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： 為進一步提升凌鋼高爐開爐技術， 提高高爐技經指標， 本文回顧了凌鋼 5 號高爐開爐的一些技術準備內容， 包括創新開爐裝料技術， 精確控制含鐵料位置， 優化加風節奏， 鐵口預埋氧槍， 合理控制爐渣成分， 快速降硅等。 通過制定科學的開爐方案， 認真落實開爐前期準備工作； 同時詳細總結分析了凌鋼 5號高爐開爐后的一些技術提升內容， 如快速引煤氣、 快速達產達效、 快速降低焦比等， 為凌鋼高爐今后開爐技術的進步及技經指標的改善提供了寶貴經驗。

關鍵詞： 高爐； 開爐； 達產

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 風口， 3 個鐵口。 5 號高爐采用了當今先進的技術與工藝：PW 串罐無料鐘爐頂， 串聯軟水密閉循環冷卻，陶瓷杯技術與炭磚水冷相結合， 薄爐襯全冷卻壁帶 4 段銅冷卻壁結構， 于 2012 年 10 月 12 日建成投產。

5 號高爐 2021 年 3 月 20 日配合煉鋼系統停爐年修， 4 月 20 日 15 時 56 分點火開爐， 送風后 1 h 開始下料， 18 h 后出第一爐鐵， 開爐期間未出現減風、 休風， 開爐進展順利。 在開爐階段， 5 號高爐取得許多技術突破與創新， 點火送風 2 h 高爐引煤氣， 36 h 高爐全風作業， 39 h 高爐富氧、 噴煤， 投產第三天日產量達 5963 t， 開創了凌鋼 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

開爐料經過技術人員認真討論， 廣泛借鑒國內外高爐的成功經驗， 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荷技術進行裝料， 達到良好效果。

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。 各段負荷料設定： 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

爐腰以下單環布料， 準確控制布料角 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， 利于送風后邊緣煤氣流穩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%的經驗范圍， 開爐首次鐵水溫度就達 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，用凈焦補加至規定料線。 加正常料至 3 m 料線，高爐點火開爐。

2 送風參數的選擇

2.1 點火開爐操作控制

為保證開爐爐況順行， 開爐送風風口 21 個，送風風口面積為 0.207 0 m²， 風口全開面積 0.311 0 m²， 其余風口采取間隔對稱堵風口的原則^［3］， 風口配置情況見圖 2。 點火風量 1300 Nm³ ／min， 送風比 0.56^［4］。 用最高風溫點火， 風溫升高后實際風溫控制在 950 ℃左右， 軟熔帶形成后風溫使用至 1000 ℃左右。 第一次加風條件為爐料下行和全部風口見明火， 軟熔帶開始形成前加風速度控制在 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， 逐步從鐵口區域向兩邊開風口恢復風量。

2.2 軟熔帶形成階段過程控制

在高爐點火后約 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壓差明顯升高的現象。 本階段維持既有風量 1850 Nm³／min， 風溫 950 ℃恒定，壓差嚴格控制小于 70 kPa， 爐內操作以平衡好壓量關系和穩定下料為主。 爐內軟熔帶形成并穩定后， 逐步恢復正常的加風速度 （100 Nm³／h）。 軟熔帶形成前的送風參數控制情況見表 2。

3  快速達產的措施

3.1 快速引煤氣

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

3.2 使用高熱風溫度

送風后全關冷風大閘， 同時熱風爐燒好爐，熱風溫度提高速度很快， 4 h 后風溫就達到 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 1454 ℃， 渣鐵分離順利， 流動性非常好。

3.3 布料矩陣合理

本次開爐摒棄傳統的布料理念， 以往 經驗采取小角度開爐利于產生兩道煤氣流。 本次開爐充分考慮開爐焦炭質量好、 透氣骨架多等因 素， 為高爐穩定下料創造條件。 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時的布料矩陣。 送風后 30 min 左右中心就出現氣流，整個送風過程中未調整裝料制度，下料平穩，沒有出現崩、懸料現象，風口等冷卻設備無一損壞。

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 ℃的同時實現了快速降硅。 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。

送風后繼續裝 750 kg／t焦比的正常料 20批， 第一次鐵后， 焦比降至 646 kg ／ t， 實際降焦比過程見表 3。 焦比降至 600 kg ／ t 以內后開始降低干熄焦比例， 首次降低干熄焦比例 20%， 持 續時間 24 h， 位置集中在中間環帶。 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%， 持續時間 24 h， 開爐第 6 日干熄焦比例降低至 40%， 整個干熄焦轉換水熄焦過程爐況穩定， 爐溫控制平穩。

3.5 出好首次鐵

首次出鐵是否順利是開爐過程的關 鍵。 采取如下技術手段： 1 號鐵口預埋氧槍， 2、 3 號鐵口送風后持續噴吹鐵口， 待噴吹渣鐵后再堵口。 預埋氧槍和噴吹鐵口在快速加熱爐缸的同時， 利于打通風口和鐵口， 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象， 增加爐前工作難度。 4 月 21 日 10 時出首次鐵， 開口機直接鉆出， 鐵水溫度 1454 ℃， 渣鐵分離順利。 21 日出鐵情況見表 4。

4 結 語

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

（2） 開爐首次鐵的鐵水溫度達到了 1454 ℃，證明了開爐總焦比和開爐含鐵料位置設置是合理的。 后續在保證鐵水溫度大于 1500 ℃的同時實現了快速降硅， 為高爐快速達產奠定了基礎。

（3） 本次開爐大膽的采用正 常生產時的 布料矩陣， 整個開爐過程煤氣流穩定， 風量恢復快。 布料理念的轉變使得 5 號高爐改變了傳統 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創造了條件。

參考文獻：

［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踐［J］. 煉鐵，2019，38（1）：50-53.

［2］ 劉云彩. 現代高爐操作［M］. 北京：冶金工業出版社，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產實踐［J］. 煉鐵，2019，38（1）：42-46.

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

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