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發(fā)布：2022-07-27 15:30:59
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王玉全 萬世龍 吉萬剛 于海新
(首鋼通鋼煉鐵事業(yè)部)
摘 要 首鋼通鋼3號2680m3高爐于2014年7月12日開爐投產(chǎn)，從2016年6月中下旬開始爐缸側(cè)壁溫度第一次出現(xiàn)升高以后，高爐就一直處于護(hù)爐生產(chǎn)狀態(tài)，2019年2月28日停爐進(jìn)行中修，中修歷時(shí)43天結(jié)束，4月13日9:56送風(fēng)點(diǎn)火開爐。在開爐3天半的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)。本文主要對爐缸整體澆筑工藝進(jìn)行簡單介紹，以及高爐開爐快速達(dá)產(chǎn)操作的總結(jié)，為以后高爐開爐快速達(dá)產(chǎn)積累經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞 高爐 爐缸整體澆筑 開爐 快速達(dá)產(chǎn)
1 概述
通鋼3號高爐于2014年7月12日開爐，高爐有效容積2680m3，設(shè)計(jì)產(chǎn)能220萬噸/年， 由于受爐缸側(cè)壁溫度的影響，高爐的利用系數(shù)以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都不理想，公司為了高爐的安全生產(chǎn)和提高高爐的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，決定于2019年2月28日對3號高爐停爐中修。2019年2月28日10:36高爐開始打水降料面，2019年3月1日2:36整個(gè)停爐降料面過程結(jié)束，歷時(shí)16個(gè)小時(shí)。停爐后對爐缸進(jìn)行清理，然后對高爐爐缸進(jìn)行整體澆筑，對其他部位進(jìn)行噴涂處理，通鋼3號高爐于4月13日9:56點(diǎn)火重新開爐；開爐后高爐用3天半的時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了達(dá)產(chǎn)任務(wù)。
2 停爐后爐缸整體澆筑工作
2.1 爐缸清理
3號高爐打水降料面到風(fēng)口帶，風(fēng)口帶到爐底還有將近7米的距離，還有640m3的爐料需要扒出爐外。扒爐分兩個(gè)階段，第一階段清理爐缸內(nèi)的殘余焦炭，第二階段清理爐底的殘余渣鐵和爐底剩余陶瓷杯墊。扒爐全部采用機(jī)械扒爐，在扒爐的第二階段遇到了困難，陶瓷杯墊熱結(jié)以后變得特別堅(jiān)硬，另外鈦礦的化合物粘結(jié)在爐底導(dǎo)致不好清理，導(dǎo)致扒爐時(shí)間較長，加長了高爐中修的時(shí)長。
2.2 爐缸澆筑
2.2.1 爐底側(cè)壁碳磚侵蝕部位修補(bǔ)及爐底澆筑
3月28日-3月30日進(jìn)行爐底側(cè)壁碳磚侵蝕部位修補(bǔ)及爐底澆筑工作。前提條件是碳磚表面沒有殘?jiān)F和其它異物。第一階段根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際碳磚侵蝕狀態(tài)，支模具進(jìn)行澆筑修補(bǔ)，主要填充碳磚侵蝕部位，以原來爐缸直徑為模板進(jìn)行澆筑。（本次澆筑直徑比原來爐缸直徑小0.3米）本次修補(bǔ)用料24.5噸。碳磚侵蝕部位修補(bǔ)完，進(jìn)行澆筑料養(yǎng)生階段，根據(jù)澆筑廠家要求，給爐內(nèi)進(jìn)行密封和做升溫措施，確保澆注料養(yǎng)生完好。第二階段澆筑爐底，爐底澆筑分兩次進(jìn)行，爐底一層外環(huán)澆筑和爐底中心澆筑，爐底澆筑高度0.5米。爐底澆筑代替了原來的陶瓷杯墊。
2.2.2 爐缸側(cè)壁澆筑
3月31日-4月5日進(jìn)行爐缸側(cè)壁澆筑工作，爐缸側(cè)壁澆筑（包括風(fēng)口帶）共分六次進(jìn)行澆筑，每次支模具時(shí)間5-10小時(shí)不等，澆筑完養(yǎng)生時(shí)間8-12小時(shí)不等，用時(shí)6天完成。每次澆筑前需要把澆筑的接觸面進(jìn)行二次清理，確保無雜物，以免影響澆筑質(zhì)量和澆筑連接處有縫隙。另外，鐵口為整體澆注結(jié)構(gòu)，將鐵口區(qū)域松動(dòng)、粉化的炭磚及鐵口框外側(cè)剛玉質(zhì)組合磚全部拆除，采用澆注的方式與側(cè)壁一體澆注，整體澆注至鐵口框。鐵口區(qū)澆筑時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行下管（79公分），確保鐵口孔道不被灌死，同時(shí)確保鐵口區(qū)域澆筑完好。具體澆筑施工和材料消耗見表1。爐缸澆注修復(fù)示意圖如下圖1。
2.3 其余部位噴涂造襯
爐缸澆筑工作結(jié)束以后，噴涂廠家開始進(jìn)行噴涂造襯，噴涂要求爐襯表面均勻光滑，爐型合理。噴涂部位從風(fēng)口上方（連接爐缸澆筑）到爐喉鋼磚下面。本次噴涂為了縮短工期，采用機(jī)械手噴涂，噴涂一遍成型，自下而上，噴涂18小時(shí)完成，用料210噸。由于使用機(jī)械手噴涂，噴涂過快導(dǎo)致反彈料較多，約占15%。噴涂結(jié)束之后開始清理爐內(nèi)反彈料，清理的比較干凈徹底。為下道工序做準(zhǔn)備。
3 開爐前準(zhǔn)備工作
3.1 高爐烘爐
噴涂結(jié)束之后，2019年4月7日16:30開始安裝烘爐導(dǎo)管，本次烘爐導(dǎo)管避開3個(gè)鐵口上方對應(yīng)的6個(gè)風(fēng)口不安裝以及一個(gè)人員進(jìn)出風(fēng)口不安裝，一共安裝23個(gè)烘爐導(dǎo)管。烘爐導(dǎo)管采用直徑為108mm的鋼管，分成兩部分。一部分是長短不等的直管，另一部分為一端為喇叭口型的管。安裝風(fēng)口小套內(nèi)焊接成 “┏”，喇叭口垂直爐底，距離爐底500mm高，每個(gè)喇叭口用三個(gè)角鋼做支撐，成三角形固定，立于爐底。所有烘爐導(dǎo)管用鋼筋點(diǎn)焊連成一體，焊接牢固，防止送風(fēng)后發(fā)生位移。為了更好地掌握烘爐的升溫速率，在三個(gè)鐵口插入了4根熱電偶，輔助烘爐，在1號和2號鐵口各插入1根熱電偶，距離爐墻300mm遠(yuǎn)；在3號鐵口插入2根熱電偶，1根長的到達(dá)爐缸中心位置，1根短的距離爐墻300mm遠(yuǎn)。4根電偶的測溫頭部位用高鋁磚壓住，確保測溫測的是磚溫（即是爐缸澆筑料表面溫度），而不是熱風(fēng)溫度。烘爐溫度以熱風(fēng)溫度為主，以鐵口溫度為輔，嚴(yán)格按照烘爐曲線進(jìn)行烘爐，高爐烘爐共80小時(shí)。烘爐曲線如圖2。
3.2 高爐打壓試漏
高爐烘爐結(jié)束后，在高爐涼爐過程中，對熱風(fēng)爐和高爐本體等設(shè)備進(jìn)行了打壓試漏。本次打壓試漏分兩步進(jìn)行：0.1MPa―0.2 MPa 逐步提壓。每次壓力穩(wěn)定30min，確認(rèn)無漏點(diǎn)，再提高。
4 開爐實(shí)際操作
4.1 枕木填充及裝料
4.1.1 枕木填充
本次開爐采用枕木開爐，爐缸填充枕木。其優(yōu)點(diǎn)是有利于爐料松動(dòng)，點(diǎn)火時(shí)可均勻開風(fēng)口，有利于順行，到達(dá)爐缸的焦炭經(jīng)過風(fēng)口區(qū)燃燒加熱，有利于加熱爐缸和開鐵口[1]。爐內(nèi)裝枕木前，爐底鋪好墊底焦60t，有效的保護(hù)爐底。枕木采用散裝法，枕木通過輥道裝入，填充率按48%。在散裝枕木過程中，爐內(nèi)裝入一定量的枕木后人員要進(jìn)爐內(nèi)處理翹起的枕木，枕木裝至風(fēng)口中心線以下0.5m時(shí)要盡可能的擺平滿鋪枕木，以防空隙過大裝凈焦時(shí)進(jìn)入爐缸焦炭太多，致配料計(jì)算錯(cuò)誤。枕木碼到風(fēng)口中心線以下0.5m的位置，沿爐墻立碼枕木一圈，有效支撐和保護(hù)風(fēng)口。
4.1.2 裝料
本次裝料分三部分。第一部分為凈焦，批重15.8t，共28批，邊裝料邊進(jìn)行料面實(shí)測，裝完28批凈焦理論計(jì)算料線19.44米，實(shí)際料線20.23米，與計(jì)算料線相差不到1米，說明枕木裝的比較成功。第二部分為空焦（含凈焦輔料），輔料主要是石灰石和螢石，凈焦批重15.8t，石灰石3.86t，螢石1t，此部分一共裝31批。第三部分是正常料，礦批重36.45t，焦批重15.8t，共26批。最后根據(jù)布料實(shí)測選擇開爐布料矩陣為C827262524213↓O82736352↓，料線1.5米。
4.2 冶煉參數(shù)的確定
本次開爐為枕木開爐，開爐總焦比3.0t/t,開爐堿度0.92。開爐生鐵成分設(shè)定和開爐原燃料及輔料條件如下表2和表3。
4.3 冷風(fēng)烘料
高爐正式送風(fēng)前需對爐內(nèi)裝爐料預(yù)熱和烘干水分，即對爐內(nèi)吹冷風(fēng)，為高爐送風(fēng)后盡快引煤氣和干法除塵系統(tǒng)順利投入創(chuàng)造條件。2019年4月13日6:36 3號高爐開始送冷風(fēng)烘料，冷風(fēng)烘料時(shí)長3小時(shí)20分鐘。
4.4 開爐點(diǎn)火操作
2019年4月13日9:56分3號高爐開爐點(diǎn)火，此次開爐堵10個(gè)風(fēng)口，采用20個(gè)風(fēng)口送風(fēng)。點(diǎn)火風(fēng)量1950m3/min，熱風(fēng)壓力90kPa，熱風(fēng)溫度750℃。10:02 12#、26#、27#、28#風(fēng)口明亮，10:46 20個(gè)送風(fēng)風(fēng)口全部明亮。10:56探尺活動(dòng)開始下料。15:56送煤氣（累計(jì)風(fēng)量14.9萬）。
5 高爐達(dá)產(chǎn)操作
高爐開爐點(diǎn)火初期，爐頂煤氣放散閥全開，煤氣處于放散狀態(tài)，隨著爐料的下降，爐頂煤氣成分中CO2逐漸上升，表示爐內(nèi)的礦石開始軟化還原，15:56煤氣成分化驗(yàn)合格，高爐開始送煤氣，成功完成煤氣回收工作。
5.1 負(fù)荷調(diào)整過程
高爐開爐至高爐達(dá)產(chǎn)期間一共做了5次負(fù)荷調(diào)整。第一次負(fù)荷調(diào)整是在開爐后5小時(shí)，根據(jù)實(shí)際加風(fēng)情況和下料情況，把礦批加到43噸。隨著爐內(nèi)加風(fēng)和下料，在出鐵后進(jìn)行了第二次負(fù)荷調(diào)整，歷時(shí)22小時(shí)44分鐘，礦批加到47噸。根據(jù)爐況實(shí)際情況，為了加風(fēng)需要，高爐開始逐步開風(fēng)口，在開了6個(gè)風(fēng)口以后爐內(nèi)做了第三次負(fù)荷調(diào)整，礦批加到50噸，歷時(shí)33小時(shí)10分鐘。之后根據(jù)實(shí)際爐況和料速并結(jié)合爐外鐵水含硅量，在4月15日6:40和11:00別做了第四次和第五次負(fù)荷調(diào)整，礦批由50t-53t-55t。具體調(diào)整見表4。高爐的負(fù)荷加的如此快速，是高爐加風(fēng)和開風(fēng)口的時(shí)機(jī)掌握的較好，負(fù)荷的快速調(diào)整也為高爐快速達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件。
5.2 開風(fēng)口過程
高爐點(diǎn)火開爐后23小時(shí)30分鐘時(shí)，高爐風(fēng)量達(dá)到2100m3/min，高爐為了繼續(xù)上風(fēng)，4月14日9:26開始捅開了第一個(gè)風(fēng)口，隨著以后爐況和加風(fēng)的需要逐步開風(fēng)口，到4月15日14:00風(fēng)口全部捅開，實(shí)現(xiàn)了全風(fēng)口作業(yè)。具體開風(fēng)口情況見下表5。
5.3 出鐵情況和鐵水溫度
根據(jù)開爐料實(shí)際上料和理論計(jì)算爐缸內(nèi)鐵量情況，4月14日7:36高爐第一次出鐵，鐵水含硅量3.68%，物理熱1349℃，渣鐵水流動(dòng)性良好，渣鐵分離效果良好，直接走水沖渣。第一次鐵出鐵時(shí)間1小時(shí)11分鐘，出鐵量230噸。隨著爐內(nèi)負(fù)荷的調(diào)整和出鐵次數(shù)的增多，鐵水的含硅量逐步下降到0.8%的水平，物理熱逐步上升到1500℃以上。至4月16日高爐達(dá)產(chǎn)鐵水含硅量控制在0.6%的水平。
5.4 高爐噴煤和富氧
隨著爐內(nèi)負(fù)荷的調(diào)整，高爐4月14日18:00開始噴煤，小時(shí)媒量5噸。4月15日18:38高爐開始富氧，氧量2000m3/h。隨著以后爐況的需要煤量和氧量逐步加大。
6 總結(jié)
此次通鋼3號高爐開爐比較順利，32小時(shí)4分鐘噴煤，52小時(shí)4分鐘全風(fēng)口作業(yè)，并且3天半的時(shí)間快速的達(dá)產(chǎn)，這是通鋼的一個(gè)全新的歷史記錄。（1）此次中修采用爐缸整體澆筑技術(shù)，大大縮短了檢修時(shí)間；（2）制定合理的開爐方案以及開爐前的準(zhǔn)備工作充分，為高爐順利開爐提供了必要保障；（3）開爐各項(xiàng)參數(shù)的選擇至關(guān)重要，后續(xù)開風(fēng)口加風(fēng)和負(fù)荷的調(diào)整，是高爐強(qiáng)化冶煉的基礎(chǔ)，為高爐快速達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件；（4）開爐后爐前及時(shí)出凈渣鐵，為高爐快速達(dá)產(chǎn)提供了有利保障。
7 參考文獻(xiàn)
[1] 王筱留．高爐生產(chǎn)知識問答．北京：冶金工業(yè)出版社，2008.
[2] 邱道欽，范川澤.新型澆筑爐缸在羅源閩光1號高爐的應(yīng)用//[C].2019年第十一屆全國煉鐵系統(tǒng)高峰論壇論文集.
