本鋼北營新2號高爐快速休復(fù)風(fēng)操作實踐

鄭 文 于明潔 曾 旺 寇明銀

本鋼北營新2號高爐2014年7月26日建成投產(chǎn)，2019年7月5日停爐進(jìn)行爐缸耐材澆筑，8月28日順利開爐。2019年1-5月，焦炭價格隨著鋼材市場的好轉(zhuǎn)而持續(xù)上升，新2號高爐平均入爐焦比高達(dá)393㎏/tFe（含焦丁比），給企業(yè)生產(chǎn)成本帶來極大的壓力。為此，北營煉鐵廠準(zhǔn)備通過建立合理的操作制度，對新2號高爐入爐焦比進(jìn)行攻關(guān)，以降低入爐焦比和生鐵成本。根據(jù)統(tǒng)計，全國同類型先進(jìn)高爐入爐焦比360kg/tFe左右，新2號高爐的歷史最好水平為378kg/tFe，參照先進(jìn)水平，結(jié)合北營大高爐現(xiàn)有原燃料條件及設(shè)備和技術(shù)水平，本鋼將入爐焦比控制目標(biāo)設(shè)定在370 kg/tFe以下。

實施“降低北營新2爐入爐焦比攻關(guān)”后，圍繞項目既定的內(nèi)容開展工作，研究并優(yōu)化高爐的4大操作制度，選擇合理的布料矩陣、選擇適宜的送風(fēng)制度、控制好爐內(nèi)的熱制度、確定好合適的造渣制度、建立好爐前出渣出鐵制度和原燃料管理制度，并逐步增加礦石批重，提高煤氣利用率；適當(dāng)提高產(chǎn)量，降低燃料消耗；合理控制好爐內(nèi)邊緣、中心氣流的發(fā)展程度，在爐況穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上達(dá)到降低入爐焦比的目的。新2號高爐于12月17日8:00至12月18日1:46，計劃檢修17小時46分鐘。以往新2號高爐休風(fēng)爐內(nèi)總焦比在450kg/tFe以上，而這次休風(fēng)前的焦比較低，故選擇低焦比復(fù)風(fēng)。

1.休風(fēng)前狀態(tài)

本鋼北營新2號高爐休風(fēng)前風(fēng)量5600m3/min～5650m3/min，風(fēng)壓407KPa～411KPa，參數(shù)匹配，煤氣利用穩(wěn)定在47.1%～47.4% 之間，爐溫穩(wěn)定，爐缸熱量充沛。期間12日、13日，因噴吹煙煤配比波動，燃料比波動10～15公斤，造成爐內(nèi)參數(shù)上限運行，未引起爐況波動，至檢修前爐況基本平穩(wěn)順行。同時，根據(jù)氣流變化及爐況順行程度，于12月16日將中心焦圈數(shù)由2.5圈調(diào)整至3圈，在保證煤氣流合理分布[1,2]的同時，為計劃檢修、促進(jìn)爐況順行，打下了良好的基礎(chǔ)。

1.1 休風(fēng)料單

休風(fēng)料主要是根據(jù)休風(fēng)時長、凈焦的加入量以及休風(fēng)后爐料的焦炭負(fù)荷率進(jìn)行配加，以確保爐況穩(wěn)定，熱量充沛。同時要求休風(fēng)料的集中焦盡量到達(dá)爐腰上部，這樣可以保證復(fù)風(fēng)時及時補(bǔ)充爐缸所需要的熱量，熔化爐缸中的冷渣鐵，改善下部料柱的透氣性，利于復(fù)風(fēng)后爐況的快速恢復(fù)[3]。

12月17日5:29集中加焦入爐，本次休風(fēng)料的集中焦位置在爐身中部（爐腰上6米處）。休風(fēng)料全爐焦比416kg/tFe，比上次休風(fēng)料低24 kg/tFe。

1.2 出渣鐵組織

4:40開倒數(shù)第二次鐵口，6:30開末次鐵口，重疊32分鐘，6:50鐵口噴吹，6:52開始減風(fēng)，末次鐵爐溫0.605%、物理熱1511℃。

1.3 參數(shù)調(diào)整

休風(fēng)前風(fēng)量5600m3/min，參數(shù)對稱，平穩(wěn)順行。

6:52開始減風(fēng)，4:40減氧至170m3/min；6:50停氧，停煤、停TRT，切煤氣；8:00休風(fēng)。減風(fēng)和停煤粉停富氧操作應(yīng)該盡量保持一致，確保爐內(nèi)殘余煤粉的充分燃燒。休風(fēng)減風(fēng)過程中，因放風(fēng)閥調(diào)節(jié)不靈敏，減風(fēng)指示沒有自動停止，造成減風(fēng)過度又回風(fēng)（放風(fēng)至0，風(fēng)壓158KPa），給休、復(fù)風(fēng)操作增加了難度。

2.休風(fēng)期間工作

2.1 更換布料溜槽

由于休風(fēng)前使用的溜槽已超期運行，本次休風(fēng)更換了布料溜槽。

2.2 溜槽α 角度的校對

新、舊溜槽角度差別不大，碼盤值及測量值均略大于設(shè)定值，尤其是角度大于37.5°后差值逐漸增大。見表1、表2。

表1 原溜槽角度測量

表2 新溜槽角度測量

2.3 10 段冷卻壁132 號水管處理

11月7日，因10段壁體溫度頻繁波動，造成10段132號水管漏水。為避免向爐內(nèi)大量漏水影響爐況[4]，利用此次休風(fēng)機(jī)會，對132號水管進(jìn)行穿管修復(fù)。用穿管灌漿高壓水冷卻，既保證了不向爐內(nèi)漏水，又保證了冷卻效果。

2.4 風(fēng)口調(diào)整

休風(fēng)調(diào)整風(fēng)口面積、風(fēng)口長度、調(diào)整匯總。因風(fēng)口面積變化不大，風(fēng)口長度均調(diào)整為640mm，促使初始煤氣流分布合理[5]。

2.5 爐缸鐵口區(qū)域壓漿

為減少爐缸串煤氣對鐵口及爐缸溫度的影響[6,7]，本次休風(fēng)進(jìn)行爐缸壓漿工作。爐缸壓漿值班室全程跟蹤記錄灌漿孔開孔位置、壓漿時間、壓漿壓力、壓入料數(shù)量。

壓漿孔共計26個，均位于各鐵口兩側(cè)，其中3場鐵口脖上方新開孔2個，其余均為原有孔，每次壓入時間在20～40秒后反泵，實際壓入效果不明顯。

3.復(fù)風(fēng)操作

3.1 爐內(nèi)操作

2020年12月18日1：46，堵2號、10號、18號、26號風(fēng)口送風(fēng)[4,8,9,10]。休風(fēng)后堵風(fēng)口送風(fēng)有利于加快風(fēng)的速度，特別是有利于送風(fēng)初期的加風(fēng)，縮短吹透中心的時間，抑制送風(fēng)初期煤氣流向邊緣發(fā)展，同時減少因爐墻渣皮脫落導(dǎo)致爐內(nèi)憋風(fēng)。初期風(fēng)量1500m3/min，頂壓19kpa，引煤氣，逐步加風(fēng)至3200m3/min，頂壓57kpa，風(fēng)壓184kpa。由于參數(shù)不匹配，下料不順暢，被迫控制風(fēng)量2550m3/min穩(wěn)定風(fēng)壓，穩(wěn)氣流，直至18日5：30，壓量關(guān)系合理，料速與風(fēng)量相適應(yīng)開始逐步加大用風(fēng)量。8:52捅開2號、18號風(fēng)口。10:30捅開26號風(fēng)口，14:42捅開10號風(fēng)口。10:36高爐開始富氧，至18日14：43，恢復(fù)全風(fēng)、全氧、全風(fēng)口。

中期4:00加料送風(fēng)時，由于加料不順暢，被迫降低風(fēng)量風(fēng)壓，延長了復(fù)風(fēng)時間。究其原因，一方面是捅風(fēng)口和加風(fēng)控制[11]不好。送風(fēng)前應(yīng)先按風(fēng)壓控制風(fēng)量，保持一個良好的壓差，同時一般當(dāng)風(fēng)量達(dá)到60%時，應(yīng)打開第一風(fēng)口，而此次打開風(fēng)口的時間、送風(fēng)量以及噴吹煤氣時間有不一致。另一方面，是初始加料礦批過大。在復(fù)風(fēng)初期應(yīng)礦批應(yīng)該保持較正常小1t～2t。

3.2 爐前操作

休風(fēng)前應(yīng)該注意優(yōu)化鐵前工作，及時排除渣鐵，避免高爐復(fù)風(fēng)后形成爐缸透氣性和透液性差的情況。

4:05開鐵口出鐵，爐渣堿度適中，渣鐵流動性較好，生鐵含硅量1.78%，后期才逐步下行至0.55%。分析原因：首先是煤氣利用率恢復(fù)慢。其次是休風(fēng)熱量損失大，恢復(fù)較慢[12,13]。

3.3 高爐強(qiáng)化冶煉

自18日14:43分起，高爐基本達(dá)到全風(fēng)、全氧，各參數(shù)在合理范圍內(nèi)，逐步強(qiáng)化冶煉，至19日，產(chǎn)量達(dá)到8000t，各項指標(biāo)基本恢復(fù)至休風(fēng)前水平，期間對各參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。

3.3.1負(fù)荷及料制調(diào)整

主要手段一方面是提高礦批，增加入爐熟料比，以提高生產(chǎn)指標(biāo)。有研究認(rèn)為[14]，每提高1%的熟料率，可降低焦比1.2kg/t、增產(chǎn)0.3%左右；另一方面是微調(diào)布料矩陣，提高高爐內(nèi)部的透氣、透液性。

復(fù)風(fēng)強(qiáng)化后，物理熱上升明顯且迅速。渣鐵物理熱的提高，一方面需要充足的爐溫及合適爐渣堿度，另一方面需要大量渣鐵的生成及流出，將冷渣鐵逐漸排除爐外，物理熱才能逐步提高[15]。同時，本次強(qiáng)化冶煉僅僅調(diào)整了爐料負(fù)荷，目的是為檢驗復(fù)風(fēng)后高爐的冶煉性能，以便在下一步強(qiáng)化冶煉中，做到“源頭”、“過程”和“末端”的綜合調(diào)整。如加強(qiáng)精料管理，包括爐料粒度、組成和配比等[16]；選擇上下部操作調(diào)劑相結(jié)合，上穩(wěn)下活；做好爐前渣鐵排放，及時將渣鐵排放出來，保持爐況的穩(wěn)定順行。這些才是高爐強(qiáng)化冶煉的基礎(chǔ)。

3.3.2設(shè)備影響

19日0:03-1:02，因主皮帶2號電機(jī)減速機(jī)軸承碎，無法上料，風(fēng)量5600m3/min～2000m3/min，空尺4.5米，嚴(yán)重影響氣流分布及強(qiáng)化冶煉。因此對溜槽角度進(jìn)行調(diào)整，對溜槽做了更換。見表3。

表3 休風(fēng)前后布料角度對比

4.結(jié)語

此次復(fù)風(fēng)恢復(fù)，在13個小時達(dá)到了全風(fēng)水平。復(fù)風(fēng)初期由于參數(shù)不匹配、上風(fēng)困難，造成爐況反復(fù)。原因主要有：

（1）休風(fēng)期間放風(fēng)閥失靈，造成減風(fēng)過度，破壞了原有氣流通路，使煤氣利用率始終在48%的上限區(qū)域運行，導(dǎo)致爐溫居高不下，高爐最高片樣爐溫達(dá)到1.78%，致使高爐操作參數(shù)一段時間偏緊，出現(xiàn)反復(fù)。

（2）休風(fēng)前在爐溫上，爐缸熱量充足；且輕負(fù)荷料的下達(dá)，使煤氣利用率變差，減氧減煤時間有偏差，造成未燃煤粉增加，惡化了料柱透氣性。

3）設(shè)備維護(hù)偏差造成空尺較深，延緩了爐況進(jìn)一步強(qiáng)化。今后，對所有崗位、所有設(shè)備應(yīng)提前進(jìn)行試車，確保生產(chǎn)正常使用。生產(chǎn)中，在設(shè)備出現(xiàn)問題后，應(yīng)采取有效措施積極解決，不等不靠，把影響降到最低。

（4）在后期強(qiáng)化階段，要避免迫于產(chǎn)量壓力，操之過急的情況。