津西2 000 m3高爐燜爐和復(fù)風(fēng)操作實(shí)踐

趙建宇 李建偉

1.前言

津西股份2號高爐有效容積2000m3，高徑比2.522，屬于矮胖型高爐。設(shè)計(jì)有三個(gè)鐵口成“Y”型布置，30個(gè)風(fēng)口。為積極響應(yīng)國家環(huán)保號召，于2021年3月14日滿料燜爐。因公司前期燒結(jié)工序“去限產(chǎn)”，燒結(jié)產(chǎn)能不能滿足高爐需要，只能配加部分落地礦?？紤]到落地礦性能相對較差，專門制定了嚴(yán)謹(jǐn)復(fù)風(fēng)準(zhǔn)備工作和一系列技術(shù)方案，以保證復(fù)產(chǎn)后快速全風(fēng)。本次 高爐因環(huán)保限產(chǎn)共計(jì)休風(fēng)17天54分鐘，于4月1日0：42送風(fēng)，32分鐘后引氣，4月3日9：00全風(fēng)操作。

2.燜爐操作

2.1 燜爐前期準(zhǔn)備工作

科學(xué)選擇燜爐配料參數(shù)是高爐順利復(fù)風(fēng)達(dá)產(chǎn)的核心。本次燜爐配料的原則是確保爐內(nèi)充分升溫，爐缸能儲(chǔ)存足夠的熱量，確保渣鐵有充足的物理熱及良好的流動(dòng)性。為此，燜爐料由凈焦+負(fù)荷料組成，并分多段陸續(xù)交替加入，保證了復(fù)風(fēng)后爐缸熱量充足、爐料透液性及透氣性良好。最終設(shè)定燜爐全焦比1.4t/t, 預(yù)定鐵水含硅1.5%，渣堿度R2=0.9%，噸鐵渣比438.2kg。另外，為確保復(fù)風(fēng)后生成的爐渣在低溫具有良好的流動(dòng)性，燜爐料按設(shè)定鐵中錳含量為0.99%，渣中CaF2含量3%，配加螢石、錳礦以降低爐渣黏度；利用硅石控制爐渣Al2O3在16%以下，并配加白云石提高爐渣MgO含量，改善爐渣流動(dòng)性。其中負(fù)荷料降低球團(tuán)礦配比至7%，減少了鈦負(fù)荷，有利于促進(jìn)渣鐵流動(dòng)性。見表1。

表1 燜爐料的組成 kg

2.2 休風(fēng)操作

合理的燜爐料是高爐復(fù)產(chǎn)后能否快速順產(chǎn)達(dá)產(chǎn)的關(guān)鍵。高爐于3月14日6:00開始，小時(shí)煤量由43噸逐步降低至25噸，16:30開始下燜爐料，逐步降低爐渣堿度，爐溫由0.3%提至0.8%，鐵水物理熱1500℃～1530℃，最后一次1號鐵口適當(dāng)提高鐵口角度、大噴鐵口，出凈爐內(nèi)渣鐵。停爐前爐況順行，爐溫符合燜爐預(yù)定值，渣鐵流動(dòng)性良好。3月14日23:48分休風(fēng)停產(chǎn)燜爐。

2.3 密封工作

燜爐的目的是為了最大限度保證爐缸溫度，減少高爐熱損失，并為后續(xù)高爐爐況順行提供有力保障。津西股份2號高爐本著“只有封好爐，才能開好爐”的原則，嚴(yán)密組織封爐工作。主要采取的措施：

（1）上部密封：為了有效做好爐頂密封工作，隔斷空氣與爐料的接觸，故爐頂采取蓋水渣封爐，總計(jì)加水渣約43噸。布完水渣后料面無明顯火焰，爐頂溫度控制在45℃以下，此時(shí)料線為1.3米。

（2）中部密封：適當(dāng)降低冷卻強(qiáng)度，休風(fēng)停爐5小時(shí)后工業(yè)水循環(huán)泵停泵1臺(tái)（共2臺(tái)），停爐7小時(shí)后軟水循環(huán)泵停泵1臺(tái)（共2臺(tái)），冷卻壁軟水流量在3200m3左右（每區(qū)800m3），停爐4天降至2400m3（每區(qū)600m3），一周降至1600m3（每區(qū)400m3）。

（3）下部密封：休風(fēng)后迅速卸下吹管，每個(gè)風(fēng)口堵泥量10cm后放入切割好的耐火磚，然后堵滿小套，并在大套與小套之間填滿河沙，外部用耐火磚砌筑放上有水炮泥，炮泥表面涂抹黃油，確保密封效果。

3.開爐操作

3.1 復(fù)風(fēng)前準(zhǔn)備工作

3.1.1 設(shè)備及能源介質(zhì)方面

高爐送風(fēng)前必須進(jìn)行充分的設(shè)備調(diào)試、試車和各種能源介質(zhì)的再確認(rèn)，以及高爐送風(fēng)前工藝和生產(chǎn)組織方面必要的準(zhǔn)備工作，以確保高爐送風(fēng)后各系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常和生產(chǎn)組織系統(tǒng)流暢，為高爐盡早恢復(fù)提供保障。送風(fēng)前要對槽下上料及爐頂系統(tǒng)、爐前設(shè)備、冷卻系統(tǒng)、渣處理系統(tǒng)、爐頂?shù)獨(dú)饧盃t頂灑水裝置、重力除塵器、熱風(fēng)爐及干法除塵系統(tǒng)、噴煤系統(tǒng)、自動(dòng)化、儀表系統(tǒng)、能源介質(zhì)9個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)。

3.1.2 送風(fēng)風(fēng)口的確定

本次開爐選定2號鐵口出鐵（2號鐵口方向備有干渣坑），因此確定送風(fēng)風(fēng)口為2號鐵口上方及周邊15個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口號為5號～19號，送風(fēng)面積占全風(fēng)口面積的50%。送風(fēng)風(fēng)口清凈中小套內(nèi)凝結(jié)渣鐵，向下挖至全是燃燒焦炭，其標(biāo)準(zhǔn)是打開氧槍的氧氣、壓縮空氣后，鐵口上方風(fēng)口前焦炭逐漸暗紅，說明該鐵口與上部風(fēng)口通暢。未送風(fēng)風(fēng)口用磚堵好，外面再用有水炮泥堵上，確保送風(fēng)后不能自動(dòng)吹開。

3.1.3 鐵口埋氧槍

考慮到2號高爐燜爐時(shí)間較長，爐缸溫度低，冷凝渣鐵流不動(dòng)或流動(dòng)性差，難以排出的問題，采取了埋氧槍開爐，氧槍提前20小時(shí)埋入鐵口持續(xù)吹氧燃燒，提高爐缸溫度，使?fàn)t缸內(nèi)冷凝的渣鐵熔化，加速形成爐缸渣鐵，使其盡快從鐵口排出。

3.2 復(fù)風(fēng)操作

3.2.1 第一階段，高爐復(fù)風(fēng)—穩(wěn)步恢復(fù)階段

第一階段高爐操作。4月1日0:42分開始送風(fēng)，風(fēng)壓80kpa,風(fēng)量2160m3/min，風(fēng)溫630℃，送風(fēng)初始料線2.08 m，5號-19號共計(jì)15個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，送風(fēng)總面積0.1641m2（燜爐料線1.4，證明密封效果較好）。根據(jù)開爐方案，2號鐵口出鐵。

開爐料配加使用高堿度燒結(jié)礦/球團(tuán)/塊，比例為85%:7%:5%，減少了入爐料鈦含量，并分批加入硅石、螢石及錳礦，目的是降低爐渣粘度，改善渣鐵流動(dòng)性，有利于鐵水在爐內(nèi)滲透和順利排出。復(fù)風(fēng)后補(bǔ)凈焦2批，既補(bǔ)充熱量又增加爐料透氣性，1:15高爐引煤氣成功。2:25出第一爐渣鐵(約5噸左右)。見表2。

表2 出鐵時(shí)間及渣鐵成分 %

5:10分開始捅風(fēng)口、加風(fēng)，16:00-18:00期間，因爐前出鐵不及時(shí)和爐溫、堿度上行趨勢，造成高爐透氣性及透液性惡化，此時(shí)18號19號風(fēng)口涌入部分渣鐵。為把事故降到最小，高爐逐步由280kpa減風(fēng)180kpa。4月2日6:00，爐溫下降2.18%，爐內(nèi)渣鐵大量排出，氣流逐步穩(wěn)定，高爐逐步加風(fēng)至283kpa,14:40分風(fēng)壓285kpa，高爐開始噴煤。見表3。

表3 高爐加風(fēng)情況

3.2.2 第二階段 高爐噴煤—全風(fēng)、全風(fēng)口階段

第二階段高爐操作。4 月2 日1 4:4 0 分風(fēng)壓285kpa，高爐風(fēng)壓加至全風(fēng)的70%，開始噴煤，初始噴煤量10t/h，16:00開始富氧3000m3/h，此時(shí)送分風(fēng)口占全風(fēng)的80%。 4月3日9點(diǎn)風(fēng)壓410kpa，高爐全風(fēng)操作，歷時(shí)56小時(shí)18分。見表4。

表4 捅風(fēng)口情況

3.3.3 第三階段 強(qiáng)化冶煉階段達(dá)產(chǎn)

4月3日全風(fēng)后，高爐提高熱風(fēng)溫度至1200℃、富氧量10000m3/ h，增加小時(shí)噴煤量至32噸，調(diào)整焦炭負(fù)荷至4.5 t/t。4月4日高爐日產(chǎn)鐵6082噸（復(fù)風(fēng)第4天），利用系數(shù)3.04t/m3.d,焦比降至330kg/t，爐溫穩(wěn)定在0.35%～0.4%水平。見表5。

表5 高爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo) kg/t

（1）熱制度的調(diào)整：高爐在保持鐵水物理熱1500℃基礎(chǔ)上，以降硅不降熱為原則，穩(wěn)步降低鐵水含硅在0.35%～0.40%水平；隨著噴煤量逐漸增加，熱風(fēng)溫度控制在1200℃；增加焦炭負(fù)荷，由全焦負(fù)荷2.58t/t調(diào)整至噴煤負(fù)荷4.5t/t。

（2）造渣制度的調(diào)整：根據(jù)生鐵含硫和爐渣成分實(shí)際情況，逐步取消硅石、螢石等配料，爐渣堿度由1.0%調(diào)整至1.2±0.03%；渣中鎂鋁比控制在0.55%左右，在保證爐渣良好流動(dòng)性前提下，同時(shí)也有利于高爐燃料消耗的降低。

（3）裝料制度的調(diào)整：隨著高爐風(fēng)口、風(fēng)壓、風(fēng)量的逐漸增加，礦批由45t 調(diào)整至66t；逐步增加焦、礦最大角度，布料角度由負(fù)3度調(diào)整至正1.2度，加重邊緣氣流同時(shí)中心加焦發(fā)展中心氣流，保持兩股氣流順暢，煤氣利用率達(dá)49.0%。

4.燜爐及開爐評價(jià)

4.1 不足之處

（1）爐前組織不嚴(yán)謹(jǐn)，人員安排不合理，延誤出鐵時(shí)間，未按規(guī)定時(shí)間出凈渣鐵。

（2）4.1日后期，因加負(fù)荷過慢，生鐵含硅3.47%、爐渣堿度1.39%、渣鐵粘度大、滲透性不好，導(dǎo)致渣鐵流動(dòng)性差，甚至18號19號兩個(gè)風(fēng)口出現(xiàn)涌渣、灌渣現(xiàn)象，影響了后續(xù)噴煤。

（3）選擇單側(cè)開風(fēng)口送風(fēng)，料面偏尺嚴(yán)重，局部時(shí)有氣流出現(xiàn)，可以考慮2號3號鐵口上側(cè)對稱開風(fēng)口。

4.2 成功之處

（1）本次燜爐期間料尺僅下降60cm，說明采用爐頂蓋水渣燜爐及快速堵風(fēng)口等密封措施取得了良好效果。

（2）因復(fù)風(fēng)前3個(gè)鐵口使用氧槍伸入鐵口內(nèi)，加熱爐缸，盡可能熔化爐缸內(nèi)冷凝的渣鐵從鐵口排出，使鐵口和風(fēng)口保持暢通，縮短高爐開爐和爐況恢復(fù)時(shí)間，為第一爐鐵順利排出奠定基礎(chǔ)。

（3）開爐前對爐前設(shè)備、卷揚(yáng)設(shè)備、熱風(fēng)設(shè)備進(jìn)行試車確認(rèn)，沒有因設(shè)備故障延誤爐內(nèi)加風(fēng)及爐前出鐵。

5.結(jié)論

（1）高爐封爐是關(guān)鍵。必須遵循“只有封好爐，才能開好爐”的原則，封爐后，爐頂溫度控制在45℃以下。

（2）長期燜爐復(fù)風(fēng)前必須保證送風(fēng)口與鐵口貫通，形成“三通”狀態(tài)。

（3）長期燜爐復(fù)風(fēng)后，熱制度與造渣制度 匹配尤為重要。本次開爐，當(dāng)爐溫在1.0%、爐渣堿度在1.18%的范圍，最適宜高爐加風(fēng)。

（4）合理安排爐前人員，工作配合到位，保證及時(shí)出凈渣鐵。

（5）燜爐前天降低高爐噴煤量，減輕焦炭負(fù)荷，增大爐料焦礦比例，提高爐料透氣性，為開爐工作提供有利條件。