葛慧超¹，陳紅升²

（1日照市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，山東 日照 276826；2 日照鋼鐵有限公司，山東 日照 276806）

摘 要：對(duì)矮胖型小高爐開爐快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)分析，合理的開爐料填充是開爐的關(guān)鍵，對(duì)于矮胖型高爐要疏通邊緣氣流的同時(shí)，更要疏通中心氣流。通過合理的填充開爐料和進(jìn)行高爐快速開爐技術(shù)，開爐 6 d 利用系數(shù)達(dá) 3.36 t/（m³·d），實(shí)現(xiàn)了開爐快速達(dá)產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：高爐；矮胖型；開爐；爐料；氣流

1  前 言

高爐開爐在安全的基礎(chǔ)上追求快速達(dá)產(chǎn)達(dá)效。近些年，日鋼對(duì)傳統(tǒng)中小高爐進(jìn)行了擴(kuò)容改造，在充分利用原高爐框架的基礎(chǔ)上，采用磚壁合一薄內(nèi)襯爐型、降低爐腹角等設(shè)計(jì)，以達(dá)到改造擴(kuò)容的目的。改造后的高爐爐型為矮胖型，日鋼對(duì)改造后高爐的開爐及操作積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。4# 高爐于 2014年 8 月 21 日 19：58 點(diǎn)火送風(fēng)，次日 6：58 出第一爐鐵，27日產(chǎn)鐵2 523.4 t，初步達(dá)到3.36 t/（m³·d）的設(shè)計(jì)利用系數(shù)。因準(zhǔn)備充分，組織得當(dāng)，開爐期間總體爐況穩(wěn)定順行。

2 開爐實(shí)踐

2.1 高爐設(shè)計(jì)參數(shù)

4# 高爐第三代爐齡為薄壁矮胖爐型，設(shè)計(jì)爐容750 m³，在第二代530 m³ 厚壁瘦高爐型的基礎(chǔ)上擴(kuò)容改造而來(lái)，高爐設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

改造后的高爐爐腹角由81.12°降至73.94°，相應(yīng)高徑比由 3.12 降為 2.494，由高瘦型改造為矮胖型。

2.2 開爐前準(zhǔn)備工作

2.2.1 設(shè)備調(diào)試

高爐開爐要求所有機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、控制設(shè)備高度可靠，實(shí)現(xiàn)無(wú)故障運(yùn)行；要求鐵水處理系統(tǒng)暢通無(wú)阻，鐵水有可靠的出路；要求煤氣系統(tǒng)有足夠的放散能力和足夠的煤氣用戶；要求沖渣系統(tǒng)工作可靠，水渣有可靠的出路；要求備足原燃料，能適應(yīng)強(qiáng)化冶煉的需要。完成以上工作后可進(jìn)行高爐烘爐。

2.2.2 高爐烘爐

4# 高爐于 2014 年 8 月 11 日 11：28 分開始送風(fēng)烘爐，風(fēng)溫75 ℃（全冷風(fēng)），初始風(fēng)量500 m³ /min，然后根據(jù)烘爐曲線調(diào)整風(fēng)溫風(fēng)量，使升溫速度和恒溫控制達(dá)到要求，烘爐過程如圖1所示。

由圖 1 烘爐曲線可知，本次烘爐在 300 ℃和500 ℃進(jìn)行充分保溫，以便使耐火磚中SiO₂緩慢且充分的完成相變，但是經(jīng)查閱相關(guān)資料^［1］，SiO₂在180～270 ℃由 β-白硅石向 α-白硅石轉(zhuǎn)變，在573 ℃由 β-石英向 α-石英轉(zhuǎn)變，所以烘爐溫度應(yīng)該達(dá)到573 ℃并保溫一定時(shí)間，這是高爐烘爐需要改進(jìn)的地方。

2.3 高爐開爐料的填充原則

2.3.1 爐缸填充

為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免毀壞森林，目前高爐多采用全焦開爐方式，而本次高爐開爐充分利用當(dāng)?shù)貤l件，采用質(zhì)地堅(jiān)硬的果木柴開爐，既經(jīng)濟(jì)環(huán)保，又利用傳統(tǒng)木柴開爐點(diǎn)火溫度低、灰分少及利于開爐出鐵等優(yōu)勢(shì)。本次開爐爐缸全部采用果木柴填充。

2.3.2 含鐵爐料起始位置

高爐開爐過程的關(guān)鍵是軟熔帶的形成，軟熔帶形成時(shí)高爐透氣性迅速降低，風(fēng)量萎縮，如何平穩(wěn)過度是開爐進(jìn)程的關(guān)鍵。傳統(tǒng)高爐開爐含鐵爐料起始位置多在爐身中下部，現(xiàn)在高爐開爐多利用極低的負(fù)荷降低含鐵爐料的起始位置至爐身下部或爐腰上部，以上負(fù)荷遞增，以便軟熔帶的逐步形成，高爐操作壓量關(guān)系平穩(wěn)過度。本次開爐，由于利用木柴填充，加之考慮原燃料條件，含鐵爐料起始位置定在爐身下部（爐腰上沿約1.5 m位置）。

2.3.3 布料方式

傳統(tǒng)高瘦型小高爐開爐布料，主要是充分發(fā)展邊緣氣流，確保風(fēng)量及壓量關(guān)系穩(wěn)定，促進(jìn)開爐進(jìn)程，但對(duì)于矮胖型高爐，不僅需要發(fā)展邊緣氣流，同時(shí)更要疏通中心氣流，確保爐缸活躍，利于渣鐵排放；原則上爐身中下部負(fù)荷料采用單環(huán)布料，以發(fā)展兩股氣流；爐身上部焦炭分環(huán)布料，塑造焦炭平臺(tái)，礦石仍然單環(huán)布料，即焦炭最小布料角度小于礦最小角度，避免礦石滾至中心，原則上中心和邊緣不布礦石。

2.4 高爐開爐料裝入

開爐料的配料與填充方案是確保高爐順利開爐的關(guān)鍵。根據(jù)日鋼高爐開爐的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合原燃料條件，確定開爐料結(jié)構(gòu)：高堿度燒結(jié)礦72%+低堿度燒結(jié)礦15%+球團(tuán)7%+塊礦6%。負(fù)荷料的選擇：礦批8 000 kg，焦批2 900 kg，焦炭負(fù)荷2.76。空焦：焦批2 900 kg+白云石600 kg+螢石120 kg。全爐焦比2 846 kg/t；爐渣堿度0.92；初次鐵水含硅3.0%。高爐開爐裝料詳見表2。

2.5 開爐操作

2.5.1 確定送風(fēng)風(fēng)口

根據(jù)以往開爐經(jīng)驗(yàn)，開爐采用10個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，鐵口上方6#～10# 風(fēng)口送風(fēng)，其余間隔堵泥，16個(gè)風(fēng)口總面積為 0.166 2 m²，堵完風(fēng)口后風(fēng)口面積為0.103 9 m²。

2.5.2 爐內(nèi)操作

8 月 21 日 11：00 開爐料裝料完畢，11：26 起送 冷風(fēng)（105 ℃）預(yù)熱整個(gè)料柱，同時(shí)吹出粉塵，利于點(diǎn)火后爐況順行。

當(dāng)日 19：58 點(diǎn)火送風(fēng)，點(diǎn)火風(fēng)壓 50 kPa，風(fēng)量900 m³ /min，風(fēng)溫720 ℃，點(diǎn)火初期由于料柱充分預(yù)熱，風(fēng)壓未有明顯波動(dòng)；22日0：58送煤氣，之后高爐逐漸加風(fēng)至 190 kPa，5：00—8：00 由于負(fù)荷料開始軟熔滴落，風(fēng)壓逐步萎縮至155 kPa，6：58開鐵口出第一爐鐵。隨著高爐出鐵，高爐逐步加風(fēng)提壓，13：25 開 13#、6# 風(fēng)口，高爐進(jìn)一步加風(fēng)提壓，24：00開始噴煤，至 23 日 11：00，風(fēng)壓加至 265 kPa，頂壓 165 kPa，風(fēng)量 1 530 m³ /min（堵 2 個(gè)風(fēng)口）。高爐僅用 39 h 各項(xiàng)參數(shù)調(diào)節(jié)完畢，高爐基本達(dá)到正常水平。期間未沒有出現(xiàn)崩滑料、懸料等爐況，但出現(xiàn)偏料情況，其中東尺 4.03 m，西尺 4.97 m（鐵口方向），隨著開風(fēng)口及裝料制度的調(diào)整，逐步消除。

2.5.3 爐前操作

高爐 8 月 22 日 6：58 在送風(fēng) 11 h 后，高爐開鐵口出第1爐鐵，料柱透氣性較好，風(fēng)壓155 kPa，風(fēng)量1 100 m3 /min，比以往經(jīng)驗(yàn)多 200 m³ /min，所以整體出鐵較為順利；但是由于開爐出鐵［Si］偏低，加之［Ti］偏高，渣鐵整體流動(dòng)性較差。另外爐渣Al₂O₃含量 14%～15%，對(duì)此配加 MgO，渣中鎂鋁比按 0.65進(jìn)行配料計(jì)算，以保證渣的流動(dòng)性。開爐出鐵情況如表3所示。

2.6 高爐參數(shù)優(yōu)化

后續(xù)隨著爐況的逐步穩(wěn)定，全開風(fēng)口，并優(yōu)化布料制度，沿用“平臺(tái)+漏斗”的布料模式，塑造合理的焦炭平臺(tái)，對(duì)礦石分環(huán)布料，疏通兩股氣流、穩(wěn)定壓量關(guān)系的同時(shí)，提高煤氣利用率。主要布料制度：

8 月 26 日富氧系統(tǒng)檢修完畢，高爐開始富氧，并對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)一步調(diào)整，8 月 27 日高爐開爐 6 d后，風(fēng)壓達(dá)到270 kPa，利用系數(shù)達(dá)到3.36 t/（m³·d），達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。開爐后高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如表 4所示。高爐不僅實(shí)現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)，同時(shí)燃料比將至510 kg/t以下，取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

3  結(jié) 論

3.1 對(duì)于矮胖型高爐開爐，開爐料的填充是開爐操作的關(guān)鍵，由于高徑比降低，爐腰直徑比改造前提高24.8%，填充料要疏通邊緣與中心兩股氣流，尤其是中心要塑造合理的漏斗，確保中心氣流的暢通。

3.2 本次開爐由于爐料填充合理，點(diǎn)火送風(fēng)后壓量關(guān)系平穩(wěn)，點(diǎn)火送風(fēng)初始風(fēng)量較大，風(fēng)壓155 kPa時(shí)，風(fēng)量達(dá)1 100 m³ /min；另外，送風(fēng)前對(duì)料柱進(jìn)行8h冷風(fēng)吹掃，料柱透氣性良好，導(dǎo)致風(fēng)多料塊，開爐爐溫偏低，第 1 爐［Si］僅 0.87%，比理論值低 3.0%，所以開爐焦比應(yīng)在3 000 kg/t以上。

3.3 送風(fēng)點(diǎn)火后，出現(xiàn)偏料現(xiàn)象，造成原因是堵風(fēng)口不均勻，傳統(tǒng)開爐方式，考慮利于出鐵，鐵口上方風(fēng)口均不堵，本次亦是鐵口上方 6#～10# 風(fēng)口未堵泥，導(dǎo)致爐缸工作不均勻，對(duì)矮胖型高爐，應(yīng)注重氣流的均勻分布，應(yīng)所有風(fēng)口交叉堵泥，開爐氣流分布就是正常爐況氣流分布。

3.4 本次開爐點(diǎn)火送風(fēng)前累計(jì)打壓5次，對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)、高爐本體、煤氣系統(tǒng)的漏點(diǎn)進(jìn)行了充分的焊補(bǔ)，開爐后杜絕了外圍影響引起的休減風(fēng)情況，加快強(qiáng)化冶煉進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 范廣權(quán).高爐煉鐵操作［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2010.