莱钢1#1 880 m3高炉大修开炉实践

回全平，郭新超，李　明

（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司 炼铁厂，山东 莱芜271104）

1　前　言

莱钢1#1 880 m3高炉从2004年6月18日开炉投产，于2017年9月27日停炉大修，安全运行13.5 a多，累计出铁量达到2 117.6万t，单位炉容产铁量为11 264 t，属于长寿高炉。因设备安全与环保因素，决定对高炉进行大修，于大修116 d后顺利开炉，炉况恢复顺利，恢复时间较短，开炉3 d实现了日达产，煤比达到130 kg/t，于2018年2月21日实现月达产4 750 t/d，日均铁量较大修前有较大提升，为莱钢大修停炉开炉积累了宝贵的经验。

2　开炉前准备

2.1　设备检修

本次大修更换了大量老旧设备，本体包括炉顶煤气风罩、4个煤气上升管膨胀节、炉体冷却管道，炉底至风口冷却壁全部更换，部分损坏冷却壁更换，炉缸碳砖重新砌筑；出铁场开口机、泥炮换新，除尘系统改造，主沟重新砌筑；渣处理整体更换等。所有检修均按照计划进行，并在开炉前进行反复联动调试，为大修后顺利开炉提供了有力保障。

2.2　炉缸填充

风口以下空间全部用优质硬杂木进行填充，未选用昂贵的枕木。为保证炉缸填充密实，装料过程由人工进入炉内进行交叉摆放。期间对风口小套前端进行特殊遮挡，防止装料损坏小套。

2.3　原料准备

开炉原料由主要原料干熄焦、烧结矿、球团矿与熔剂石灰石、硅石、萤石、锰矿组成。并由专人跟踪运输上料入仓，确保开炉原燃料质量达到要求。各原料成分见表1。

表1　莱钢1#1 880 m3高炉开炉原料成分

2.4　烘炉过程

2018年1月10日20：00，高炉送风烘炉，除3#和15#风口留出为工作人员进出炉缸以外，其余26个风口均安装导风管至炉底保护砖500 mm处，并在保护砖表面用铁皮进行保护，防止将炉底保护砖吹坏。在炉缸底部安装热电偶进行升温监控，烘炉时间确定为8.5 d，最高温度600℃。冷却壁与风口各套水量按正常生产控制。送风时按正常复风程序送风。烘炉时间与温度控制如表2所示。

表2　莱钢1#1 880 m3高炉烘炉控制

2.5　开炉装料原则

按开炉方案计划，整个装料过程分为9段。第1段装底焦和硬杂木；第2段装净焦；第3段装空焦；第4～9段装正常料，当料线到达6.5 m时，开始进行布料测试；料线到1.45 m，停止上料，整个装料过程完成。装料料单见表3。

1）开炉料总焦比为3.5 t/t，正常料负荷逐渐加重；正常料第4～9段炉渣碱度为1.05，空焦碱度1.1，全炉碱度 0.80。理论生铁成分：［Si］4.00%、［Mn］0.60%、［S］0.03%、［C］3.50%、［Fe］92.00%。

表3　莱钢1#1 880 m3高炉装料单

2）元素分配系数：Fe的回收率为99.5%；Mn的回收率为60%；P全部进入生铁；S 15%挥发，85%进入渣铁。

3）炉料压缩系数：净焦为15%，空焦为14%，正常料为9%～13%。

4）炉缸风口以下硬杂木填充，风口以上分别是净焦、空焦、正常料。配料计算以风口下沿为准。

3　开炉过程

3.1　送风点火

2018年1月21日11：36送风点火，开炉采取堵12个风口开16个风口送风，送风面积为0.180 9 m2；点火时定风压操作，风压在20 kPa左右，12：05，16个风口全部着火。

3.2　负荷及料制调剂过程

开炉上料后第3批料停配石灰石，焦比调整至760 kg/t，并在中心多加1圈焦炭引导中心气流，10批料后矿石矩阵在43°外扩1档压制边缘。2018年1月21日2：30焦比由760 kg/t调整为685 kg/t，金属料负荷2.5 kg/t，同时每批料配加锰矿580 kg/批、萤石300 kg/批。上料10批后停配萤石，第22批料焦比调整为620 kg/t，34批料焦比调整为550 kg/t。

风量2 000 m3/min时喷煤迎负荷料，同时调整配料碱度为1.26，燃料比按620 kg/t进行平衡。由于铁水物理热上行较慢，23日6：00第21批料停配锰矿1个冶炼周期后，铁水物理热达到1 497℃；23日第50批料焦比调整为480 kg/t，76批料调整为450 kg/t，期间为疏导中心气流，将中心圈焦炭加到7圈。24日第17批料焦比调整为420 kg/t，配料碱度为1.3，配料Si为0.5%，燃料比540 kg/t，基本接近正常生产水平。21—24日料制变化情况见表4。

3.3　渣铁排放过程控制

点火送风后炉况顺行，原计划2018年1月22日早7：00累计风量达到210万m3时开东铁口出铁；4：40在送风累计达到157万m3时，东铁口开始喷渣，随后切除东铁口导管堵铁口憋铁；但6：30准备开口时，新开口机故障无法开口。8：40西铁口开始喷渣，立即烧掉导出管封住铁口。因西场干渣场较小的限制，等待处理好开口机再开东场铁口。期间风压上升，风量由2 700 m3/min减至2 500 m3/min，直到9：23开口机处理好后打开东铁口，此时累计风量为241.2万m3。铁口打开后流动性较好，渣铁热量充足（1 480℃），但出渣铁较少，15 min后堵铁口。11：13再次打开东铁口，出渣铁约20 t，渣铁流动性较好，11：30堵住铁口。为了预热铁沟，14：13再次打开东铁口，渣铁流动性较好，通过撇渣器进行憋铁操作。此次出铁时间较长，渣铁明显较多，热量充足（1 460℃），直到16：38见喷堵铁口。随着铁口出铁逐步增加风口个数并对应提高入炉风量（见表5）。

表4　莱钢1#1 880 m3高炉21—24日料制变化情况

3.4　开炉后强化冶炼

降硅是高炉开炉后强化冶炼的重要手段，但降硅速度过快则有可能导致炉况温度不足等事故，因此，控制合适的降硅速度尤为重要。此次开炉第1炉铁水含Si量为9.43%，物理热1 480℃，流动性良好，24 h负荷加至3.57，焦比为550 kg/t。从第3炉铁开始，炉温下降较快，铁水含Si量降至2.0%以下，物理热1 450℃左右，之后Si含量维持在1.0%～1.5%，热量逐步上升。2018年1月24日铁水温度达到1 530℃，Si含量稳定在1%上下，为加风创造了条件。铁水成分见表6。

通过选择合理的送风参数，动态调节料制，匹配好送风参数，控制首炉铁出铁时间，控制充足的炉缸温度等一系列操作技术，实现了高炉开炉后炉况顺利恢复，开炉第2天顺利将风口全部捅开，达到全风量作业。通过快速降硅强化冶炼，高炉开炉第3天全天产量4 008.86 t，完成了日达产目标。

表5　莱钢1#1 880 m3高炉开风口加风情况

表6　莱钢1#1 880 m3高炉铁水成分

4　结　语

开炉过程经验总结：1）本次开炉安全、顺利，整个过程没有悬料，炉况波动较小，实现了3 d快速达产达效。2）入炉焦炭全部使用干熄焦，反应后强度＞65%，同时加大焦丁筛分强度，保证了入炉焦炭的质量，为高炉顺行提供有力保障。3）布料测试顺利，为高炉开炉提高了准确的布料参数。4）工艺技术方案制定合理，炉温、碱度适宜。负荷过渡平稳，渣铁物理热充足。通过分段装料实践，证明2 000 m3高炉多段料布料开炉是较为合理的装料方式。5）开炉渣铁热量充足，流动性较好，为开炉顺利出铁和恢复创造了条件。6）本次风口堵泥效果好，未出现开炉期间风口自动吹开的现象，保证开风口加风按照计划稳步进行。7）动态调节料制，负荷调整及时，中心气流的发展合理，加风过程顺利，在保证热量的前提下快速将炉温降到正常水平。

开炉过程中的不足：1）装料过程中，在布料时出现料流开度跳变，导致料面南北相差近1 m，后补加净焦30 t填平料面，导致东西铁口喷渣时间间隔较长，因此应做到开炉前充分调试，避免设备故障导致上料不稳。2）对新开口机设备不够熟悉，未能及时调整到位，导致第一次开口时间向后推移，影响首炉开铁口的时间。3）炉前安装风口中小套时角度安装不合适，导致风口送风面积受影响，风口喷煤后煤粉小套前端严重磨损，个别风口无法喷煤。随着煤粉喷吹量增加，多个风口小套磨漏，造成高炉被迫休风调整风口小套。4）因上料料流开度不稳定，导致增加焦炭填补料面，造成炉内焦炭负荷比原计划负荷轻，前3炉铁水炉温偏高。