)關(guān)系

5 存在問題及改進措施

（1）由于焦炭質(zhì)量波動較大，如焦炭質(zhì)量差時實施快速恢復(fù)技術(shù)可能導(dǎo)致復(fù)風(fēng)后爐溫低下的情況。

（2）實施快速恢復(fù)技術(shù)必須以休風(fēng)前爐況正常為前提。如休風(fēng)前爐況不順，風(fēng)壓波動大，渣鐵未出盡時要注意。

6 推廣應(yīng)用情況

2020年5月份以來高爐短期休風(fēng)快速恢復(fù)技術(shù)在1250M高爐已多次成功實施。與前期高爐恢復(fù)送風(fēng)到高爐恢復(fù)全部有關(guān)參數(shù)相比，爐況恢復(fù)時間縮短了60分鐘左右，起到比較好降焦增產(chǎn)的效果。

7 效益分析

7.1 直接經(jīng)濟效益。

據(jù)統(tǒng)計：本廠2020年噸鐵效益160元/tFe，焦炭價格：約1800元/tFe。

2020年1#B高爐日均產(chǎn)量約3850t，每次休風(fēng)節(jié)約2t焦炭，每月2次短期休風(fēng)每次休風(fēng)提前1h恢復(fù)有關(guān)參數(shù)，噸焦價格按1800元、噸鐵利潤按200元計。

增產(chǎn)效益：3850×1÷24×2×12×200=7.7（萬元/年）；降焦效益：2×2×12×1800=8.64（萬元/年）；可產(chǎn)生年效益：7.7+8.64=16.34（萬元/ 年）。

7.2 間接效益

短期休風(fēng)快速恢復(fù)技術(shù)的實施，降低了高爐休慢風(fēng)率有利于合理操作爐型的維護，有利于冶煉各參數(shù)的優(yōu)化，有利于保持高爐穩(wěn)定順行生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合格生鐵。

8 結(jié)語

柳鋼1250m3高爐短期休風(fēng)快速恢復(fù)技術(shù)的成功應(yīng)用對其他同類型高爐和該高爐長期休風(fēng)的爐況恢復(fù)也具有一定的指導(dǎo)意義。