韶钢2 200 m3高炉优化休复风操作生产实践研究

郑继平 齐万兵 卢春雪

(1.广东韶钢松山股份有限公司 广东韶关 512123； 2.中钢集团武汉安全环保研究院有限公司 武汉 430081)

0 引言

针对高炉炉役后期炉缸保温性能下降等生产实际，通过对休风操作制度、休风料、复风操作制度等生产实践的跟踪研究，对高炉炉温(Si、PT)、料线、休风料负荷、料制角度、复风风量控制等进行优化，解决炉内冷渣冷铁难排放，风压压差升高，炉况恢复较缓慢等问题，实现了高炉在短时间内快速恢复炉况且运行安全、稳定、高产的目的。

1 概述

韶钢7号高炉(有效容积2 200 m3)于2005年8月18日点火开炉，截至2020年5月，有效炉容产铁量已达12 627 t/m3，虽属于炉役后期生产，但7号高炉仍处于重负荷的强化冶炼时期，各项经济技术指标均领先国内同类型炉役后期高炉。在无异常休风的情况下，定修周期由原来的40多天延长至70多天，配合多工序同时检修，相应的检修时间也由原来的10 h左右延长至20 h以上。由于休风时间长且炉役后期炉型不规则以及炉缸保温性能下降，复风后炉缸不活跃，风压压差较高，复风一般20 min后出现探尺动作才放料，随之出现崩滑料、甚至管道气流，致炉况失常，同时因复风后渣铁物理热上升慢，流动性差，加剧了炉况恢复的难度。通过不断地分析讨论，进一步优化休复风方案，合理调整休风料加入方式和量，同时合理控制各段休风料的碱度、Al2O3质量分数以及渣比，配合上下部调剂，明显减小了高炉休风时煤气利用率下降的幅度，并实现了复风后炉况的快速恢复。

2 长期休风对炉况的影响

(1)7号炉已处于炉役后期生产，炉缸保温性能已极大下降，同时每次长时间休风，送风设备更换较多，风口处于敞开状态，大量空气促使休风焦炭缓蚀，使料柱进一步挤压且炉缸热损加剧。复风后炉温低，渣铁流动性差，新生成的渣铁较难流到铁口部位，炉内冷渣冷铁难排放，风压压差升高，炉况恢复较缓慢。

(2)因送风设备的大幅更换和调整以及复风后煤气流的重新分布影响，渣皮不稳定，时有脱落现象，炉墙出现大面积报警，热负荷高位振荡，甚至出现局部管道气流，导致炉况和炉温恢复难度增加。

(3)因长时间休风是多工序的综合检修，复风前期高炉用料质量不稳定，大比例使用落地烧或水熄焦，使慢风时间增加，延缓了高炉恢复进程。

3 休复风操作的优化

3.1 休风操作优化

3.1.1 休风操作制度优化

(1)休风前20 h退负荷操作，确保炉温目标：硅含量≥0.60%、PT≥1 505～1 520 ℃。维持合适的压量关系，保证炉况稳定顺行。若休风前炉墙出现大面积报警，热负荷上升，煤气利用率波动大，炉况出现顶压冒尖、崩滑料现象时，应及时减风200～500 m3/min，减氧1 000～2 000 m3/h控制过渡，若减风、减氧后炉况无恶化，顺行逐步好转，炉温逐步上升，则逐步回风争取休风料批数。

(2)休风前第一个铁口出铁40 min后，必须打开第二个铁口出铁，以确保准点休风，控制好检修时间。

(3)炉内风量约在3 000 m3/min时炉顶通蒸汽，重力除尘器通氮气吹赶煤气；风压降到150 kPa通知看水工关闭高炉本体漏水冷却壁；值班工长开炉顶放散阀时(风压<15 kPa)，通知看水工关闭漏水小套进水，以减小漏水入炉对炉况的恢复。

(4)严格按料线1 450～1 500 mm操作，确保最后放入炉内为焦炭，切断煤气后不再放料。从减风开始，注意控制上料料线，炉顶温度在120 ℃以上，保证炉顶顺利点火，使检修进度正常推进。

(5)休风前风量3 000 m3/min，停1台常压冷却泵；休风后立即停1台高压泵；导流后，常压水调至0.38 MPa,高压水调至0.8～1.0 MPa，以确保炉内热状态的平衡，避免炉墙大幅波动。

(6)休风后将不更换的风口前端清理干净，全部堵上水炮泥，更换好的第一时间也要堵好水炮泥，以减少炉缸热损，直至复风前试漏结束后，全部捅开。

3.1.2 休风料的优化

(1)休风料由以净焦分段集中加入改退矿分段加入，以减少料层厚度的波动，确保适宜的气流分布；同时严控休风料加入时间，H1开始入炉后控制入炉休风料(41±1)批，按28 h休风时间计算休风料(见表1)。

表1 按28 h休风时间计算休风料

(2)中心焦加入方式由定比例改定量加入，以维持中心气流的稳定性，同时要继续使用小焦，固定用量(0.5～0.8 t/批)，以减少休风前煤气利用率的大幅下降。

(3)二元碱度的控制。H0段休风料较正常降低0.08～0.12倍，H1和H2段休风料较正常降低0.3～0.35倍，杜绝复风后高碱度、高硅铁水。

(4)休风料的设定。使用辅料调整每段休风料的配比，渣比不得超过380 kg/t，Al2O3质量分数不得超过15%，以保证镁铝比维持在0.6～0.7，确保炉渣的流动性正常，炉况平稳。

3.2 复风操作优化

3.2.1 上部制度优化

基于炉温因素以及煤气流分布情况，复风后一般退矿批至63 t，二元碱度按1.13～1.15倍控制，上部制度调整适当疏松边缘，提中心焦量，强化中心，维持两道气流，以促进炉况恢复。后续随着风量和矿批的逐步恢复，逐步调回正常中心焦量。休风前后料制对比见表2。

3.2.2 下料控制优化

复风后，风温全用，送风比达1.0以上时，即开加湿，调至20～30 g/m3控制，以降低煤气黏度，加快料动，提早放料，减少深料线对炉况和炉温的影响。当料线恢复至2 000～2 200 mm时，人为控料，减缓下料速度，以防气流过于压制，出现边缘管道。

3.2.3 料仓使用优化

基于7号炉料仓排料，由远及近，复风后对于落地烧或水熄焦的使用，要求固定放置中间仓位，分别按一定比例搭配，使其布置在炉内环带位置，尽量减小对炉况恢复的影响。

表2 休风前后料制对比

3.2.4 炉温恢复优化

7号炉放风前要求必须风口出现堆焦，即H1段休风料和空焦达到，以增大软熔带焦窗厚度，提高料柱的透气性，使其在复风后二次铁反应，促进炉温的快速提升。复风后矿焦比4.0 t/t控制，目标硅含量为0.80%，风温尽可能全用。当风压上至150 kPa时开炉身漏水冷却壁进水，以确保炉内热状态的平稳过渡。休风前后炉温控制见表3。

表3 休风前后炉温控制

3.2.5 炉前出铁优化

7号高炉2#、3#铁口夹角60°，同在南场，1#铁口为主铁口，在北场。从探尺反应以及炉缸状态分析，1#铁口方位炉缸相对活跃，利于冷渣冷铁的排放。一般高炉复风后无特殊情况下，第一炉铁水均选择1#铁口出铁，钻头规格规定为φ60 mm，开铁口时间由以前规定复风60～70 min后打开，现要求按累计风量达20万～24万m3时打开铁口，有效杜绝了铁口打开空喷即堵的现象。

3.2.6 风氧量恢复优化

引煤气后，送风率1.0～1.2时，开加湿视风口状况操作。前期顶压低5～10 kPa，以尽量吹透中心。视压差情况，选择加风幅度和频度。风量小于3 000 m3/min，每次加风200～300 m3/min；后续在炉况稳定的前提下，快速回风至3 500 m3/min以上，开始富氧3 000 m3/h，并喷煤15 t/h，短时间休风(一般要求60 min内恢复正常风量，80 min内恢复正常氧量操作)。

3.2.7 优化后的效果分析

通过科学调剂精料管理、优化休风料加入方式、上下部操作制度并改进造渣制度和出铁模式等一系列措施，减少炉况的波动，实现高炉煤气流分布和操作炉型的快速形成，达到高炉在短时间内快速恢复炉况的目的。

4 结语

(1)结合7号高炉自身特点，通过吸取历史经验，长时间休风以碱度控制在0.95左右，Al2O3质量分数≤14.5%，MgO质量分数≥8.0%为基本原则来下休风料，确保了复风后渣铁流动性正常。

(2)休风料加入模式上维持中心焦量不变，稳定休风前的气流分布，减少了煤气利用率大幅下降的现象。

(3)对于炉役后期高炉，较长时间检修时(>20 h)，提前1 d采取退守操作，调整好炉况，确保煤气流分布合理，炉温充沛，维持炉况稳定顺行，是实现高炉复风后快速恢复的基础。

(4)炉役后期高炉长时间的休风，炉况恢复时要提前做好准备，尤其是炉前出铁作业。