津西2 000 m³高炉焖炉和复风操作实践

赵建宇 李建伟

1.前言

津西股份2号高炉有效容积2000m3，高径比2.522，属于矮胖型高炉。设计有三个铁口成“Y”型布置，30个风口。为积极响应国家环保号召，于2021年3月14日满料焖炉。因公司前期烧结工序“去限产”，烧结产能不能满足高炉需要，只能配加部分落地矿。考虑到落地矿性能相对较差，专门制定了严谨复风准备工作和一系列技术方案，以保证复产后快速全风。本次 高炉因环保限产共计休风17天54分钟，于4月1日0：42送风，32分钟后引气，4月3日9：00全风操作。

2.焖炉操作

2.1 焖炉前期准备工作

科学选择焖炉配料参数是高炉顺利复风达产的核心。本次焖炉配料的原则是确保炉内充分升温，炉缸能储存足够的热量，确保渣铁有充足的物理热及良好的流动性。为此，焖炉料由净焦+负荷料组成，并分多段陆续交替加入，保证了复风后炉缸热量充足、炉料透液性及透气性良好。最终设定焖炉全焦比1.4t/t, 预定铁水含硅1.5%，渣碱度R2=0.9%，吨铁渣比438.2kg。另外，为确保复风后生成的炉渣在低温具有良好的流动性，焖炉料按设定铁中锰含量为0.99%，渣中CaF2含量3%，配加萤石、锰矿以降低炉渣黏度；利用硅石控制炉渣Al2O3在16%以下，并配加白云石提高炉渣MgO含量，改善炉渣流动性。其中负荷料降低球团矿配比至7%，减少了钛负荷，有利于促进渣铁流动性。见表1。

表1 焖炉料的组成 kg

2.2 休风操作

合理的焖炉料是高炉复产后能否快速顺产达产的关键。高炉于3月14日6:00开始，小时煤量由43吨逐步降低至25吨，16:30开始下焖炉料，逐步降低炉渣碱度，炉温由0.3%提至0.8%，铁水物理热1500℃～1530℃，最后一次1号铁口适当提高铁口角度、大喷铁口，出净炉内渣铁。停炉前炉况顺行，炉温符合焖炉预定值，渣铁流动性良好。3月14日23:48分休风停产焖炉。

2.3 密封工作

焖炉的目的是为了最大限度保证炉缸温度，减少高炉热损失，并为后续高炉炉况顺行提供有力保障。津西股份2号高炉本着“只有封好炉，才能开好炉”的原则，严密组织封炉工作。主要采取的措施：

（1）上部密封：为了有效做好炉顶密封工作，隔断空气与炉料的接触，故炉顶采取盖水渣封炉，总计加水渣约43吨。布完水渣后料面无明显火焰，炉顶温度控制在45℃以下，此时料线为1.3米。

（2）中部密封：适当降低冷却强度，休风停炉5小时后工业水循环泵停泵1台（共2台），停炉7小时后软水循环泵停泵1台（共2台），冷却壁软水流量在3200m3左右（每区800m3），停炉4天降至2400m3（每区600m3），一周降至1600m3（每区400m3）。

（3）下部密封：休风后迅速卸下吹管，每个风口堵泥量10cm后放入切割好的耐火砖，然后堵满小套，并在大套与小套之间填满河沙，外部用耐火砖砌筑放上有水炮泥，炮泥表面涂抹黄油，确保密封效果。

3.开炉操作

3.1 复风前准备工作

3.1.1 设备及能源介质方面

高炉送风前必须进行充分的设备调试、试车和各种能源介质的再确认，以及高炉送风前工艺和生产组织方面必要的准备工作，以确保高炉送风后各系统的运转正常和生产组织系统流畅，为高炉尽早恢复提供保障。送风前要对槽下上料及炉顶系统、炉前设备、冷却系统、渣处理系统、炉顶氮气及炉顶洒水装置、重力除尘器、热风炉及干法除尘系统、喷煤系统、自动化、仪表系统、能源介质9个系统进行确认。

3.1.2 送风风口的确定

本次开炉选定2号铁口出铁（2号铁口方向备有干渣坑），因此确定送风风口为2号铁口上方及周边15个风口送风，风口号为5号～19号，送风面积占全风口面积的50%。送风风口清净中小套内凝结渣铁，向下挖至全是燃烧焦炭，其标准是打开氧枪的氧气、压缩空气后，铁口上方风口前焦炭逐渐暗红，说明该铁口与上部风口通畅。未送风风口用砖堵好，外面再用有水炮泥堵上，确保送风后不能自动吹开。

3.1.3 铁口埋氧枪

考虑到2号高炉焖炉时间较长，炉缸温度低，冷凝渣铁流不动或流动性差，难以排出的问题，采取了埋氧枪开炉，氧枪提前20小时埋入铁口持续吹氧燃烧，提高炉缸温度，使炉缸内冷凝的渣铁熔化，加速形成炉缸渣铁，使其尽快从铁口排出。

3.2 复风操作

3.2.1 第一阶段，高炉复风—稳步恢复阶段

第一阶段高炉操作。4月1日0:42分开始送风，风压80kpa,风量2160m3/min，风温630℃，送风初始料线2.08 m，5号-19号共计15个风口送风，送风总面积0.1641m2（焖炉料线1.4，证明密封效果较好）。根据开炉方案，2号铁口出铁。

开炉料配加使用高碱度烧结矿/球团/块，比例为85%:7%:5%，减少了入炉料钛含量，并分批加入硅石、萤石及锰矿，目的是降低炉渣粘度，改善渣铁流动性，有利于铁水在炉内渗透和顺利排出。复风后补净焦2批，既补充热量又增加炉料透气性，1:15高炉引煤气成功。2:25出第一炉渣铁(约5吨左右)。见表2。

表2 出铁时间及渣铁成分 %

5:10分开始捅风口、加风，16:00-18:00期间，因炉前出铁不及时和炉温、碱度上行趋势，造成高炉透气性及透液性恶化，此时18号19号风口涌入部分渣铁。为把事故降到最小，高炉逐步由280kpa减风180kpa。4月2日6:00，炉温下降2.18%，炉内渣铁大量排出，气流逐步稳定，高炉逐步加风至283kpa,14:40分风压285kpa，高炉开始喷煤。见表3。

表3 高炉加风情况

3.2.2 第二阶段 高炉喷煤—全风、全风口阶段

第二阶段高炉操作。4 月2 日1 4:4 0 分风压285kpa，高炉风压加至全风的70%，开始喷煤，初始喷煤量10t/h，16:00开始富氧3000m³/h，此时送分风口占全风的80%。 4月3日9点风压410kpa，高炉全风操作，历时56小时18分。见表4。

表4 捅风口情况

3.3.3 第三阶段 强化冶炼阶段达产

4月3日全风后，高炉提高热风温度至1200℃、富氧量10000m³/ h，增加小时喷煤量至32吨，调整焦炭负荷至4.5 t/t。4月4日高炉日产铁6082吨（复风第4天），利用系数3.04t/m³.d,焦比降至330kg/t，炉温稳定在0.35%～0.4%水平。见表5。

表5 高炉经济指标 kg/t

（1）热制度的调整：高炉在保持铁水物理热1500℃基础上，以降硅不降热为原则，稳步降低铁水含硅在0.35%～0.40%水平；随着喷煤量逐渐增加，热风温度控制在1200℃；增加焦炭负荷，由全焦负荷2.58t/t调整至喷煤负荷4.5t/t。

（2）造渣制度的调整：根据生铁含硫和炉渣成分实际情况，逐步取消硅石、萤石等配料，炉渣碱度由1.0%调整至1.2±0.03%；渣中镁铝比控制在0.55%左右，在保证炉渣良好流动性前提下，同时也有利于高炉燃料消耗的降低。

（3）装料制度的调整：随着高炉风口、风压、风量的逐渐增加，矿批由45t 调整至66t；逐步增加焦、矿最大角度，布料角度由负3度调整至正1.2度，加重边缘气流同时中心加焦发展中心气流，保持两股气流顺畅，煤气利用率达49.0%。

4.焖炉及开炉评价

4.1 不足之处

（1）炉前组织不严谨，人员安排不合理，延误出铁时间，未按规定时间出净渣铁。

（2）4.1日后期，因加负荷过慢，生铁含硅3.47%、炉渣碱度1.39%、渣铁粘度大、渗透性不好，导致渣铁流动性差，甚至18号19号两个风口出现涌渣、灌渣现象，影响了后续喷煤。

（3）选择单侧开风口送风，料面偏尺严重，局部时有气流出现，可以考虑2号3号铁口上侧对称开风口。

4.2 成功之处

（1）本次焖炉期间料尺仅下降60cm，说明采用炉顶盖水渣焖炉及快速堵风口等密封措施取得了良好效果。

（2）因复风前3个铁口使用氧枪伸入铁口内，加热炉缸，尽可能熔化炉缸内冷凝的渣铁从铁口排出，使铁口和风口保持畅通，缩短高炉开炉和炉况恢复时间，为第一炉铁顺利排出奠定基础。

（3）开炉前对炉前设备、卷扬设备、热风设备进行试车确认，没有因设备故障延误炉内加风及炉前出铁。

5.结论

（1）高炉封炉是关键。必须遵循“只有封好炉，才能开好炉”的原则，封炉后，炉顶温度控制在45℃以下。

（2）长期焖炉复风前必须保证送风口与铁口贯通，形成“三通”状态。

（3）长期焖炉复风后，热制度与造渣制度 匹配尤为重要。本次开炉，当炉温在1.0%、炉渣碱度在1.18%的范围，最适宜高炉加风。

（4）合理安排炉前人员，工作配合到位，保证及时出净渣铁。

（5）焖炉前天降低高炉喷煤量，减轻焦炭负荷，增大炉料焦矿比例，提高炉料透气性，为开炉工作提供有利条件。