江鑫钢铁3号高炉降料线喷涂快速达产实践

江鑫钢铁3号高炉降料线喷涂快速达产实践

董征科  李风明  宋吉涛  董洪臣  张青华

（临沂江鑫钢铁有限公司）

摘  要：本文介绍了江鑫钢铁3号高炉降料线及后续装料恢复炉况过程。详细记录了江鑫钢铁高炉降料线和装料恢复炉况的各环节控制情况及过程参数。总结了江鑫钢铁降料线各节点控制标准和装料恢复炉况中的经验得失。

关键词：高炉；降料线；装料计算；恢复炉况

江鑫钢铁3号高炉始建于2012年5月，11月10日点火开炉。2018年3月份3号高炉利用处理热风管道三岔口耐材脱落的机会进行降料线喷涂造衬。高炉于5日降料线，用时9小时料线降至计划水平17.8m（炉腹中部）。7日18：30检修完成后高炉送风，送风后30.5小时高炉风口全开，风氧达到正常水平，9日高炉产量达到3536.55t，高炉顺利实现快速达产达效。

1 高炉降料线

1.1 降料面前准备工作

降料面打水系统准备工作：3号高炉满足炉顶打水系统最大水量53t/h，各只打水枪雾化良好。

接探尺工作。南北探尺接到20米，便于观察降料面的深度。

槽下南、北料车附近各接打水枪一只，增加入炉焦炭水分减少打水量。

休风前3天调整装料制度，采取适当发展边缘气流的装料制度。由C313293272252233O29.5227.5325.5323.53同收1度，减少炉墙挂结，防止降料线过程中大面积渣皮脱落。

1.2 停炉降料面前高炉操作调整

12停炉降料面前3天，按正常操控标准组织生产，全风全氧正常生产，若风量不全、炉温不稳定应及时减轻焦炭负荷。保炉况稳定顺行、炉缸工作均匀活跃，严禁出现低炉温、炉凉现象，铁水物理热≥1480。

停炉降料面前1天，调整操作方针：按煤比≤100kg/t，调整焦炭负荷；采用高碱烧结矿+球团矿炉料+锰矿结构。炉温碱度控制标准：提炉温降碱度[Si]：0.50～0.70%，[Mn]：0.6%,R2：1.05～1.10，铁水物理热≥1485℃，保证渣铁流动性。

1.3 降料面停炉料

1降料面停炉料控制

高炉炉腹中部（对应18m料线）至料线3.5m处设计容积为706m3，按矿批22吨，负荷2.71(干)，萤石锰矿各300 kg/批，焦批湿基为8.2吨（干基8.115吨，水分1%），全炉压缩率取14%，则每批料体积为22.8m3（压缩后），风口中心线以上部位需加料30批。另加盖面焦共40吨（干基，按4t一车上料，共计10车）。

停炉料装入方案

1233.13.2（1）核料原则

a、矿批：22t。O/C=2.71（含萤石、锰矿）烧结65.5%、球团31.8%，锰矿萤石各1.4%。

b、[Si]=1.0%，R2=0.95，煤比为0，[Mn]=0.5%。

c、正常料焦比：617kg/t、批铁：13.2t/批、全炉铁量：396t。

d、全炉压缩率为14%，焦炭水分：按1%。

（2）计算用成分

条件：堆比重：烧结矿1.8t/m3，焦炭0.55t/m3，球2.1 t/m3，锰矿1.8 t/m3,萤石1.6t/m3。

成分：

表1 降料线期间使用的原燃料成分，%

1.4 降料面期间操作要求

降料面期间，每隔半个小时测一次料面（降料面前期使用探尺点测，中后期观察雷达探尺），记录一次顶温、顶压、风压、风量、（风机风量）打水量等操作参数，以及每次爆震的时间，顶压波动情况。

降料面期间加强风口巡检，观察风口工作状况，若查出坏风口，加外喷水，尽量不停风，风口平台不断人。

1.5 降料面期间操控标准

降料面顶温控制标准： 切煤气前250～300℃，瞬时不超350℃，切煤气后300～350℃，瞬时值不得高于400℃。顶温控制主要通过匹配好风量和打水量控制来实现。

煤气回收操作：前期回收煤气操作，在保证生产安全的前提下尽可能延长回收煤气时间，减少放散。

顶压控制：降料面开始前提前退出TRT，使用高压阀组控制顶压。

风压、风量控制：降料面初期风量可大些，随着料线加深，透气性增大，总进程是结合顶温控制、爆震现象等因素逐步择机降低风量使用的过程，在降低风量的过程中，同时降顶压，可根据实际情况参考下表进行控制并灵活调整。

风温控制：风温控制在1100～900℃之间，根据炉温状况进行调整，总体使用原则是逐步降低风温使用，煤气放散或者料线降到炉腰后风温＜950℃。

打水和顶温控制标准：

（1）根据顶温调节打水量。打水要连续进行，尽量早调、少调。若因特殊情况停止打水，在恢复时，要由小到大逐步开水，防止大量水急剧汽化，引发水蒸汽爆炸事故。预计总打水量在300吨左右。

（2）根据4个方向的顶温变化，调整和匹配打水枪用量，尽可能实现炉顶温度均匀分布。

（3）当出现爆震或者增加打水量、顶温仍不能维持在规定范围内时，应减小风量保证顶温控制在要求之内，减小爆震的发生。

煤气放散控制标准：当出现以下情况之一时，高炉停止回收煤气，开炉顶煤气放散，放散打开后上锁处理，防止关闭，切煤气时重力除尘器放散阀必须打开。

（4）煤气中H2大于12%时。

（5）煤气成分曲线CO2数值出现明显拐点。

（6）控制风量仍然出现炉顶压力剧烈波动、频繁爆震。

（7）炉皮发生严重跑火冒气现象。

（8）料面已经降到炉腰中下部位。

（9）布袋除尘系统无法满足高炉回收煤气需求。

出铁控制：

（10）按出2炉铁组织，第一次铁要求见风堵口，禁止过喷。二次铁大喷铁口，休风后堵口。

（11）料面降到炉腰中下部时，组织出第二次铁，双场双铁口出铁(用φ80mm大钻头)，出铁大喷铁口。

休风后操作：

（12）最后一炉渣铁出完，料线降至17～18米，停止炉顶打水后休风。

（13）休风1小时后可以降冷却水压、控水量至全水量的50%。有破损的冷却水管必须断水，炉顶打水、蒸汽阀门、气密箱水冷总阀关闭，切断一切可能向炉内漏水的水源。

1.6 降料线过程

由于没有预休风3号高炉于3月5日16:30开始上休风料，前期全风全氧操作，随上休风料逐步减风，20:00休风料上完停止上料时风量2750 m3/min，风压300KPa，富氧7000m3/h，料线6.3m，顶温180℃左右。

降料线前期使用5支打水枪，水量53t/h，顶温按250-280℃控制，顶温超标适当控制风量。

6日0:30分煤气分析显示含氢气逐渐上升至9%，二氧化碳由3.3上升至4.5%有出现拐点的迹象,此时料线已到16.5m达到炉腰下沿，高炉停氧并联系切煤气。1点05分进行切煤气操作，打开南北炉顶放散，风压降至70kpa，顶压降至25kpa，此时料线16.8m已进入炉腹，切煤气后顶温按350℃控制。

1:10分高炉同时打开南北铁口。为出好最后一次铁，将南放散扣上提高顶压至40kpa、风压70kpa，渣铁流偏小，流动性尚可，3：00料线达到17.5m，因未到休风时间继续小风量送风至5:00休风。南北铁口休风后堵口，两个铁口共出铁110t。

表2 降料线期间高炉主要参数

1.7 降料线期间出铁情况及渣铁成分

表3 降料线期间铁水成分，%

2 高炉开炉配料计算及装料

2.1负荷料的计算：

料批组成：(kg/批)

表4 负荷料配比

计算结果

综合品位：55.44％

批料体积：V ＝24.27 m3

每批料理论铁量：P＝11743kg

计算焦比：638 kg/t， [Si]:2%,CaO/SiO2：0.94，计算渣铁比：363 kg/t，铁中锰:1.09%，渣中CaF2：5.86%。

2.2 空焦、净焦的计算：

空焦组成：焦炭：8100 kg/批；萤石：500 kg/批

批料体积：V ＝16.5 m3 。

净焦：8500kg/批

批料体积：V =17 m3

2.3 开炉料柱的组成：

净焦为J，空焦为K，正常料为Z。

炉腹装净焦（J）5批，体积84m3(压缩率取16%)。

炉腰、炉身下部装空焦(K) 18批，体积255m3(压缩率取14%)。

炉身中下部、炉身中上部装正常料：16批，体积359m3（压缩率取13%）

通过计算，开炉新装料柱组成：5J+18K+16Z，装料总体积698m3，预计料线3.7m。

2.4 实际装料

7日17：30高炉开始装料，料面有较多有反弹料，先6°布萤石3t，由于检修料罐所装净焦15t已布入炉内，后装净焦3批至16米料线；装空焦18批至12米料线后高炉送风，因料未装完风量维持在500m3/min风压18KPa；21：15装正常料18批后料线到4米（因已送风2.5小时较计划多装2批）。

3 送风恢复炉况

3.1 确定送风风口

20个风口4个Φ120mm直径,其余采用Φ115mm，风口总面积0.2113㎡。开炉采用6个风口送风，第一炉北场出铁，集中开北铁口上方1#2#3#18#19#20#风口，开炉送风风口面积为0.0623㎡。

3.2 高炉送风恢复炉况

炉况恢复初期

7日18：30高炉复风料线12米，由于未装完料风量维持500m3/min风压18KPa，送风后19：30左右由于风量较小18#、19#、1#号风口被渣皮糊死，组织炉前将其捅开。至21：15分料线装至4m。21点15装料至4m水平，风量逐步加至800m3/min风压逐步提高至80KPa。由于新装入炉料料温低并预热不足顶温维持在40℃左右，炉内控制布料，23：51、0：25分别开4#和17#风口，风量相应加至1200m3/min风压提高至140KPa提高顶温。8日1点以后顶温开始明显上升，2点13顶温上至140℃水平组织引煤气，此时料线亏至7.5m加速赶料线，北铁口开始组织出铁，由于考虑到送风初期渣铁流动性较差炉前做临时敝渣器走旱沟出铁3炉。2：22北铁口打开炉温1.72%渣铁流动性一般，出铁70min，铁量60t。由于炉前已出铁加快开风口节奏，3:10开5#风口，4:57开6#16#风口，风量加至1600m3/min风压220KPa，炉前2、3次铁炉温尚可但铁温较低，至8日8点前由于顶温持续偏低料线难赶维持在5～6m水平。

炉况恢复中期

8日8点白班接班后发现18号损坏，控水50%，该风口控水后铁水温度及顶温上升较快，到9：30左右连线赶至正常水平。白班首次铁北铁口过敝渣器，扩矿批至22吨降焦比至600Kg/t停用萤石。视铁水温度上升及顶温上升继续开风口，考虑到18#风口漏水该区域活跃性偏差，优先开18#对侧风口，分别于8:58开7#、11:10开8#、11:50开15#、12:51开14#、12:54开9#、14:25开13#、15:35开10#风口，风量加至2600-2700m3/min风压按360-370KPa控制，此阶段主要过渡送风后低料线，气流稳定性较差，顶压、风压波动较差。

炉况恢复后期

8日16点后低料线过渡完成，气流逐渐稳定，南场铁口投用，高炉加快恢复进度，分别18:15开11#，20:00开12#风口，高炉实现全风全氧作业，矿批逐步扩至30吨，焦比降至420Kg/t并停用锰矿。

表5 3月7-8日高炉送风30小时内参数指标水平

表6 渣铁排放情况及渣铁成分

4 结语

本次降料线未进行预休风，使用煤气在线分析对降料线过程中的煤气成分监测。未新增打水枪，使用原有的6支打水枪（实际可用5支水量53t/h），可满足打水降料线的要求。

本次降料线大胆采用大风量、高富氧降料线，实现回收煤气5小时， 7小时将料线降至炉腹中部。

本次装料恢复炉况采用净焦+空焦+负荷料的模式。其中净焦填充炉腹、空焦填充炉腰和炉身下部、负荷料选用焦比638Kg/t碱度0.94，可满足快速恢复炉况的要求。

由于时间紧张未装完料，小风量送风装料不利于炉料的预热还原，导致恢复炉况前期渣铁温度较低，顶温较低。

本次降料线及送风恢复期间，铁水锰含量严重低于理论值与锰矿质量有关。