戶魯超  鄭偉

（中天鋼鐵集團有限責任公司）

摘要：中天鋼鐵第一煉鐵廠3號高爐正常生產時爐況穩定順行，但高爐計劃檢修爐況恢復時周期較長，且操作反復、懸料頻繁出現，恢復至正常生產時間普遍在12小時以上，對高爐煉鐵成本及產量影響較大。通過對休風料單的優化及爐外的精心準備，精心操作、優化操作制度以及有效爐體維護技術可以在休風后快速恢復爐況，復風后6h全風全氧。主要方法是：做好前期準備工作；休風時出凈渣鐵，做好爐缸保溫缸工作，適當控制水壓、水量及頂溫；復風時處理好風量、趕料線、調整好熱風溫度，抓好首次出鐵工作。本文就著重對休復風相關操作進行闡述，總結分析休復風的成功之處和存在的問題，不斷總結優化，為今后的高爐快速恢復提供寶貴的經驗。

關鍵詞： 高爐；計劃檢修；復風

1  前言

中天鋼鐵3號高爐有效容積510m³，于2018年12月24日中修后開爐投產，爐缸直徑4581mm、5292mm、5844mm，設計風口16個、1個鐵口，3座頂燃式熱風爐（送風采用兩燒一送），重力除塵和布袋除塵系統TRT余壓發電技術，采用料車上料，串罐無料鐘爐頂設備，高爐本體冷卻采用工業開路循環。2021年鋼鐵行業受益于市場紅利，整體效益上升，這對煉鐵高爐提出了更高的要求，各高爐在產量上要求嚴格，尋找突破，由于3^#高爐風機能力有限且運行穩定性較差，高爐在實際生產中如履薄冰，在面對新的挑戰下，3號高爐在長期穩定順行的基礎上，結合原燃料及外圍水平，通過優化高爐操作制度，強化設備管理，可以在計劃檢修休風后快速恢復爐況。

2  休風操作及要點分析

2.1  選擇合適的爐溫

高爐爐溫太低休風，容易造成風口灌渣，對于高爐爐況快速恢復不利。休風前【Si】: 不低于0.40，物理熱大于1480℃（2021年休風參數見下圖），渣鐵流動性好，物理熱充沛，可以保證送風后爐缸有足夠的熱量，便于高爐在較短時間內恢復到正常水平。

圖1  休風前鐵水化學熱及物理熱

2.2  避免爐況不順時休風

如果高爐有虧料線或連續塌滑料現象，在條件允許的情況下，要要盡量及時調整等到爐況好轉后進行休風操作。

2.3  出盡渣鐵

休風前出盡渣鐵是高爐爐況快速恢復必要條件。渣鐵出不凈，除了休風易灌風口外，更重要的是爐缸下部空間騰不出來，焦炭不能及時填充，不利于快速恢復。為了出凈渣鐵，最后一爐可以開大鐵口，休風前計算實際出鐵量與理論出鐵量的差值。

2.4  爐缸保溫工作

休風前安排看水工對高爐水系統全面檢查一遍，尤其風口套，如有損壞，及時報備處理；休風開倒流閥后，用有水炮泥迅速封堵小套，待風口作業后也要及時封堵小套并關閉大小蓋板，以保存爐缸熱量;同時減少高爐循環水量，休風2小時水壓減至70%，6小時后降至50%，減少熱量損失。合理控制頂溫，一般控制在≥300℃，便于點火。

3  復風操作

3.1  禁止小風量操作

計劃檢修時間長，復風時視情堵部分風口，由于爐缸工作較好可以隔3、4個風口堵一個，由于3#高爐是單鐵口，為保證合理送風狀態一般堵鐵口兩側和鐵口對面的風口（4#、8#、12#）其它風口全開。復風花堵風口的目的一是有利于煤氣流的合理分布、二是有利于開通中心、三是有利于快速恢復。再具體操作時，視邊緣相對發展情況，高爐制定下限風壓160kPa（全風290kPa），待爐況逐漸好轉，視風壓數據逐漸開風口，這樣有利于減少爐墻溫度波動并有利于開通中心氣流，為快速恢復爐況起到積極作用。

3.2  料線

在恢復爐況過程中，由于料線深，趕料線會引起頂溫下降，影響干法除塵此時大風量提高頂溫效果好，料線深時，布料矩陣相應調整，以發展邊緣為主，此時中心壓得過死，低料線到達軟熔帶時風壓升高，壓量關系緊張。爐況恢復過程處于慢風狀態，邊沿相對發展，此時，以疏導中心為主利于快速加風，頂溫回升快，趕料線時間短，消除長期低料線對高爐的危害。

3.3  合理加風、加風溫

隨著休風料開始反應，爐料逐步加熱，爐溫上升，鐵水化學硅大幅度反彈。應根據爐況走勢開風口，加快恢復節奏，提高風量、氧氣，降焦比擴礦批至正常水平。隨著風量的提高，爐溫不會很快上升，操作上分階段加風溫，每次10℃往梯層次使用風溫，視爐缸狀態合理使用風溫。

3.4  布料矩陣

復風后根據爐內氣流實際情況，確定合理裝料方案，防止中心過死，減小礦批疏導中心。中心和邊緣都重時，影響爐況走勢，適當發展邊緣氣流。

3.5  爐外出鐵

由于長時間休風，爐內爐料處于低溫狀態，爐缸虧熱嚴重。此時應根據風量大小、復風時間打開鐵口，為保證合適流動性，鐵口應開大，及時出盡冷渣鐵為快速恢復爐況創造條件，復風后加強新上線設備點檢。

4  3號高爐爐況恢復操作實例

9月7日，3#高爐計劃檢修20小時，實際休風19小時28min，主要檢修項目有：周期更換更換4個波紋管（3#.5#.12#.13#）1#.2#.3#.4#.6#.7#.8#.10#.11#.12#.16#小套；6#、12#中套，直吹管更換3只。上下密開蓋檢查、更換熱風爐煤氣管道、更換西料車，收東西鋼絲繩，爐前放撇渣器修補大溝等。9月7日6：15鐵口來風大噴，由于天漸亮，高爐減風至220kPa控制煙塵繼續出渣鐵，6:30出最后一爐鐵堵口，實際出鐵量118.4t、理論鐵量96.4t，賺鐵21.6t，高爐休風開始檢修工作。9月8日1:58高爐復風投產，送風后62min，高爐熱風壓力155kPa、風量1375m³/min，壓量關系較為緊張，隨著入爐風量的發揮作用，再加至風口凈焦的反應，煤氣體積開始膨脹，高爐探尺呆滯，探尺顯示西3.35米，高爐于8日3：15打開鐵口（無斷漏燒，鐵口深度2.0米），3：05爐內壓力有155kPa掉至150kPa，爐內塌料西4.96米，后煤氣分布逐步合理，四點偏差值縮小，壓量關系緩解，高爐見機逐步加風，壓量關系合適，隨著爐外不斷的渣鐵排出，高爐料柱透氣性明顯好轉，料線走深至4m內，爐內迅速加風加壓擴礦批趕料線操作。因17193爐次爐外出鐵節奏慢，鐵水熱量差使得爐內存在憋渣現象，又因17194爐次鐵水罐兌罐50分鐘，爐溫上行，高爐壓量關系緊張，探尺打橫，頂溫偏高出現懸料征兆，高爐于6：43風壓由220kPa減至95kPa，高爐塌料5.5米，后續加強爐外加快出鐵節奏控制，逐漸恢復參數，整體來說爐況恢復一般，受外在因素影響較大，降硅操作無反復。

圖2   3號高爐檢修前后經濟技術指標及部分操作指標對比

4.1休風操作及要點分析

4.1.1休風前爐況

9月7日檢修前，3號高爐整體走勢一般連續兩月發生多起非計劃休風換套事故(7#風口小套自8月26日發現漏水，一直在控水生產)，并適當放邊便于恢復爐況，考慮檢修前高爐爐缸狀態一般，為改善料柱透氣性，高爐減少煤量，控煤比操作，同時高爐堅持全風操作，穩定爐溫硫磺及堿度，確保活躍爐缸，休風前最后一爐鐵【Si】0.33、【S】0.022，鐵水物理熱1490℃，爐缸狀態活躍，符合休風條件。

圖3    3號高爐9月3日至休風前鐵水物理熱趨勢圖

圖4   3號高爐9月3日至休風前鐵水化學熱趨勢圖

4.1.2休風料

休風料的作用：送風后，輕負荷減少爐缸熱量消耗，提高高爐下部的熱狀態；有利于增加軟熔帶焦窗的厚度，利于送風后快速加風；有利于減少因送風后降風溫、不能及時噴煤引起的高爐熱制度波動。

1．9月7日6：30休風，計劃約20小時，夜班安排好出鐵時間，確保休風。

2.  9月6日8:00調整原料配比68%燒結礦+22%球團+10%塊礦

3．9月6日20：00調整負荷，煤比按130kg/t，（注意兩小時后煤量、富氧的控制）調整原料配比73%燒結礦+22%球團+5%塊礦.

4．1:00依據當時實際爐溫調整負荷并加凈焦2t(實際加了4批500kg)，確保休風前末次鐵爐溫0.4%~0.6%，不宜過高，不利恢復，根據氣流情況將礦角同退0.5度，疏松邊緣氣流，便于爐況快速恢復。

5.  2：10開始加休風料R2:1.10—1.15（根據實際情況調整，原則上正常合適堿度下調5個點）[Si]按1.0校正堿度.

正常料5批（[Si]按1.2校正堿度.）后凈焦20000kg蛇紋石2t  、硅石1.5t   (注意焦碳r角度的調節，約3點左右下)

正常料8批（[Si]按1.2校正堿度.）后凈焦12000k硅石1t、蛇紋石1tt

正常料8批（[Si]按1.0校正堿度.）后加焦8000kg 硅石1t 、蛇紋石500kg

休風正常料：燒結11650kg+球團3500kg+塊礦850kg+硅石400g+蛇紋石50kg(負荷3.30)

4.1.3休風操作

9月6日夜班，爐況穩定，堿度適中，爐外鐵口維護可，渣鐵相對可以出盡，爐內壓量關系穩定。最后一爐鐵打開鐵口10min來渣，于6：15來風因天漸亮，考慮環保壓力，高爐減壓至220kPa繼續觀察放渣出鐵情況，由于爐內低壓爐外渣鐵流量變小，高爐做休風操作。

圖5   3#高爐休風操作曲線

     圖6  3#高爐料線及頂溫趨勢

4.2送風操作要點分析

4.2.1送風操作

9月8日1：58，接相關領導通知，高爐具備復風條件，高爐堵4#8#12#風口送風，本次復風考慮盡快活躍爐缸及改善料柱透氣性，第一爐鐵前就把風壓加至155kpa、風量1350m³/min，（本次堵3個風口，結合經驗選擇復風熱壓160kpa），起初壓量關系合適，由于快速加風節奏，必須提前準備開口，才能達到爐內與爐外操作相匹配，但爐前考慮新澆筑大溝及撇渣器大梁，不可過早開口。因17193爐次爐外出鐵節奏慢，鐵水熱量差使得爐內存在憋渣現象，又因17194爐次鐵水罐兌罐50分鐘，爐溫上行，高爐壓量關系緊張，探尺打橫，頂溫偏高出現懸料征兆，高爐于6：43風壓由220kpa減至95kpa，高爐塌料5.5米，后續加強爐外加快出鐵節奏控制，逐漸恢復參數，整體來說爐況恢復一般，受外在因素影響較大，降硅操作無反復。

圖7   3#高爐爐況恢復過程捅風口情況

圖8   3#高爐爐況恢復過程操作參數

圖9   3#高爐送風操作曲線

圖10   3#高爐趕料線操作

4.3  出渣出鐵

爐況恢復期間，出渣出鐵順利，能夠及時排盡渣鐵有利于爐況恢復，分析原因如下：

（1） 確保合理的熱制度及造渣制度，保證第一爐渣鐵流動性良好，降低爐渣粘度，同時送風后爐溫、爐渣堿度保持在合適水平，也有利于渣鐵流動性可加快爐況恢復。

（2） 保持合理的出鐵間隔，恢復前料速慢，風量水平低，出鐵時間過短會帶來出鐵時間短，不利于爐前出鐵，有結死撇渣器可能，間隔時間過長會造成爐內憋壓，不利于高爐恢復，根據爐況走勢，選擇時機開口，既保證每次出鐵時間，又能避免高爐憋風。

（3） 爐況恢復前期以出好鐵、不斷騰出下料空間為目的，進行靈活的爐前操作，爐前根據爐內風量水平，不斷加快出鐵節奏，必要時走安全溝，盡快活躍爐缸及改善料柱透氣性。

圖11    3#高爐爐況恢復過程出渣出鐵

4.4  強化冶煉

9月8日3：05爐內壓力有155kpa掉至150kpa，爐內塌料西4.96米，后煤氣分布逐步合理，高爐開始加風加壓，同時擴大礦批，降低焦比，9月8日10:00礦批擴大至16.5t、焦炭負荷上至4.20，焦比降到355kg/t.fe，各項參數恢復到檢修前水平。

圖12  3號高爐爐況恢復過程礦批、焦炭負荷調整情況

5  效果

3#高爐在每次檢修爐況恢復中總結經驗，改進提高，后期爐況恢復過程中穩中求進，前期緊張稍有緩慢，目前相比之前爐況恢復較為順利，降硅操作無反復。隨著加風加壓各項參數合適，煤氣分布穩定，爐況順行，對于高爐長時間休風爐況恢復，爐內技術措施是基礎，高爐操作是重點，送風初期不可避免存在礦批、料制、壓量關系的不協調，稍有不慎極易引起煤氣分布的不穩定，造成爐況難行，必須依靠高爐操作進行彌補，出第一爐鐵前高爐加風、下料必須謹慎，否則極易走入誤區，造成爐況反復。

圖13    高爐懸料次數明顯得到控制

圖14   3#高爐計劃檢修爐況恢復時間趨勢圖

6  結語

高爐計劃檢修是高爐生產的必修課，計劃檢修爐況恢復時間長短直接影響公司效益，尤其是在目前的生產模式下，深挖降本潛能需要從各方面做工作，縮短爐況恢復時間可以有效的節焦降耗提高產量，對于高爐長時間休風爐況恢復，爐內技術措施是基礎，高爐操作是重點，送風初期不可避免存在礦批、料制、壓量關系的不協調，稍有不慎極易引起煤氣分布的不穩定，造成爐況難行，必須依靠高爐操作進行彌補，出第一爐鐵前高爐加風、下料必須謹慎，否則極易走入誤區，造成爐況反復。對此，通過本次爐況恢復的經驗教訓現總結歸納如下：

（1）、計劃檢修休風料的選擇尤其重要，凈焦量及酸堿度直接影響爐況恢復進程，即要保證爐缸初期熱量又要達到快速恢復爐況的目的。

（2）、高爐長期休風后的送風， 頂溫控制是關鍵，可控制稍高，以增強爐內上部料柱透氣性，不可盲目下料、提頂壓（尤其是第一爐，充分考慮料線是否走動、下部是否有下料空間），避免連續下料影響料柱透氣性，使加風節奏變慢，影響爐況恢復，可通過控制料線來控制送風初期的頂溫，確保料柱透氣性，為加風加壓創造條件。

（3）、高爐長期休風后爐況恢復應以恢復風量為主線，爐內盡量通過技術措施確保渣鐵流動性良好，爐外操作也要以確保高爐風量盡快恢復為核心。

（4）、休風前后必須將煤比控制好，改善料柱透氣性，為復風后加風加壓提供有利條件，第二爐鐵開始加快爐前出鐵節奏，不斷排出渣鐵，騰出爐內下料空間，迅速加風加壓，達到快速恢復爐況的目的。

（5）、 休風料實時調劑堿度，保證既有熱量又有流動性，為爐前出盡渣鐵及減輕工作量提供保障。保證爐前在規定時間內打開左右，為后續加風提供條件。

參考文獻

[1]  周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版社，2002:337-338.

[2]  朱仁量等.寶鋼大型高爐操作與管理[M].第一版.北京：冶金工業出版社，2015:184.

[3]  唐志宏，莫朝興，雷發榮.柳鋼高爐高效冶煉技術的應用分析[J].柳鋼科技，2018（2）.5