胡春暉  陳生利  柏德春  余駿

廣東中南鋼鐵股份有限公司

摘要：高爐停爐對爐缸進行修復，需要對爐缸進行清理，目的是清除爐缸內部殘留渣鐵，便于后續爐缸澆注或者是爐缸炭磚砌筑。清理爐缸殘留渣鐵，作業難度非常大，安全風險較高，作業周期長。爐缸清理是否干凈，關系到高爐投產后爐缸安全及長壽，是高爐爐缸修復的關鍵技術點。結合生產實踐，闡述了清理爐缸過程中放殘鐵作業、清理作業、安全管控等具體技術，提出了系列關于爐缸清理創新思路，為不斷優化爐缸清理技術提供借鑒。

關鍵詞：高爐;停爐;爐缸清理;放殘鐵;降料面

引言

分析酒鋼7號高爐爐況波動的原因，總結穩定爐況具體措施。從治理風口破損、穩定煤氣流分布、送風制度調整、原燃料變化應對和爐況管理以及設備管理等方面闡述了穩定爐況的具體操作實踐，逐步解決了7號高爐風口異常破損、非計劃休風頻繁、煤氣流分布不均勻、生鐵含硅波動較大等問題，高爐爐況實現了長周期穩定順行。

1  高爐停爐

1．1降料面作業

本次停爐采用洗爐的方法來減少爐墻黏結物，改善渣鐵流動性，活躍爐缸。停爐前10d，通過調整礦焦布料角度，適度發展邊緣，沖刷爐墻;同步調整高爐冶煉參數，［Si］0．4%～0．8%、R1．05～1．15、S0．025%～0．045%、MgO8%～9%、Al₂O₃15．5%以內，為保證爐缸熱量充沛，鐵水溫度目標按爐次PT≥1470℃進行調控。停爐前2d開始降低煤比冶煉，噴煤比由170kg/t降至120～130kg/t;在配料制度方面，每批料加入少量硅石、錳礦，降低爐渣堿度;停爐前12h開始逐步退負荷，8h開始改全焦冶煉，全焦冶煉時的負荷約為2．9t/t，根據冶煉周期計算，待全焦負荷到達風口下方時，組織高爐預休風，利用預休風時間處理停爐相關設備以及相關準備工作。在預休風時，高爐爐頂料面最后一批次放入10t凈焦，一方面便于預休風爐頂點火作業，另一方面改善休風后料柱透氣性。

預休風結束后，高爐開始送風降料面，采用爐頂打水降溫工藝來控制爐頂煤氣溫度，控制標準按照350～450℃進行，當煤氣溫度高于450℃時，爐頂霧化打水系統自動打開;當煤氣溫度低于350℃時，霧化打水系統自動關閉。在打水降溫過程中，嚴格控制煤氣中H₂含量^［1］。當H₂含量超標時，必須實施減風操作，同時減少打水量，直到H₂含量在控制標準內。停爐降料面H₂含量控制見表1。

高爐降料面開始階段，富氧量按照日常最高值控制，隨著料面降低，富氧量逐步減少^［1］。高爐風溫使用以滿足爐況順行和爐溫控制為原則，理論燃燒溫度原則小于2350℃,在此基礎上盡量使用高風溫，保證鐵水溫度。高爐停爐降料面風氧如圖1所示。

降料面過程中，30min取一個煤氣樣化驗煤氣中的CO、CO₂、H₂、O₂、N₂的含量，要求取樣前應放散管道內殘余煤氣，放散時間約2min，以保證取樣的及時性和代表性^［2］。降料面初期，CO開始上升，CO₂開始降低;H₂上升接近CO₂值時，料面在爐身下部;H₂＞CO₂時料面進入爐腰;當CO開始降低，CO₂開始上升，料面進入爐腹;N₂開始上升料面進入風口區;當CO和CO₂相等時，降料面工作接近尾聲。當料面距風口中心線約1．5m或煤氣成分超安全基準O₂＞1%，不符合進入管網條件，高爐放散、切煤氣，改常壓操作。煤氣中O₂濃度＞1%或超過半數風口出現吹空現象。

爐前按照停爐要求組織出鐵，原則上第一次出鐵安排在送風后1h;第二次出鐵安排在料面進入爐腹以后;第三次鐵料線降到風口中心線以上約1．5m時出最后一爐鐵。最后爐次出鐵結束后，降爐前渣鐵溝全部排空，高爐休風停爐。

1．2放殘鐵操作

1．2．1爐缸殘鐵量計算

殘鐵量計算方法為死鐵層高度計算，取值:殘鐵口位置標高7m，距離鐵口中心線L=1．6m，殘鐵通道角度取ɑ=10°,鉆孔深度h=2．5m，則死鐵層高度H=L－h×sinɑ=1．6－2．5×sin(10°)=1．17m。

根據爐缸容積，扣除死鐵層部分，測算爐缸殘鐵量在108～251t，根據經驗取190t。按每個鐵水包裝80～100t，加備用包，需準備鐵水罐4個。

1．2．2放殘鐵平臺制作

本次放殘鐵，根據高爐區域場地情況，確定在高爐正南方向吊裝孔設置殘鐵孔，在高爐第二段冷卻壁區域下方的鐵路線為殘鐵入罐區。按熱電偶測溫數據進行侵蝕推算后認為，爐缸二段冷卻壁下部所在的象腳區是側壁侵蝕較嚴重的區域，而爐底則可能侵蝕到了第一、二層陶瓷墊。經現場勘查以及查閱圖紙，并考慮殘鐵口與鐵水罐口之間的標高落差、距離，權衡坡度以后，選取爐缸二段、位于正南90°方向稍微偏向東為殘鐵口?；跉堣F溝槽布置合理性、起始標高、坡度原因，選取冷卻壁垂直中線標高7m位置為殘鐵口開孔點，以此為起點布設殘鐵溝槽。殘鐵平臺示意圖如圖2所示。

此次殘鐵溝全長約8000mm，高度800mm，底寬1000mm，鋼板厚度10mm，如圖2所示。溝底平砌一層耐火磚，側面立砌一層耐火磚，使用鐵溝料整體搗制。前段料層厚度為400m(包括耐火磚厚度)，末端料層厚度200mm(包括耐火磚厚度)，殘鐵溝坡度在鋼結構坡度的基礎上用料層厚度變化進一步加大，實際溝料坡度約8°,整溝完成后用煤氣火烘干。

放殘鐵操作平臺分布在殘鐵槽兩側，每側寬度1～2m，視現場情況布置，所有平臺邊緣及走梯加設護欄。平臺表面鋪耐火磚進行防護。為工作方便和安全考慮，每側平臺均設上下走梯，走梯坡度不大于45°。

1．2．3殘鐵孔操作

在停爐出完最后一爐鐵休風后，及時配好殘鐵包，開始準備制作殘鐵口。

（1）空料線結束休風后，提前將殘鐵口及其相鄰1～2段冷卻壁位置的冷卻壁水關閉，水管斷開，使用壓縮空氣吹凈存水。割斷的冷卻壁水管上下采用軟管連接，保護冷卻壁。放殘鐵處冷卻壁水管提前更改為軟管卡扣連接，方便于停爐后及時打開殘鐵口節約時間。

（2）休風后燒割殘鐵口位置爐皮，尺寸控制在400mm×600mm(提前采購該處冷卻壁及爐殼，冷卻壁為合門冷卻壁，爐殼材質與原爐殼一致)。

（3）去掉殘鐵口爐皮后，清理里面的碳搗料層和雜物，嚴禁向該部位打水冷卻。將四周冷卻壁、爐殼縫隙用有水炮泥和料搗實、烘烤，確保鐵水不得向下滲漏。摳除搗打料后，測炭磚表面溫度，200℃內為安全溫度，否則表明所剩炭磚較薄，施工人員需避免正對殘鐵口。然后燒(高壓氧)冷卻壁，面積400mm×600mm。及時運走切割下爐皮和冷卻壁。

（4）搗制殘鐵口泥套。殘鐵口下面溝內制作砌筑耐火磚套(厚度75mm)，殘鐵口做好泥套(泥套自爐皮起深度丈200mm，直徑丈250mm)，防止鐵水向下漏鐵，損壞爐皮、發生爆炸。

1．2．4回風排放殘鐵

殘鐵孔打開后，開始放殘鐵。當殘鐵口處流出鐵水后，根據鐵水流量讓其自由流到殘鐵包。在放殘鐵末期、殘鐵量減少時，通過風機、混風閥送冷風到高爐，高爐關一個放散閥，在高爐內部形成一定的壓力，高爐回風帶壓出殘鐵，控制風壓60kPa，風量控制要小，保證殘鐵孔渣鐵流不噴濺，不拋射，直到放凈殘鐵。

放殘鐵后期，如遇鐵溫低，流速差，發生鐵水堆積時，利用遠程遙控小型自制泥炮機，將殘鐵眼堵死，防止鐵水溢溝。如遇殘鐵溢溝將殘鐵眼堵死后，造成殘鐵放不干凈，只要殘鐵厚度≯500mm，不會影響后期爐內清理進度。

2  爐缸殘鐵清理作業

2．1清理作業流程

停爐前所有施工人員、設備到廠，焊接安裝扒渣溜槽→涼爐期間安裝調試設備、開設扒渣口等→爐內組裝吊盤進行爐身掛渣排險清理→拆卸吊盤→把兩臺挖掘機吊入爐內清理爐缸殘焦散料→散料清理同時清理側壁炭磚→完成后利用重錘和燒氧處理殘鐵→清理底部澆注料→清理至驗收合格后吊出挖機及爐內工器具。

2．2涼爐作業

殘鐵排放干凈后，通過爐頂打水及風口打水涼爐，待爐缸內部區域溫度檢測合格，涼爐結束。初始涼爐階段，打水量控制不宜過大，避免爐缸內部殘留渣鐵與水大量聚集反應產生爆震等現象。

2．3高爐內部殘鐵清理作業

通過爐頂大方人孔，用大方孔上方電動葫蘆及預先安裝好的卷揚機接力把2臺30型挖掘機吊入爐內。吊裝過程中應注意防止滑落，利用鏟斗后面的掛鉤吊裝，起升到一定高度時要注意下盤穩定，防止翻車，除起升操作人員外，其他人員撤離到警戒線以外，此時要保證爐內無人。風口區域要有人監護，防止有人進入爐內。挖掘機進入爐缸后首先對風口區進行清理，盡快打通所有風口，以保證所有風口暢通。

爐料清理以微型挖機作業為主、人工風鎬清理為輔。爐缸死料柱及風口帶料面扒除時，從風口出料;料面整理完就開始清理風口帶組合磚、爐缸側壁炭磚及爐底陶瓷墊，主要以微型挖機作業為主、人工風鎬清理為輔，風口帶各風口間的黏結物應盡量用風鎬等工具進行清理。清理下來的廢料要及時破碎并運出爐外。

爐缸區域殘鐵清理時盡量不破壞爐底炭磚，盡量利用大噸位千斤頂將大塊殘鐵頂起懸空，用鐵板墊穩。將小塊殘鐵用鋼絲繩捆綁牢固，利用爐頂卷揚機吊起后，操作爐外扒渣口卷揚機將殘鐵塊拖拽出爐外。

3結語

（1）高爐停爐是煉鐵生產中十分重要的環節，涉及安全、環保、質量等諸多問題。停爐前期的準備工作至關重要，停爐前洗爐，有利于改善爐缸活躍性，改善渣鐵流動性，可以有效減少爐缸底部殘留量。

（2）放殘鐵過程中，采用回風帶壓排放殘鐵，有利于吹干凈爐缸底部殘留渣鐵，減輕后續清理勞動強度。

（3）爐缸清理作業過程中，安全管控是重點也是難點，需要制定詳細的安全管控方案，才能保證技術有效地實施。

參考文獻

［1］周傳典，劉萬山，王筱留，等．高爐煉鐵生產技術手冊［M］．北京:冶金工業出版社，2002.

［2］項鐘庸，王筱留．高爐設計－煉鐵工藝設計理論與實踐(第2版)［M］．北京:冶金工業出版社，2014.