邯钢3200m³高炉无计划休风炉况快速恢复实践

杨守慧，高远

(河北钢铁集团邯钢公司，河北邯郸056015)

摘要：邯钢3200m³高炉因突发设备故障被迫无计划休风近84h，通过优化复风方案，合理控制各项操作参数，复风后47h快速恢复到正常生产水平，取得良好效果。

关键词：高炉；无计划休风；快速恢复

邯钢东区3200m³高炉设有4个铁口，32个风口，炉体采用全冷却壁的薄内衬结构，炉缸、炉底为炭砖-陶瓷杯结构。采用皮带上料、PW并罐无钟炉顶，干法布袋除尘，环保INBA渣粒化处理系统。该高炉在2009年7月6日开炉，实现了9d快速达产并保持长期稳定顺行。各项经济技术指标稳步提升，两个月后利用系数达到2．3t／(m³·d)以上，焦比360kg／t，煤比140kg／t。

2009年9月10日因上料设备突发故障造成3200m³高炉被迫无计划休风，休风时间长达83h 54min。因为是上料系统故障，高炉无法添加休风料，但通过制定合理的复风方案，优化复风操作，9月14日复风后47h炉况就完全恢复正常。

休风前炉况稳定顺行，生铁[Si]0．35％～0．4％，铁水温度1500℃左右，渣铁流动较好。休风前主要操作参数及指标列于表1。

9月10日20：09因矿槽中间斗脱落砸断主皮带，造成高炉突然不能上料，被迫减风。因炉内还存有大量渣铁未出，减风速度太快造成多数风口灌渣。20：30高炉打开铁口，20：35风压减至30kPa维持出铁，2h后于22：36铁后休风。

休风后料线深5m(正常料线1．8m)，观察料面形状中心漏斗已不太明显，长时间的慢风和亏料导致煤气分布改变，煤气利用恶化，容易造成复风初期渣铁热量不足，出铁困难而影响炉况恢复。因此休风后立刻组织更换灌渣风口，将风口全部密封，防止休风期间空气进入炉内和焦炭反应，造成风口区域焦炭变碎和生成熔融渣铁Ⅲ，影响炉缸渗透性，威胁风口安全。为保存炉内热量，降低炉缸、炉体冷却强度，调整高炉冷却系统水量为正常控制值的50％。

考虑高炉开炉生产时间仅有2个月，炉况仍然处在逐步强化和摸索阶段，此次无计划休风又有时间长、休风前炉温及热量偏低、低风压下出铁不理想及休风前未减负荷等不利因素，为了实现复风后炉况能够快速恢复并避免烧坏风口，炼铁部非常重视此次复风操作，详细制定了复风方案中各项操作方针和操作制度。

2．1焦炭的添加及负荷确定

添加复风料的原则是减少集中加焦，主要调整焦炭负荷补充热量，避免集中加焦下达后造成生铁含硅大幅升高和波动^[2]，有利于加快后期的炉况恢复。根据此原则确定复风时集中加焦45t，焦炭负荷由休风前的4．3t／t退至3．1t／t。炉况恢复前期，控制综合负荷较休风前正常炉况轻0．2t／t，随着渣铁热量的提高和流动性好转，铁水温度达到1450℃后，及时加重焦炭负荷和综合负荷。

2．2料制确定

复风后布料制度维持休风前正常生产时期的布料矩阵，不作调整，保持气流分布的连续性和稳定性。为提高炉况恢复过程料柱透气性，增加炉况顺行，并根据炉况接受能力复风时将矿批退到70t，以适当增加中心及边缘两股煤气流分布。

考虑到此次休风时间较长，造成炉缸亏热，为保证复风后渣铁流动性，复风矿批中配加了萤石，配加量按炉渣中(CaF₂)质量分数4％～5％控制。

2．3送风制度的确定

均匀堵12个风口，开20个风口送风，送风风口面积0．2653m²。为有效消除风口破损，保证风口前生成的渣铁及时渗入炉缸，复风初期按正常风量50％控制，保证合理的风速和鼓风动能，吹透中心，以实现炉缸煤气合理分布。

确定后期开风口的原则：炉况接受风量；探尺工作正常，下料均匀，不偏尺；炉温合适且铁水物理热大于1460℃；炉缸热量充足；炉前出渣铁正常；风量严格按标准风速不超过250m／s控制，净焦下达后视炉温及物理热可开加湿10～15g／m³，控制理论燃烧温度小于2300℃^[3]。

2．4出铁的确定

长期无计划休风恢复过程中，炉缸堆积大量凉渣凉铁，炉缸工作不均匀活跃，送风后炉前要积极组织出铁，高炉引煤气后开始出第一次铁，之后确保零间隔出铁，以尽快排出凉渣铁，确保有效消除风口破损，实现煤气流的合理重建、炉料均匀下降，加快炉况恢复进程。

3．1复风前期操作和出铁情况

9月14日10：30高炉复风，起始风量1100m³／min，全风温作业，起始950℃，随着热风炉烧炉逐步正常，风温逐步自行提高。11：40高炉全引煤气，风量提高到2900m³／min。12：30打开铁口，因为休风时间过长并且没有轻负荷休风料，炉缸严重亏热，铁水温度仅有1350℃，渣铁黏稠，铁口通道频繁出现堵塞现象，流速过低，炉内生成渣铁无法及时排出。高炉接受风量能力差，透气性指数下降，风量逐步萎缩至2400m³／min，风口工作不活跃，极有可能会引发悬料和风口破损事故。针对该状况决定打开另一铁口，采用双铁口同时出铁，并组织炉前使用开口机钻杆不定时对铁口孔道进行捅钻，保持铁口孔道通畅，增加凉渣铁的排出速度。在不间断的出铁4h后，渣铁热量和流动性好转，风口工作活跃度提高，高炉风量开始回升。为保证出铁制度的正常，5h后先堵了一个铁口，为保证维持高炉良好的透气性，后续出铁坚持采用重叠出铁，两个铁口轮流出铁，先开后堵。

3．2开风口加风情况

在渣铁流动性和高炉透气性好转的情况下，为了加速轻负荷料的下达和加热炉缸，16：00开始谨慎的开风口作业，同时有节奏的逐步加风，23：00风量加到4000m³／min，标准风速达到240m／s，基本恢复到正常生产时期的控制水平。此时复风轻负荷料基本下达风口，铁水温度已经上升到1450℃以上，渣铁排放非常流畅，随后决定加快了开风口速度，并按每开一个风口增加180m³／min风量的节奏加风。15日13：00风量达到5100m³／min，开始富氧。16日9：00风量5900m³／min，实现全风作业。12：40捅开第32个风口；至此高炉各项操作制度和操作参数已全部恢复到正常生产水平。复风后主要操作参数列于表2。

3．3炉温与后续焦比调整情况

送风后集中加了2罐焦炭，总计45t。后续料焦比增加了172kg／t为550kg／t，为全焦冶炼水平。11：15全引煤气后开始喷煤补充热量，铁后焦比减至500kg／t(复风后20．5批料)。14批料后，减焦比至450kg／t。27批料后，减焦比至400kg／t。复风初期铁水热量低，流动性差，随轻负荷料下达，铁水物理热逐步上升，由于此次复风料没有采取集中大量加焦的模式，炉温控制的非常理想，在轻负荷料下达的前后，依据实际炉况和炉温发展趋势，通过提前增加加湿量和减少喷煤量的小幅度调整，稳定综合负荷，炉温没有出现大幅度反热和波动现象，生铁[Si]相对稳定，铁水物理热稳步提高，详见表3。随着后续焦炭负荷料逐步加重，再以其对应的缩减加湿和增加喷煤，保持理论燃烧温度和综合负荷稳定。复风40h以后，综合负荷已基本接近正常生产水平，炉况稳定、炉温正常，高炉已具备进一步降低焦比、增加喷煤的炉况基础条件。

3．4装料制度调整情况

复风后矿批退了8t为70t，保持原炉料结构和布料矩阵不变，炉料配比仍为：烧结矿73％；自产球团19％；南非块矿8％，每批料带萤石0．85t，布料矩阵为：O C，理论计算按[Si]为0．7％校核碱度1．1。复风时亏料线较多，雷达探尺显示料线6．2m，对布料角度进行动态调整，当料线大于4m，矿、焦角位手动同收4度，当料线达到3m以内，改为程序自动收角，每高于设定料线(1．8m)0．4m就自动同收1度，矿、焦各环位上圈数不动，最大程度的保持炉内炉料分布的稳定性。送风初期炉子风量低、料速慢，平均1．5～2批／h。随着渣铁排放情况好转和风量上升，下料速度逐步提高，处于稳定气流和提高煤气利用率方面的考虑，以稳定料速在5．5～6批／h为原则逐步加大矿批。15日19：00风量5450m³／min，料速稳定，铁水物理热达到1519℃，渣铁流动性良好，矿批加至77t，同时去除料制中的萤石，减少渣量，为高炉快速强化创造条件。

1)大型高炉的长期无计划休风，休风前不能集中加焦并减轻焦炭负荷，复风后可适当集中加焦但不能过多，应以调整正常料制中的焦炭负荷为主，不仅避免集中焦下达后造成铁水硅素大幅反弹，而且后续为炉缸提供充足热量，对加快后期炉况的恢复有利。

2)根据休风时间要设计好复风后送风面积及起始风量，开风口加风应以稳定风速为原则，保持风口燃烧带的稳定。

3)复风后积极组织炉外出铁，及时排出炉缸积存凉渣铁，有效消除风口破损。

4)复风后结合引煤气、顶温、煤气利用率、风温水平和出铁实际情况合理控制减焦比、加负荷的节奏，匹配好炉温与减焦比幅度，减少炉温波动。

[1] 周传典．高炉炼铁生产技术手册[M]．北京：冶金工业出版社，2002．

[2] 马金芳，陈辉，余晓波，等．关于高炉低硅冶炼的探讨[J]．中国冶金，2008，18(9)：31．

[3] 吴胜利，贾国利．高炉理论燃烧温度计算的研究[J]．钢铁，2008，43(9)：16．