350m3封炉实践

济钢350m3高炉封炉实践

济南钢铁集团总公司（简称济钢）6#高炉于1993年8月25日建成投产，有效容积350m3，14个风口，斜桥双料车上料，炉体冷却采用软水密闭强制循环，1998年炉底冷却由自然风冷改为水冷。2000年以来，炉体劣化破损进程加剧，炉腰腹部位冷却壁损坏严重，炉壳多处开裂、变形、错位。特别是2000年12月，炉底侵蚀严重，炉底温度急剧上升，被迫用钒钛矿护炉，威胁高炉安全稳定生产，于2001年4月8日停炉大修。大修过程中，制定了科学合理的施工网络，并严密组织生产，整个工期仅用了38天，创造了济钢350m3高炉大修改造工期历史最短记录。

2 停炉操作

2.1 停炉前炉内操作

由于停炉前钒钛矿护炉时间较长， 炉缸堆积严重，炉腹区渣皮较厚，为实现快速扒炉，必须对炉缸、炉墙进行清洗。经分析，确定了“以炉缸的清理为中心，保证炉况稳定顺行，保证炉体、炉缸安全”的操作方针。

(1)停炉前炉况稳定顺行，全风操作。装料制度采用3OOCC↓+COOC↓，适当发展边缘气流，清理炉腹渣皮。

(2)适当提高炉温，降低二元碱度，控制［Si］0.5％～0.7%，R21.10～1.15。同时改善用料结构，配加黑旺矿500kg/批，以保证充沛的渣铁温度及良好的流动性。

(3)考虑炉底脆弱的特殊性，停止护炉处理炉缸准备停炉的同时，根据停炉进程于2001年4月6日切断全部20根炉底冷却水，将中间10根水管用高铝质无水浆灌死，以防止炉底烧穿爆炸引发恶性事故，严密监视炉底温度确保炉底安全。在此基础上，加入萤石500kg/批，进行洗炉，使炉缸处于宽阔、清洁状态。 2.2 停炉前预休风

针对炉墙结厚的现实，进行了细致周密的准备，为安全停炉奠定了基础。2001年4月8日13：00预休风，主要工作如下：(1)对所有漏水和怀疑漏水的冷却壁水管停止供水；(2) 检查各风渣口套，严防漏水；(3)焊补炉体焊缝，保证气密性；(4)卸下4个煤气取样罩，安装炉顶喷水装置，确保降料线时有充足的冷却能力和雾化效果；(5)炉顶放散阀拆盖，固定好臂杆，保证放散能力；(6)开启重力除尘器放散阀，关闭煤气切断阀、放灰阀。

2.3 降料线操作

准备工作完成后，于15：45复风开始降料线，风量46500m3/h，风压0.108MPa，采用不回收煤气的打水降料线操作法。在炉况允许、保证安全的前提下，前期保持较大风量和较高风温，炉顶压力控制在35kPa以下。由于炉腹有结厚物，稳定打水量，控制顶温在480～520℃，防止急冷急热引起渣皮脱落，中后期适当减风，控制顶温、顶压适应炉顶放散能力。由于措施得力，整个停炉过程只发生两次小爆震，安全顺利地把料线降至风口区，历时6.9h。停炉后发现炉腹区域圆周方向均有不同程度结厚物,渣皮厚度约0.6～1.0m,与停炉前分析判断相吻合。

2.4 放残铁操作

根据一代炉役生产情况及炉底参数确定 了适宜的残铁口位置，标高▽

5.10m。为减少残铁量，停炉前铁口角度由13°加大到15°，最后一炉铁又加大到17°。料面降到炉腰位置时，与正常生产高炉相比，此时料柱有效高度已下降一半以上，并且由于矿石超越作用，整个固态料柱基本全为焦炭，对炉底压力大幅度减轻，炉底已处于相对安全的状态。因此，为缩短工期，提前掐断残铁口部位的冷却壁水管，开始放残铁操作，用时3h，放残铁85t。扒炉时发现炉底碳砖仅剩两层，且不完整，南渣口侧炉缸砖仅剩约200mm，炉底侵蚀严重。由于残铁口位置选择合适，炉底已基本无残铁，证明方案选择是成功的。

3 开炉操作 3.1 开炉装料安排

(1)采用全焦开炉，热风点火法。开炉料使用烧结矿、球团矿、黑旺矿、石灰石、萤石 、焦炭。高碱度烧结矿与酸性球团矿搭配，炉料结构合理。

(2)选择较高的全炉焦比，全炉焦比2.8t/t，正常料焦比0.8t/t，净空焦加至炉身下沿以上1.5m处，其中自炉腹下沿1m以上为空焦。

(3)采用大风装料法装入开炉料，装料风量为40000m/h，减少了入炉料破损机会，有助于降低入炉料含粉率，改善料柱透气性。

3.2 开炉经过

5月27日1：06点火开炉，点火风量54000m3/h，风压0.08MPa，风温800℃，点火1h后减风至40000m3/h，风压0.083MPa，12∶05烧开铁口出第一炉铁，出铁16t，渣5t。生铁成分：［Si］3.58%,［S］0.019%, R21.29。堵铁口后随炉况进程逐步加风，28日8∶40开始放上渣，放渣正常后继续加风，12∶30加全风。整个开炉过程参数选择合理，四大操作制度有机融合，开炉一次成功，迅速达产。开炉后主要技术经济指标见表1。

表1 开炉后主要技术经济指标

时 间 平均日

产/t 利用系数/tm-3.d-1 综合冶强/tm-3.d-1 综合焦比

/kgt-1 煤比

/kg.t-1 风温/℃ Si/% 一级品

率/%

5月27日～31日 856 2.51 1.665 681 11 1008 0.938 64.31

6月上旬 1069 3.06 1.564 508 95 1053 0.551 69.52

6月中旬 1086 3.10 1.569 497 105 1072 0.463 82.44

6月下旬 1121 3.21 1.634 510 88 1100 0.447 83.04

6月 1092 3.12 1.607 511 96 1075 0.487 78.43

3.3 送风制度的选择 送风制度应有利于开炉初期小风量条件下形成合适的回旋区，保证初始气流分布均匀合理，即要适当发展边缘气流,又要吹透中心，活跃炉缸。因此,送风点火前将2#、4#、6#、8#、10#、12#共6个风口做60mm的砖套，送风面积缩小为0.086m2，以提高风速，增强气流穿透中心的能力。随着开炉进程逐步加风，逐个捅掉全部砖套，保持加风速度与鼓风动能相适应，全风后捅掉全部砖套，使进风面积达到0.123m2，实际风速为260m/s。根据实测炉型偏差，斜桥侧部位风口中心与炉口中心半径最小，矿焦比偏大。为此，在风口布局以Φ105mm为基准的前提下，将4#、6#风口直接使用Φ110mm的大风口，以纠正气流偏行，效果很好。开炉初期此部位风口仍较其它风口偏凉，但持续一段时间以后，圆周风口亮度趋于均匀。炉况稳定顺行，实现了开炉在短时间内向正常操作参数平稳过渡的目的。

3.4 装料制度的选择

点火开炉后在上升高温煤气流作用下，炉料受热膨胀，空隙度缩小，料柱透气性恶化。为维持炉况顺行，加热炉墙，开炉采用全倒装CCOO↓料制，小批重的装料制度。根据压量关系、炉体实测参数、煤气曲线、炉顶摄像信息等因素综合考虑，随开炉进程增加正装加重边缘，逐步过渡到正常料制(见表2)。同时扩大矿石批重，批重由6000kg逐步增加到9400kg，以稳定气流分布，提高煤气能量利用水平，适应高炉强化要求。

表2 开炉装料制度变化过程

时 间 料 制 矿石批重/kg 焦炭批重/kg 料线/m

5月27日1：06 CCOO↓ 6000 2400 1.2

5月27日19：00 COOC↓ 6500 2400 1.2

5月28日10：30 OOCC↓＋COOC↓ 8600 2950 1.2

5月29日8：00 OOCC↓＋COOC↓ 9200 3250 1.0

6月28日9：40 2OOCC↓＋COOC↓ 9400 2300 1.0

3.5 热制度的选择 高炉开炉初期最大问题是加热炉料及炉衬，炉缸温度低，液态渣铁下达后易冷化堆积，渣铁温度不足，造成出铁困难，甚至引发炉墙结厚事故。因此，热制度选择是开炉成功的关键因素，应选择较高的开炉焦比，提高开炉成功安全系数。出铁正常后，立即加重焦炭负荷，降低炉温，减轻炉前劳动强度。本次开炉全炉焦比为2.8t/t，提高了入炉料加入高度，延缓了开炉后液态渣铁到达炉缸的时间，保证了炉料充分预热还原。实际开炉后出第一炉铁的时间距点火10.9h，渣铁温度充足，出铁相当顺利。铁后分三次将正常料焦比由0.8t/t下调至0.7t/t，大幅度加重负荷，平稳下调炉温。开炉后前5天维持炉温0.938%，适当的高炉温水平有利于迅速加热炉缸，减轻了开炉期间炉缸堆积程度，并且有利于加热中上部炉衬，消除了下部结厚机会。

3.6 造渣制度的选择

造渣制度应保证开炉炉渣温度充沛，流动性良好，与热制度合理匹配，控制生铁含硫量。开炉初期炉温高，实际二元碱度高(R2为1.29)。随着炉温降低，考虑碱度会大幅度下降，理论计算碱度将会偏低，因此工长调剂时不仅没有降碱，而是继续提高二元碱度，使实际二元碱度维持在1.10～1.15，以保证生铁质量。开炉后控制[S]0.03％～0.05%，改善铁水流动性，解决了开炉高温铁水粘铁沟的难题。炉内操作兼顾炉外，降低了炉前劳动强度，保证了出铁正点率，稳定了炉况恢复进程；为改善炉渣流动性，扩大炉缸工作空间，开炉配加萤石100kg/批，全风后加萤石的原则是随炉温的降低，逐步减少萤石使用量。炉温降至0.8%～1.0%时，萤石减为50kg/批，炉温下降至0.6%～0.8%时去掉萤石。

4 结 语

4.1 针对炉底脆弱、炉墙结厚的特殊性，优化停炉方案，实现了安全顺利停炉。

4.2 6#高炉大修工程组织严密，措施得力，方案细致，强化施工网络管理，工期仅用38天，创造了济钢350m3高炉大修改造工期历史最短记录。

4.3 选择较高的全炉焦比保证了开炉充沛的渣铁温度及炉衬预热,是开炉成功的关键因素。 4.4 合理布局开炉风口，是开炉成功的重要保证。

4.5 6#高炉是历年来济钢350m3高炉开炉最成功的一次，操作制度有机结合，快速达产，当月实现利用系数3.12，主要技术经济指标创济钢350m3高炉开炉历史最好水平。

4.6 本次开炉不足之处是开炉料实际二元碱度选择偏高，导致[S]偏低，开炉后前几炉铁水粘沟严重，清理难度较大。