450m3高炉开炉铁口预埋风枪出铁实践

2019-10-23赵金巍陈玉成夏传良

新疆钢铁 2019年2期

赵金巍，陈玉成，夏传良

（新疆昆玉钢铁有限公司）

1 前言

一直以来，昆玉钢铁高炉开炉均在铁口预埋煤气导出管，目的在于在开炉期间，利用煤气来加热炉缸。由于停炉时间较长，炉缸温度严重不足，开炉渣铁流动性差温度低且粘稠，尤其是中修开炉，高炉炉缸内死铁层厚度达1300mm，由于铁口孔道底部与渣铁接触界面混有温度不足的渣铁，现场开铁口机钻不动，常规做法是在炉缸存铁量达到一定程度后，使用氧气管烧开铁口。

用氧气烧铁口存在以下问题：（1）多人操作加之现场空间狭小，存在严重安全隐患，一旦出现异常情况，人员难以及时撤离；（2）消耗大量的氧气管，造成一定的材料浪费；（3）烧通铁口耗时较长，易造成炉内严重憋风，影响炉况恢复速度，存在引发重大恶性事故的风险；（4）产生大量黄烟污染环境，影响职工身体健康；（5）长时间用氧气烧铁口，导致铁口不宜维护。

这种常规的开铁口方法不能将第一炉铁的铁口快速、顺利打开。为了顺利打开第一炉铁口，通过借鉴其他钢企开炉生产实践，2019年昆玉钢铁高炉复产期间，采取铁口预埋风枪，通过具体组织实施和不断优化，实施了铁口通入压缩空气快速开炉方法。

2 昆玉钢铁高炉简介

昆玉钢铁 2#、3#高炉（450m3）设一个铁口，16 个风口，采用平坦化出铁场，储铁式主沟。设计利用系数3.2t/m3·d。炉顶采用紧凑式串罐无料钟炉顶装料设备。炉体采用全冷却壁薄炉衬结构，软水密闭循环冷却。其中，炉身中、上部采用铸铁冷却壁，镶磷酸浸渍粘土砖；炉腹、炉腰、炉身下部热负荷大的区域采用铸钢冷却壁，热面镶烧成微孔铝碳砖，背面穿蛇形管；炉缸则采用低铬耐热光面铸铁冷却壁。炉底砌筑采用大块碳砖加陶瓷杯砌体复合炉衬结合水冷炉底结构，炉底共砌四层碳砖，总厚度为1600mm。其中，第一、二层为半石墨碳砖，第三层为微孔碳砖，第四层为超微孔碳砖，上设700mm陶瓷垫。炉缸外侧环砌6层超微孔碳砖，炉缸最上部环砌3层微孔碳砖，炉缸内侧陶瓷杯采用全杯结构。煤气净化系统采用重力除尘+布袋除尘的干法煤气除尘系统，煤气含尘量可降至5mg/m3以下。采用3座改进型顶燃式热风炉，预热助燃风，设计风温1200℃。风机采用BPRT技术，充分利用炉顶余压。

3 高炉铁口预埋风枪的设计及制作

2019年昆玉钢铁高炉开炉铁口由煤气导出管改为预埋风枪出铁操作。铁口风枪主要由三部分组成，即炉内伸出泥包部分、泥包铁口通道预埋部分、炉外部分。铁口风枪炉内伸出泥包部分圆周方向钻有10mm小孔；两路压缩空气接口、压力表布置在炉外。高炉的铁器预埋风枪如见图1所示。

图1 高炉开炉铁口预埋风枪示意图

铁口风枪在高炉烘炉前进行安装，根据事先确定的铁口泥包、炉内部分、铁孔通道总深度控制预埋长度，铁口泥套外保留约1000mm，确定好位置后，用浇注料将风枪与铁口通道间的缝隙添紧夯实，考虑开炉期间动力管网压缩空气压力的波动，因此风枪制作时炉外部分设计了两路压缩空气，即动力管网压缩空气、喷煤空压机压缩空气。两路压缩空气均使用金属软管连接至风枪，喷煤压缩空气连接时通过煤粉喷吹管道连接，金属软管与压缩空气连接并配置球阀、压力表，以便于观察压力表变化，掌握炉内来渣情况。

4 铁口风枪操作要点

（1）在高炉装料完毕送风点火前，压缩空气阀门开至1/3，送风后铁口风枪上的压力表、开关由炉前安排专人监督，保持压力在0.35～0.40MPa。

（2）在压缩空气压力不变的情况下，铁口风枪压力缓慢升高，值班室根据批重和下料批数计算，炉内存渣量基本达到出铁要求，炉前做好风枪出铁准备。

（3）根据值班室指令，以及风枪压力升高趋势，炉前工先关闭1#DN50阀门，对1#DN50阀门后压力表进行泄压，然后迅速拆除1#DN50阀门后金属软管以及压力表，打开1#阀门放出渣铁。

（4）在打开1#阀门放出渣铁的同时，迅速关闭2#DN50阀门，对阀门后压力表进行泄压，然后迅速拆除2#DN50阀门后金属软管以及压力表。

（5）异常情况处理预案。若压力表憋压，压力持续升高，打开1#阀门未见渣铁，在此情况下预判为压缩空气量过大，导致铁口渣铁受压缩空气吹至冷凝，堵塞铁口通道，导致铁口难开，炉前工采用氧熔棒割断风枪炉外部分，高炉工长需立即组织炉前加大烧铁口强度，烧铁口时尽量调整吹氧管角度向上烧，以尽快烧开铁口通道，及时放出炉底低温渣铁。若持续烧铁口仍不见渣铁，则缓慢放风直至休风处理，集中力量从铁口上方1#、16#风口向下烧，努力将铁口与铁口上方风口联通。避免随时间延长，炉缸积存渣铁量过多，炉况出现波动或发生风口中小套烧漏等情况，导致炉渣灌至鹅颈管，增加恢复难度，引发更大损失。

5 铁口风枪操作实践

5.1 3#高炉操作实践

昆玉钢铁3#高炉于3月15日21：19送风点火开炉，1：36 引煤气，5：10 风枪压缩空气压力升高至0.12MPa，炉前工按上述操作要点，关闭1#阀门，拆除压力表泄压，拆除1#阀门处的金属软管，迅速打开1#阀门，顺利放出第一炉火渣，同时拆除2#阀门。3#高炉开炉放火渣三炉，14：06～14：56 顺利第一炉铁过大闸，3～0002铁次物理热超过1400℃，3月24日铁水产量达到1471.39t，利用系数达到3.27t/m3.d。

5.2 2#高炉操作实践

2#高炉 3 月 18 日 21：19 送风点火开炉，0：58 引煤气，借鉴3#高炉风枪操作经验（风枪1#阀门开的过早），至5∶40待压力表压力升高至0.16MPa时关闭1#阀门，拆除压力表泄压，拆除1#阀门处的金属软管，迅速打开1#阀门开始放渣铁，间断性堵、开口放火渣四炉，11：29～12：34 第一炉铁顺利过大闸，2～0003铁次铁水物理热超过1400℃，3月26日铁水产量达到1503.38t，利用系数达到3.34t/m3.d。

两种开炉方式效果对比见表1。

表1 昆玉钢铁450m3高炉两种开炉方式对比

两座高炉使用风枪开炉实践情况基本一致，以3#高炉使用风枪开炉与使用煤气导出管开炉进行对比分析。2019年3#高炉铁口预埋风枪操作打开铁口用时较2018年使用煤气导出管节约3.93小时，吹氧管用量节约220根，高炉点火后加全风时间缩短3.57小时。其中高炉达产时间、入炉焦比、喷煤时间较2018年延长，主要为2019年高炉开炉期间严格要求值班室参照炉温控制标准进行热制度调剂（要求送风点火后第二天硅稳定1.0%～1.5%，第三天、第四天稳定在0.8%～1.0%，随后进行中上限炉温控制，炉温控制在0.6%～0.8%），必须保证铁水物理热高于1430℃，利于加热炉缸提高炉缸热储备，尽快恢复炉缸活跃。开炉期间选择相对较低的煤比喷吹冶炼，增加焦批重量保证料柱的焦层厚度，更好地改善料柱透气性及开炉初期死料柱的透液性，以寻求高炉炉况恢复顺利。