首钢长钢8号高炉湿法喷补快速恢复实践

2019-09-20杨军昌

中国钢铁业 2019年7期

曹锋杨军昌

1.概述

首钢长钢8号高炉有效容积1080m3，2012年4月18日大修开产，至今已安全生产6年多。从2015年8月份起，高炉炉身上部无冷区段温度（高度2540mm）开始呈上升趋势，西南和正东方向炉皮温度150℃左右，无冷区内部耐材大面积侵蚀，高炉煤气分布影响较高，指标优化受限。针对这种状况，为确保高炉安全稳定生产，2018年11月23日，采用打水空料线法，将料面降至指定位置，对炉身上部炉墙进行喷补造衬。休风37小时后，24日开风，26日炉况恢复正常，历时36小时。实现了安全快速降料面，顺利开炉并快速达产的目标。

2.停风

2.1 停风前的准备

炉顶备1吨废旧皮带轮，30袋焦炭，20袋水渣，风口平台四角各备打水软管1根（长度约15m）；J1皮带侧备水渣15t，铲车一台。

2.2 停风前炉况操作

（1）降料面前两天，保证炉况稳定顺行，炉缸工作活跃。保持物理温度1480℃-1500℃，[Si]=0.4%-0.6%，炉渣碱度R=1.05-1.15倍。提前一天降低生矿比例至5%，停高钛矿，适当降低煤比。

（2）停风料单。根据喷补位置，计划空料线空间500m3，为确保休风后净焦到达炉腹部位，制定如下休风料单，采取单环布料，布料角度25°（见表1）。

2.3 降料面操作

本次降料面从22日22：00开始至23日04：30休风，共历时6小时30分钟。停风后实际观察，料面刚好露出第九段冷却壁的凸台上沿，实际测料面深度12m。整个降料面过程压量关系适宜，未出现明显爆震，未出现管道行程。

表1 首钢长钢8号高炉停风料单

（1）炉顶温度控制。本次降料面采用下停风料、炉顶打水、减风相结合的方式控制炉顶温度，尽量减少向炉内的打水量[1]；整个过程综合考虑料线、风量、风温、打水量、炉顶设备承受能力等来控制顶温在400℃左右（见图1）。

（2）炉顶煤气成分控制。整个降料面过程中，每小时分析一次炉顶煤气成分，重点对H2和O2含量进行监控，确认炉顶煤气中H2控制在6%以内，O2含量控制在1%以内（见表2）。

（3）风量、风压控制。降料面过程中风量、风压的控制要兼顾多个方面，既要防止因风量过大造成管道行程又要不影响降料面进程，同时还要稳定煤气流，避免出现顶压冒尖现象[2]，另外，还要控制炉顶温度，根据耗风量计算料面深度。本次降料面过程中，累计消耗风量81wm3。整个过程中未发生顶压冒尖、悬料、管道行程，未发生爆震事故（见图2）。

2.4 停风小结

（1）整个停风降料面过程安全平稳，未发生顶压冒尖、悬料、管道行程，未发生爆震事故，炉顶煤气成分都在要求控制范围。

（2）雷达料线故障，机械料线调整不到位，降料面过程中是以体积进行预算，风量消耗也以经验判断为主，没有直接的数据，致使实际料面位置比预计位置降低1.5m。由于实际料面位置比预计深，休风料在炉内的实际位置也比预计位置低。预计降料面深度10.5m，空间体积500m3，累计消耗风量78wm3，实际将料面深度12.0m，空间体积600m3，消耗风量81wm3。停风料位置的变化，对高炉开风后的复风造成了一定影响。

图1 首钢长钢8号高炉降料面期间炉顶温度变化

图2 首钢长钢8号高炉降料面期间顶压、风量、风压变化情况

3.喷补

3.1 喷补前炉型

在高炉停风，考虑到料面较深，炉顶人孔少，短期内炉内煤气量较大，休风后先倒流2小时，炉顶保持通氮气，再进行炉顶点火。炉顶点火后，对炉内观察发现，整个无冷区圆周方向均有不同程度的侵蚀，侵蚀深度200mm-300mm，其中正东方向侵蚀最严重，局部有长约1200mm，高约500mm的深坑。

3.2 喷补操作

本次喷补采用湿法喷涂工艺。喷补前对需喷补部位炉墙进行高压水冲洗，喷涂3小时后向炉内扔30袋焦炭，防止反弹料结实，喷补结束后，向炉内扔皮带轮、托辊约1吨，防止喷补反弹料结壳。整个喷补过程用时约6小时，共用喷补料70吨。目测反弹料约有5吨-6吨，反弹率约在8%左右水平。喷补结束后高炉处于自然烘炉状态。

表2 首钢长钢8号高炉降料面过程中炉顶煤气成分控制表 %

3.3 喷补小结

（1）喷补前预测炉墙侵蚀情况以均匀300mm厚度计算，考虑到无冷区恢复后要同下方平滑过渡所需，以及反弹料的影响，在计算时乘以1.5的系数，计算消耗为70吨。实际喷涂时，当所有坑洞补起后，正好将无冷区下方和上方过渡找平。计划值与操作值基本一致。

（2）炉顶点火后，按计划应在炉顶布水渣15吨，水渣厚度100mm -150mm，降低炉顶温度。但实际上由于炉顶布料溜槽不能动作，仅在25°角东北方向溜槽停止的位置，下进去约1吨水渣，把提前存放在炉顶的20袋水渣撒进炉内。没有按计划布水渣将炉顶温度，只能自然通风冷却，致使喷涂时间延后2小时。

4.复风

高炉于24日17：28开风，使用12个风口送风，开始恢复炉况。至26日07：30，通过努力，历时36小时58分钟后，高炉炉况恢复正常。

4.1 复风料安排

复风料的制定要保证有足够的热量和良好的炉渣流动性，料单1和2中含硅量按2.5%，炉渣碱度按1.0设定。高炉复风前，装料体积约100m3，后高炉开风，实施带风装料（见表3）。

表3 装炉料料单

表4 炉前出铁出渣情况统计表

4.2 复风操作

经确认到位后，高炉堵往6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#共8个风口，使用余下12个风口送风，送风面积为0.1329m2，风量1000m3/min，风压98kpa，风温700℃，顶温30℃，标准风速125m/s。由于高炉不接受风量，风量逐渐减小，风压逐渐上升，料尺不动。20:15放风坐料，回风后，风量950m3/min，风压84kpa，仍然表现为憋风，料尺仍然不动。21:56再次坐料，本次坐料效果较好，高炉进风平稳。23:56引煤气，炉况开始逐步恢复。25日06:20捅开6#风口，使用风量1700m3/min；07:50捅开7#风口，使用风量1800m3/min；11:00捅开13#风口，使用风量2000m3/min；14:30开始富氧、喷煤；16:10捅开12#风口，使用风量2000m3/min；18:35使用南铁口出渣铁，开铁口后发现南铁口上方的14#风口漏水，连续使用南场再出一炉铁后，于22:00-23:50休风更换，休风过程中捅开8#风口。开风后继续恢复炉况。26日05:05捅开9#风口，使用风量2500m3/min；08:05捅开10#风口，使用风量2900m3/min。至此，高炉恢复正常生产状态。

4.3 炉前出铁

开风前预先用捣打料将北场贮铁式大壕变为干式大壕，用氧气管将北铁口烧透，前端约500mm用有水炮泥堵口，后端用低强度炮泥堵好，以便于复风后能够及时打开铁口。

开风后出铁前期渣铁分离差不过撇渣器，改走红渣场。第5次出铁渣铁分离较好，过撇渣器。之后增加开铁口次数，活跃铁口部位炉缸，待南铁口上方的风口捅开后，南场铁口投入使用（见表4）。

4.4 总结

1.本次恢复过程顺利、快速主要得益于反弹料处理得当。第一，本次喷补采用湿发喷补，有效控制反弹料比例，实际目测反弹料量非常少。第二，喷涂前在料面加水渣，当反弹料落到料面上后会形成硬壳，在喷涂过程中在反弹料落点处加入焦炭，喷涂结束后扔入的废钢（托辊）和随后的装料会将反弹料层轧变形，即可破坏反弹料层形成的硬壳，减少对煤气的阻碍。第三，加水渣和萤石对反弹料进行溶解。喷涂料中Al2O3高达55%，必然对炉渣产生影响，因此覆盖料选择使用水渣。另集中加萤石3吨，以稀释Al2O3，改善流动性，及时排出炉外。

2.开炉料设定合理。本次开炉料选择机烧+球团的固定比例，配加适量的硅石和萤石，炉渣碱度按R2=0.9-1.05倍控制，保证炉渣良好的流动性。充分考虑喷补反弹料和料线较深的影响，开炉初期负荷控制在2.1，保证了炉内足够充沛的热量。

3.炉前出渣出铁组织得力。炉前出铁组织，从人员安排，出铁节奏控制，都进行了细化，满足高炉需求，安全及时打开铁口排放渣铁。

5.喷补效果

此次重点对无冷却区及以下十二段、十一段位置进行喷补，无冷区圆周方向喷涂厚度均匀，表面基本平滑。高炉复风后测量无冷区炉壳温度，基本维持在40℃-50℃，较喷补前120℃-150℃，炉壳温度下降明显，取消炉壳外部打水。高炉喷涂后，上部炉型近似于新开炉炉型，煤气三次分布趋于合理，高炉边缘气流容易控制，中心气流稳定。