首钢长钢9号高炉长期休风快速恢复炉况实践

郝文龙，王 凯，张红斌，刘小龙

（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（全文简称“首钢长钢”）9号高炉有效容积1 080 m3，设计2个铁口，20个风口，送风面积0.228 m2。历次的长期休风，炉况恢复都在30 h以上，长期的慢风作业导致炉缸工况进一步变差，指标难以快速恢复到休风前水平，极大地影响当月的产量任务完成和指标优化提升。

首钢长钢9号高炉于2021年5月18日休风24 h（实际休风26 h 52 min）进行计划检修，优化检修方案，同步调整更换到期风口小套10个、风口二套3个。炉况恢复时间16.96 h，比过去同类休风节约10 h，实现了高炉长期休风后炉况快速恢复。

1 休风操作

1.1 休风前准备工作

由于焦化年修，4月份全部采用外购湿熄焦，因质量变差，焦炭负荷退至最低4.35，导致炉缸工作状态欠佳，5.8 m中心点温度降低至287℃。5月11日干熄焦系统检修完毕，焦炭逐步由湿焦转换为干焦，负荷逐步由4.35升高至5.0。

为改善炉缸工作状况，确保检修后快速恢复炉况，检修前逐步增大风量，以吹透中心、活跃炉缸为主，炉前出铁炉次按大于14炉次/d组织，以达到活跃炉缸目的[1]；13日料制由C：41（3）39（2）37（2）35（1）32（2）O：38（5）37（4）36（2）调整为C：41（3）39（2）37（2）35（1）32（2）O：39（2）38（3）37（3）36（3），保持炉内风压的平稳及合理的煤气流分布，提高顺行度。休风前控制好炉温，保证炉缸热量充沛，物理热不低于1 490℃，生铁w（Si）在0.6%左右。

通过一系列措施调整，炉缸5.8 m中心点温度由287℃逐步升高至检修时的298℃，为检修后顺利恢复炉况奠定了基础。

1.2 制定休风料单

根据原燃料情况，充分考虑高炉休风期间的热量损失，保证复风过程炉缸热量充沛，以及休风后料柱透气性变化，改善料柱透气性，加速复风后的恢复进程。休风料情况如表1所示。

表1 休风料单

1.3 炉前出铁组织

为了能出净渣铁，本次休风克服以往摆动溜槽设计造成的单铁口休风模式，选定以北铁口为主出铁口，南场提前备“1+1”罐，当北铁口铁量达到140 t时，组织打开南铁口，实现高炉双铁口休风，有利于出净渣铁，减小炉况恢复难度[2]。

1.4 休风前渣铁情况

休风前炉况顺行，风量3 450~3 500 m3/min，料线均匀顺畅，炉温充沛、炉缸工作较活跃。休风前渣铁成分如表2所示。

表2 休风前渣铁成分

2 休风期间保温措施

2.1 控制炉体冷却水

9号高炉采用开路循环水冷却工艺，由1台高压泵和2台中压泵进行供水。休风后40 min停高压泵，系统全由中压水进行循环冷却，系统水量降至90%；休风1 h后停1台中压泵，系统水量降至60%；休风2 h后，再停1台中压泵，系统由单台中压泵供水，此时对全部21处分段总门进行调节，系统水量控制到40%。通过控制21处分段总门、4~6段冷却壁、54个供水球阀中压串高压调节阀，风口平台水压由0.3 MPa提升至0.37 MPa再到0.42 MPa，水量降至30%，在保证风口系统、炉缸系统供水流量的同时，实现了提水压降水量的目的，从而保证整个系统的正常循环。

通过优化冷却水量控制，减少冷却水带走的炉内热量，更好实现休风期间高炉保温。

2.2 更换风口

本次检修需调整更换10个到期风口小套，3个风口二套，特别是变形上翘的风口二套拆卸困难，耗时较长，因此需合理组织进行快速高效更换，避免炉缸热量大量散失。

本次更换作业利用热胀冷缩原理，先使二套受热膨胀，然后骤冷使其缩小、自然松动、便于拆卸[3]。具体操作为：休风后，将二套供水阀关闭，打开供排水连接软管快速接头；将喷枪氮气用胶皮管通过快速接头与二套供水管接头连接；打开氮气阀，利用高压氮气将二套内的冷却水反复吹扫2~3次，直到冷却水吹净为止，二套受热膨胀；40 min后风口小套基本拆卸完毕，二套供排水管道连接到位，将二套供水逐步打开，水量在2 min内按1/3~1/2直至全开的控制方式，将冷却水通入二套，使得二套迅速冷却，体积收缩，与大套的结合面产生松动，抵消由于变形带来的拆卸困难。通过此办法，变形风口二套拆卸时间由原来的3~4 h缩短到5 min，减少了休风期间炉缸热量散失，利于炉况恢复。

3 复风操作

在休风26 h 52 min后的5月19日05：05，高炉开始复风。

3.1 送风制度调整

本次复风堵3号、8号、13号、18号风口，开16个风口。综合考虑风量、风压、炉温和出铁情况以及风口的水温差，逐步捅开风口，并增加风量。复风后初始风量1 600 m3/min，风压70 kPa，送风后风量萎缩，料线呆滞，高炉不接受风量，逐步萎缩至1 400 m3/min。随着炉前出铁的好转，07：20塌料至5.0 m，压量关系恢复正常；根据压量关系，加风3次，每次加风100 m3/min，风量恢复至2 140 m3/min；19日13：19捅开13号风口，风量恢复至2 509 m3/min，风压220 kPa，压量关系适宜；14：56捅开18号风口，风量增加至2 880 m3/min；18：45捅开3号风口，风量增加至3 150 m3/min；22：00风量恢复至3 300 m3/min，压量关系适宜，炉温充沛，炉况恢复至正常水平；20日00：38捅开8号风口，风量恢复至3 400 m3/min。至此，风口全开，恢复至全风作业。开风口加风具体过程如表3所示。

表3 9号高炉开风口加风进程

3.2 出铁组织

本次复风选定南铁口出铁，预先用捣打料将南场大壕变为干式大壕，前期出铁不过撇渣器，渣铁改走红渣场；提前清理干净红渣场，并对红渣场挡墙进行砌筑加固；19日晚上提前用氧气管将南铁口烧透，用有水炮泥堵口的深度约500 mm，后换用低强度炮泥将铁口堵好，以便于复风后能够及时打开铁口。

考虑到初期炉温低、风量小、炉缸不活跃、渣铁流动性差，在出铁组织上，复风后85 min就打开铁口，增加铁次，力争及时把凉的渣铁排放出来。06：30组织打开南铁口，铁量较少，未过撇渣器，07：00来风堵口，重新组织打开南铁口，出铁时间为07：30—10：01，过铁量131 t，w（Si）=1.50%~1.55%，w（S）=0.012%，铁水物理热1 377~1 397℃，并呈上升趋势，渣铁流动性较好。南场87—89炉次，渣铁流动性良好，随着焦炭下达，炉温恢复至1 477℃，渣碱度为1.22~1.16。89炉次出铁结束后，组织打开北场铁口，90—91炉次渣铁流动性良好，铁水温度1 457~1 495℃，w（Si）=1.57%~1.32%，渣碱度1.15。炉前出铁情况如下页表4所示。

表4 复风后出铁情况

3.3 料制调剂

复风后初始批重20 t，负荷4.0。05：40补焦炭两批共15 t，09：17赶料线至3.0 m。09：27将第23批扩矿批至25 t，48批扩矿批至28 t，负荷4.4；料制调整为C：40（3）38（2）36（2）34（1）31（2）O：37（3）36（5）35（2），料线1.8 m。89炉次出铁期间，于14：56捅开18号风口，风量恢复至2 790 m3/min，料尺偏行现象消失，料尺趋于均匀。随着风量恢复，逐渐恢复矿批、负荷，17：30退高硅块，20：11恢复矿批至32 t，负荷恢复至4.60，料制调整为C：41（3）39（2）37（2）35（1）32（2）O：37（4）36（5）35（2），料线1.7 m；22：30矿批恢复至34 t，料制调整为C：41（3）39（2）37（2）35（1）32（2）O：39（2）38（3）37（3）36（3），料线1.5 m。至此，高炉布料恢复正常。高炉料制调整如表5所示。

表5 料制调节情况

4 结论

1）休风前保证炉缸热量充沛，工作活跃，生铁w（Si）控制在0.6%左右，保持全风作业，炉前出铁炉次按大于14炉次/d组织，以达到活跃炉缸目的。

2）休风时改变以往单铁口模式出铁，采取双铁口休风，以北铁口为主出铁口，同时南场备1+1罐，保证高炉双铁口同时出净渣铁。

3）确定合理的休风料并下达指定位置，合理测算炉渣碱度，渣中镁铝质量比为0.55~0.6，确保复风后良好的渣铁流动性。

4）休风期间合理组织更换到期风口小套、二套（共10个风口小套、3个风口二套），特别是更换2号变形风口二套仅用5 min，累计节约更换时间10 h，避免了炉缸热量大量散失而影响复风操作。

5）复风期间启用2号高压泵，增加风口小套部位冷却强度，压力比平时提升0.1 MPa（由1.35 MPa提升至1.45 MPa），流量增加2 m3/h（由22 m3/h提升至24 m3/h），风口小套水温差整体降低1~1.5℃（由6.5~8℃降低至5.5~7℃左右），避免了由于炉缸不活跃造成的风口小套烧损。