降料面至炉腹复风后的炉况恢复实践

刘海峰，杨军昌，王保国，申 伟

（首钢长治钢铁有限公司炼铁厂，山西 长治 046031）

首钢长治钢铁有限公司炼铁厂8号高炉有效炉容为1 080 m3，设计炉喉高1.65 m，炉身为14 m，炉腰为1.75 m，炉腹为3.15 m。炉身下部8段、9段冷却壁损坏，炉壳开裂，尤其是东南方位上的8段18号、19号、20号以及9段19号、20号位置，更是出现集中连片损坏。此外，还出现渣皮脱落、炉壳烧红、冒火星、跑煤气等现象，严重威胁着高炉安全生产和技术经济指标的提升。为彻底杜绝此隐患，确保安全生产，计划于2021年1月11日降料面至炉腹，对8段、9段损坏的冷却壁进行整体更换。2021年1月13日15：35时开始装料，采用不带风装料，料线装至炉身12.0 m处；18：08时开始送风；1月18日14：30时恢复风量至2 770 m3/min，风压为291 kPa，顶压为151 kPa，风温为1 100℃，透气性指数为11.2。至此高炉基本恢复正常生产，高炉复风至炉况基本恢复正常，整个恢复过程大致可分为三个阶段，每个阶段工作重点不同，处理原则也不尽相同。

1 装炉料

由于本次恢复的休风时间较长，空料线较深，开孔多，热量损失大，且属于首次降料面至炉腹恢复炉况，所以采取净焦、空焦、正常料加循环焦的方式安排装炉料。焦比按开炉焦比预算，以保证充足的热量；炉渣碱度按二元碱度R2=1.0的预算控制；另外配加萤石、白云石等辅料，以抵消喷补反弹料中Al2O3的影响，改善流动性；布料角度采取单环布料。具体装炉料单如表1所示。装炉料焦比控制在2.292 t/t，负荷控制在0.78。15：35时开始装炉，18：08时料线装至炉身12.0 m处开始送风，送风后继续装料，20：46时，料线装至炉身5.0 m处停止装料。

表1 8号高炉装炉料料单

表2 炉渣成分控制表

2 第一阶段恢复

2.1 第一阶段恢复概况

8号高炉设有20个风口，南、北2个铁口，南铁口位于14号与15号风口之间，北铁口位于1号与20号风口之间。复风时打开1、2、3、4、5、20、19、18、17、16号共10个风口，送风风量为300 m3/min，风口面积为0.107 6 m3。自1月13日18：08送风至1月14日14：42休风，此为第一阶段恢复，也称为前期恢复。这一阶段的主要任务是加热炉缸，排出炉内的休风料、喷补反弹料以及装炉料。

2.2 前期恢复分析

2.2.1 开风口较多

本次检修预计的送风时间为86 h，实际比计划提前25 h，在送风时选择偏堵10个风口、开10个风口集中送风。偏堵风口集中送风是为了形成小冶炼区域，减少单位时间内需要还原、熔化的冷渣铁量，减缓冷炉料的熔化速度，积聚热量，形成通道，使炉内的冷炉料受热熔化并从铁口流出加快恢复[1]。送风风量要参考休风时间、休风前炉况顺行度、炉缸工作状况、休风期间热量损失情况、料线深度等进行综合判断。因此，送风初期不应打开过多风口，风量也不宜过大。本次休风时间虽较计划提前，但实际用时为60 h 38 min，运行时间较长；降料面过程中进行一次休风更换冷却设备的操作，影响了炉缸工作；加之炉壳开孔大，料面深，热量损失多等诸多因素，也不利于多开风口。所以，将送风风口的个数设置为小于等于总风口数的40%为宜。

2.2.2 风口烧漏多

本阶段共计烧漏4个风口小套、2个风口中套。

烧漏原因分析：机烧料中w（TiO2）较高，平均在0.23%，入炉料钛负荷为3.3，休风前3天机烧成分统计表见表3。随着w（Si）的升高，生铁中w（Ti）也升高，最高达到0.18%，严重影响着铁水的流动性和渗透性。休风过程中最后2炉次和复风后前3炉次铁水成分控制见表4；降料面过程中有一次用时126 min的休风，对漏水的4号、9号、14号风口小套、14号中套进行更换，这在一定程度上恶化了炉缸工作状况。因为这些因素导致了已经熔化的渣铁无法及时渗透到炉缸并从铁口流出，而是窝在风口前端或其它地方，从而烧漏风口、恶化料柱透气性。所以无论是长期休风前还是复风后，在炉况恢复正常之前应及时停用高钛炉料，必要情况下也应酌情减少用量，并配以相应辅料，进而减轻其影响。

表3 休风前3天机烧成分统计表

表4 铁水成分统计表

2.2.3 炉前出铁间隔时间长

近年来,西安、哈尔滨、北京等城市连续发生伤害医护人员案件,严重危害医护人员的生命健康,尤其是儿科,时常需要面对一些情绪激动、过度维权的患儿家属,更需要进一步加强医院安保工作,避免暴力伤医案发生。一方面加强儿科安检工作,严防非法携带管制器具进入医院,对非法携带管制器具进入医疗机构的,一经发现一律依法予以行政拘留,做到“先安检,后看病”;另一方面,对于醉酒、精神或行为异常患者就诊,要安排保卫人员陪诊,并将将涉医违法犯罪行为人纳入社会信用体系。

复风后一般会喷吹铁口，吹出的残渣铁会凝结在大壕两边，层层堆积、清理困难。而复风后一段时间内都是单铁口出铁，所以要及时将残渣铁清理干净后才能再次开铁口。而清理时间越长，出铁间隔越长，对炉内影响就越大。因此在进行铁口维护时，长期休风前的最后一炉铁在堵铁口时，要尽量减少打泥量，送风前期入炉风量较小，也要减少打泥量，且控制铁口深度略浅于正常生产时的铁口深度[2]。本次复风后使用北铁口出铁，在03：00休风前，连续出现了出铁间隔时间超过35 min的情况，炉前未及时打开铁口排放渣铁，严重影响到炉内冶炼。为杜绝对炉前出铁产生影响，将原先大壕段细分为铁口段和大壕段，并在原有分工的基础上，另外增加一组人员，加强清理力度，缩短出铁间隔。此外，对炉前出铁的组织、管控也要引起足够的重视，对整个炉况恢复过程安排专人进行精心组织。

2.2.4 前期恢复略慢

高炉休风复风时，高炉从正常生产状态转变为气流消失、炉料压实的休风状态，再经历从送风到恢复正常生产状态。由于送风后炉内煤气流重新分布，加之休风后炉内易形成死料层，炉料压实，使得复风后料柱透气性差，风压较高，接受风量能力差。休风后还会有一定的热量损失，炉缸渣铁发生冷凝，如控制不好，则会引起气流变化，造成炉况波动。所以前期恢复要略慢，要留出足够的时间，以使风量与料柱透气性相适应，加热好炉缸冷凝的残渣铁以及预还原新填充的炉料。

3 第二阶段恢复

3.1 第二阶段恢复概况

1月14日18：18开风至1月16日11：50休风算作第二阶段恢复，也称为中期恢复。这一阶段的主要任务是：逐步加风开风口，改善炉缸工作状况，走顺料线，稳定煤气流。

3.2 中期恢复分析

3.2.1 加风与开风口的注意事项

炉况恢复过程要以恢复风量为主。恢复风量时：加风幅度控制在≤100 m3/min；捅开风口后要适当加风，保证风速等于或略大于加风前风速；加风后的压差水平要小于等于加风前的压差水平，保证透气性指数不能比加风前低，切忌强行加风。捅风口时要顺序捅开；要有充沛的炉温和良好的渣铁流动性；该风口水温差有升高趋势或达到1.0℃；料柱透气性好，压量关系匹配，压差适宜，炉前排渣铁顺畅；开风口间隔要保持一炉铁的时间，最好在打开铁口后再开风口。加风和开风口速度要与炉内冶炼进程相适应，还要与炉外出铁组织相适应，避免出现反复。开风口方向可选择两边方向交替开，也可选择沿一个方向开，开铁口上方的风口时，要对该铁口及时组织出铁，否则可暂缓开此方位风口。开风口方向是从北边方向逆时针捅开，本次恢复南边方向炉况时，由于捅开的16号风口很快被烧漏，所以南边17号风口捅开后需停止从南边开风口。分析主要是16号风口在南铁口上方，距离南铁口近，距离北铁口远，而南铁口并未使用。所以，捅开16号风口，风口前端融化的渣铁不能及时流走、排出，全部窝在风口前端从而烧漏风口。炉况恢复期间风口开堵情况如图1所示。

图1 8号高炉风口开堵情况示意图

3.2.2 中期恢复要稳妥

随着加风和开风口工作的进行，煤气流分布发生变化；随着热量消耗增多，炉温可能发生变化；随着出铁量增多，原有的渣铁流通道要发生变化。所以这一阶段要稳妥一些，当风量水平和送风风口个数达到或接近正常值的60%时，稳定一个冶炼周期，使各个环节协调配套并相互适应。本次恢复过程中，在1月15日18：18时加风至1 800 m3/min后至1月16日06：55时捅开6号风口之前，基本没有进行加风，而是稳定风量在此水平运行，给出炉内适应配套变化的时间，既守住了前期的恢复成果也为后期的恢复奠定了基础。

4 第三阶段恢复

4.1 第三阶段恢复概况

1月16日13：30时送风至1月18日09：58时休风，处理17号漏水风口，同步挖开重堵15、16号风口，算做第三阶段恢复，也称为后期恢复。这一阶段的主要任务是：随着炉况趋于稳定，加快恢复进程。开始富氧、喷煤、风量、风压、顶压、风温、负荷、矿批、料制、TRT等操作参数都要逐步恢复到正常水平。

4.2 后期恢复分析

4.2.1 各种参数的恢复要匹配

风口要与风量相适应；单个送风风口的风量要达到正常生产值；矿批的增大要与风量相适应；单环布料改多环布料要与料线高度相适应；喷煤量要与焦炭负荷相适应；风温、富氧要与理论燃烧温度相适应；顶压调控要与热风压力相适应。各项参数在恢复过程中要相互适应。

4.2.2 后期恢复速度可稍快

稍快的节奏必须基于前期、中期打好的基础，此阶段也是缩短整个恢复时间的关键。控制好稍快的恢复进程，重点要过渡好炉温，避免风量增大、风口增大，出铁量增加，富氧、负荷升高、煤气流分布的变化等因素影响造成炉温偏低或偏高现象。本次第三阶段恢复速度较慢，主要原因是前期、中期风口烧漏较多，再加上天气寒冷，年关将近，疫情影响以及人员、备件等客观因素影响，因此，此阶段不可再出问题，稳定压倒一切，工作人员也有意识地控制了第三阶段的恢复进程。

5 整个恢复过程控制情况

本次恢复由于烧漏风口较多，影响了高炉炉况整体恢复进程，但对于第一阶段略慢，第二阶段稳妥，第三阶段稍快的原则把握，还是符合客观规律的。整个过程中没有发生安全及炉况事故，尤其是第二阶段，风量恢复到一定水平后有一个稳定的周期，这是充分吸取以往恢复炉况经验的结果，事实证明以往经验也很重要，好经验值得借鉴。

6 结论

1）重视原燃料的管理。休风前一天的用料及休风料的安排，再到复风料的使用都要稳妥；要根据炉料的化学成分、冶金性能及对高炉冶炼的影响，确定炉料用量，需要停用的要及时停止使用，必须要用时也应酌情减少用量，并配备相应辅料，以减轻炉料对高炉冶炼的影响；炉料使用时要加强筛粉控制，减少粉末入炉。

2）将炉前出铁组织贯穿至整个炉况恢复进程。要加强组织、合理安排、细化分工、专人协调，并安全及时打开铁口，以排净渣铁，为炉内恢复奠定基础。

3）类似空料线喷补造衬的开风口个数可结合休风时间、休风前炉况顺行度、热量损失情况、料线深度等综合判断，一般可控制在总风口数的40%。开风口方向可选择沿一个方向转动，在风口开到另一铁口位置时，及时组织使用该铁口出铁。

4）把握好恢复炉况原则：前期略慢、中期稳妥、后期稍快。在各阶段完成好各阶段的主要任务，避免炉况出现反复，以实现炉况顺利、快速恢复。