李 亮， 馬曉勇， 倪靜峰， 戴田軍， 鞠春明

（凌源鋼鐵股份有限公司， 遼寧 朝陽 122500）

摘 要： 為進(jìn)一步提升凌鋼高爐開爐技術(shù)， 提高高爐技經(jīng)指標(biāo)， 本文回顧了凌鋼 5 號高爐開爐的一些技術(shù)準(zhǔn)備內(nèi)容， 包括創(chuàng)新開爐裝料技術(shù)， 精確控制含鐵料位置， 優(yōu)化加風(fēng)節(jié)奏， 鐵口預(yù)埋氧槍， 合理控制爐渣成分， 快速降硅等。 通過制定科學(xué)的開爐方案， 認(rèn)真落實(shí)開爐前期準(zhǔn)備工作； 同時詳細(xì)總結(jié)分析了凌鋼 5號高爐開爐后的一些技術(shù)提升內(nèi)容， 如快速引煤氣、 快速達(dá)產(chǎn)達(dá)效、 快速降低焦比等， 為凌鋼高爐今后開爐技術(shù)的進(jìn)步及技經(jīng)指標(biāo)的改善提供了寶貴經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞： 高爐； 開爐； 達(dá)產(chǎn)

凌鋼 5 號高爐有效容積 2300 m³， 爐喉、 爐缸直徑 分別為 8.1 m 與 11 m， 30 個 風(fēng)口， 3 個鐵口。 5 號高爐采用了當(dāng)今先進(jìn)的技術(shù)與工藝：PW 串罐無料鐘爐頂， 串聯(lián)軟水密閉循環(huán)冷卻，陶瓷杯技術(shù)與炭磚水冷相結(jié)合， 薄爐襯全冷卻壁帶 4 段銅冷卻壁結(jié)構(gòu)， 于 2012 年 10 月 12 日建成投產(chǎn)。

5 號高爐 2021 年 3 月 20 日配合煉鋼系統(tǒng)停爐年修， 4 月 20 日 15 時 56 分點(diǎn)火開爐， 送風(fēng)后 1 h 開始下料， 18 h 后出第一爐鐵， 開爐期間未出現(xiàn)減風(fēng)、 休風(fēng)， 開爐進(jìn)展順利。 在開爐階段， 5 號高爐取得許多技術(shù)突破與創(chuàng)新， 點(diǎn)火送風(fēng) 2 h 高爐引煤氣， 36 h 高爐全風(fēng)作業(yè)， 39 h 高爐富氧、 噴煤， 投產(chǎn)第三天日產(chǎn)量達(dá) 5963 t， 開創(chuàng)了凌鋼 2000 立級別高爐開爐的 最好水平， 5號高爐開爐后日產(chǎn)量見圖 1。

1  開爐裝料

1.1 開爐配料原則及爐渣性能控制

開爐料經(jīng)過技術(shù)人員認(rèn)真討論， 廣泛借鑒國內(nèi)外高爐的成功經(jīng)驗， 選擇適宜的開爐料種類與配比。 為了降低軟熔帶形成期對爐內(nèi)透氣性的影響同時利于初期爐缸蓄積熱量， 正常料采取固定焦批、 礦批逐漸增大的分段加負(fù)荷技術(shù)進(jìn)行裝料， 達(dá)到良好效果。

開爐料的總焦比控制在 3500 kg ／ t 左右， 空料爐渣堿度 R2＝0.90， 正常料爐渣堿度 R2＝0.95，控制各段爐渣中（Al₂O₃）≤13.5%。 在空焦及正常料中配加螢石改善爐渣的流動性， 在正常料中配加錳礦以改善開爐高硅鐵的流動性。

開爐料自下往上由雜木、 凈焦、 空焦、 7 段正常料組成。 各段負(fù)荷料設(shè)定： 第 1 段是松木；第 2 段按爐芯焦考慮， 不加熔劑； 第 3 段為 凈焦+熔劑， 調(diào)整爐渣堿度。 第 2 段裝在爐腹和爐腰， 第 3 段裝在爐身下部， 軟融帶以下不裝礦石； 第 4~9 段 裝 入 正 常 料， O ／ C 呈 平 滑 過 渡；第 10 段 是 爐 頂 料 批， O ／ C 為 2.2， 焦 比 為 750kg ／ t。 具體裝料組成見表 1。

1.2 開爐裝料過程控制

爐腰以下單環(huán)布料， 準(zhǔn)確控制布料角 度確保爐料不碰撞爐墻； 爐腰至爐腹中下部逐步降布料角度鋪開； 裝入正常料時將布料矩陣逐步過渡到正常布料矩陣角度， 焦炭最小角度縮到12 度， 利于送風(fēng)后邊緣煤氣流穩(wěn)定且快速將煤氣引向中心^［1］。 含鐵爐料的起始裝入位置在爐身下部， 按高爐工作高度計算， 相當(dāng)于 41% ～47%， 鐵水溫度充足， 流動性良好^［2］。 本次 5 號高爐含鐵爐料位置在爐腰以上 6 m 位置， 含鐵爐料的起始位置占高爐工作高度的 46.35%， 符合 41%～47%的經(jīng)驗范圍， 開爐首次鐵水溫度就達(dá) 到 1454 ℃證明含鐵 料位置的選 擇是合適的。

爐腹、 爐腰裝凈焦， 爐腰上沿以上 6 m 裝空焦，爐身 6 m 以上填充正常料； 每裝完 一段料， 測量裝料料線， 若凈焦、 空焦裝料線低于理論值，用凈焦補(bǔ)加至規(guī)定料線。 加正常料至 3 m 料線，高爐點(diǎn)火開爐。

2 送風(fēng)參數(shù)的選擇

2.1 點(diǎn)火開爐操作控制

為保證開爐爐況順行， 開爐送風(fēng)風(fēng)口 21 個，送風(fēng)風(fēng)口面積為 0.207 0 m²， 風(fēng)口全開面積 0.311 0 m²， 其余風(fēng)口采取間隔對稱堵風(fēng)口的原則^［3］， 風(fēng)口配置情況見圖 2。 點(diǎn)火風(fēng)量 1300 Nm³ ／min， 送風(fēng)比 0.56^［4］。 用最高風(fēng)溫點(diǎn)火， 風(fēng)溫升高后實(shí)際風(fēng)溫控制在 950 ℃左右， 軟熔帶形成后風(fēng)溫使用至 1000 ℃左右。 第一次加風(fēng)條件為爐料下行和全部風(fēng)口見明火， 軟熔帶開始形成前加風(fēng)速度控制在 100 Nm³／h^［5］。 在第一爐鐵順利出鐵后且鐵水溫度大于 1500 ℃的情況下， 逐步從鐵口區(qū)域向兩邊開風(fēng)口恢復(fù)風(fēng)量。

2.2 軟熔帶形成階段過程控制

在高爐點(diǎn)火后約 6～12 h 之間是高爐軟熔帶形成的過程， 在礦石軟化和新的煤氣通道沒有形成之前會出現(xiàn)壓差明顯升高的現(xiàn)象。 本階段維持既有風(fēng)量 1850 Nm³／min， 風(fēng)溫 950 ℃恒定，壓差嚴(yán)格控制小于 70 kPa， 爐內(nèi)操作以平衡好壓量關(guān)系和穩(wěn)定下料為主。 爐內(nèi)軟熔帶形成并穩(wěn)定后， 逐步恢復(fù)正常的加風(fēng)速度 （100 Nm³／h）。 軟熔帶形成前的送風(fēng)參數(shù)控制情況見表 2。

3  快速達(dá)產(chǎn)的措施

3.1 快速引煤氣

以往高爐開爐引煤氣的條件為： 爐況穩(wěn)定，煤氣爆發(fā)試驗合格， 爐頂煤氣溫度大于 100 ℃。在本次開爐過程中， 煤氣爆發(fā)試驗合格， 爐況穩(wěn)定， 全干熄焦開爐， 及時引煤氣 （送風(fēng) 2 h），為快速恢復(fù)創(chuàng)造了條件^［1］。

3.2 使用高熱風(fēng)溫度

送風(fēng)后全關(guān)冷風(fēng)大閘， 同時熱風(fēng)爐燒好爐，熱風(fēng)溫度提高速度很快， 4 h 后風(fēng)溫就達(dá)到 900℃以上， 有利于提高渣鐵的物理熱， 改善渣鐵的流動性， 首次鐵鐵水溫度達(dá) 1454 ℃， 渣鐵分離順利， 流動性非常好。

3.3 布料矩陣合理

本次開爐摒棄傳統(tǒng)的布料理念， 以往 經(jīng)驗采取小角度開爐利于產(chǎn)生兩道煤氣流。 本次開爐充分考慮開爐焦炭質(zhì)量好、 透氣骨架多等因 素， 為高爐穩(wěn)定下料創(chuàng)造條件。 大膽的采用布料矩陣 O ³⁹₂ ³⁷₃ ³⁵₃ ³³ ₂ C ⁴¹₂³⁹₃ ³⁷₃ ³⁵₂ ³³ ₂ ¹² ₄ ， 一開爐就是正常生產(chǎn)時的布料矩陣。 送風(fēng)后 30 min 左右中心就出現(xiàn)氣流，整個送風(fēng)過程中未調(diào)整裝料制度，下料平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)崩、懸料現(xiàn)象，風(fēng)口等冷卻設(shè)備無一損壞。

3.4 快速降硅

本次高爐鐵水［Si］含量降低速度相對較快，在保證鐵水溫度大于 1500 ℃的同時實(shí)現(xiàn)了快速降硅。 開爐后生鐵硅含量的變化趨勢及鐵水溫度控制水平如圖 3 所示。

送風(fēng)后繼續(xù)裝 750 kg／t焦比的正常料 20批， 第一次鐵后， 焦比降至 646 kg ／ t， 實(shí)際降焦比過程見表 3。 焦比降至 600 kg ／ t 以內(nèi)后開始降低干熄焦比例， 首次降低干熄焦比例 20%， 持 續(xù)時間 24 h， 位置集中在中間環(huán)帶。 由于開爐第二天下雨， 干熄焦比例降低幅度改為每次降低 10%， 持續(xù)時間 24 h， 開爐第 6 日干熄焦比例降低至 40%， 整個干熄焦轉(zhuǎn)換水熄焦過程爐況穩(wěn)定， 爐溫控制平穩(wěn)。

3.5 出好首次鐵

首次出鐵是否順利是開爐過程的關(guān) 鍵。 采取如下技術(shù)手段： 1 號鐵口預(yù)埋氧槍， 2、 3 號鐵口送風(fēng)后持續(xù)噴吹鐵口， 待噴吹渣鐵后再堵口。 預(yù)埋氧槍和噴吹鐵口在快速加熱爐缸的同時， 利于打通風(fēng)口和鐵口， 利于首次出鐵。 通過爐缸鐵量的計算， 合理控制首次鐵的出鐵時間， 防止出鐵先見渣后見鐵的現(xiàn)象， 增加爐前工作難度。 4 月 21 日 10 時出首次鐵， 開口機(jī)直接鉆出， 鐵水溫度 1454 ℃， 渣鐵分離順利。 21 日出鐵情況見表 4。

4 結(jié) 語

（1） 全干熄焦開爐在煤氣分 析合格后就 可以進(jìn)行引煤氣操作， 利于前期快速加風(fēng)， 對于穩(wěn)定爐況有利。 軟熔帶形成期采取穩(wěn)定風(fēng)量、風(fēng)溫等措施， 避免了軟熔帶形成過程中因透氣性變差而減風(fēng)。

（2） 開爐首次鐵的鐵水溫度達(dá)到了 1454 ℃，證明了開爐總焦比和開爐含鐵料位置設(shè)置是合理的。 后續(xù)在保證鐵水溫度大于 1500 ℃的同時實(shí)現(xiàn)了快速降硅， 為高爐快速達(dá)產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

（3） 本次開爐大膽的采用正 常生產(chǎn)時的 布料矩陣， 整個開爐過程煤氣流穩(wěn)定， 風(fēng)量恢復(fù)快。 布料理念的轉(zhuǎn)變使得 5 號高爐改變了傳統(tǒng) 開爐的布料矩陣思路， 合理布料矩陣的選擇為高爐開爐快速恢復(fù)創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 余曉波，程洪全，許佳，等. 首鋼股份 1 號高爐降料面快速開爐實(shí)踐［J］. 煉鐵，2019，38（1）：50-53.

［2］ 劉云彩. 現(xiàn)代高爐操作［M］. 北京：冶金工業(yè)出版社，2016.

［3］ 高鵬，李華軍，盛國良. 馬鋼 4000 m3 高爐中修停開爐及快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐［J］. 煉鐵，2019，38（1）：42-46.

［4］ 王雪峰. 關(guān)于大型高爐精準(zhǔn)開爐的若干問題［J］. 煉鐵，2018，37（6）：20-24.

［5］ 朱仁良， 陳永明. 寶鋼 4# 高爐開爐技術(shù)的提升和發(fā)展［J］. 寶鋼技術(shù)，2007（1）：7-10.