降料面喷补造衬在长钢9号高炉的实践应用

马永芳， 王保国

（首钢长治钢铁公司， 山西 长治 046031）

首钢长治钢铁公司（全文简称长钢）9号高炉有效容积1080m3，20个风口，2个铁口，于2009年6月开产，至2016年11月喷补时已安全生产7年零3个月。本次喷补是继2014年9月份由于无冷区炉皮温度高进行喷涂造衬后的二次喷补，与第一次喷补已经相隔两年，喷补料已经磨损脱落，出现炉皮温度再次升高，炉顶煤气流分布不稳定，煤气利用率低，高炉指标变差等现象，若无冷区进一步侵蚀，高炉安全稳定生产将会受到威胁。2016年11月1日，采用空料线打水的方法降料面到指定位置，准备充分，操作合理，整个降料面过程耗时约5 h，共耗用70 t喷涂料对炉身上部炉墙进行喷补造衬。于4日开风，6日炉况恢复至正常，历时60 h，实现了安全快速降料面、顺利开炉、快速达产的目标。

2 停炉

2.1 停炉前材料准备

炉顶备50个1 m的铁皮卷圆筒；J1皮带侧备水渣20 t，铲车1台；风口平台四角各备打水软管1根（长度约15 m）；炉喉平台备45袋水渣、35袋焦炭、约1 t废钢。

2.2 停炉前操作调整

1）提前一天逐步调配比为95%（机烧）+5%（球团）+5%（生矿）+150 kg（萤石）；负荷退至 3.90 kg/t；物理热不小于1480℃，w[Si]=0.5%～0.7%，炉渣碱度R2=1.05～1.13。

2）提前8 h改全焦冶炼，根据喷补位置，计划空料线空间约为370 m3，为确保休风后净焦到达炉腹部位，制定如下休风料单如表1所示，采取单环布料，布料角度25°。

表1 休风料装入表

3 降料面操作

本次降料面，前期采用逐步减风控制顶温的方法，尽量减少向炉内打水量[1]；后期通过控制风量、风温及打水量控制的顶温，共历时5 h，雷达探尺显示料线10.76 m。停风后实际观察，料面刚好露出第十段冷却壁的凸台上沿，降到了指定的位置；降料面过程压、量关系适宜，未出现明显爆震，未出现管道行程。

3.1 顶温的控制

综合考虑料线、风量、打水量、炉顶设备承受能力等来控制顶温,在350℃左右。降料面期间顶温ABCD四个监测点温度变化如图下页图1所示。

3.2 风量风压的控制

风量、风压的控制要兼顾多个方面，既要防止因风量过大造成管道行程，又要不影响降料面进程。降料面过程以稳定煤气流为前提，主动控制风量水平，避免出现顶压冒尖现象[2]。本次降料面过程发生顶压冒尖现象2次，00：00顶压突起至85 kPa，减风200 m3/min控制，00：58顶压突起至65 kPa，再次减风200 m3/min控制。降料面期间风量和风压变化情况如图2所示。

图1 降料面期间顶温变化

图2 降料面期间风量和风压变化情况

3.3 煤气成分的控制

每半小时分析一次炉顶煤气成分。降料面过程中，炉顶煤气中H2（体积分数）控制在5%以内，O2含量（体积分数）控制在0.4%以内。煤气成分如表2。

表2 停炉过程中煤气成分随料线变化情况

4 喷补作业

本次喷补由北京联合荣大公司负责实施，采用湿法喷涂工艺。喷补前炉顶布水渣约10 t，控制顶温在170℃左右；向炉内扔20个铁皮桶，防止喷涂反弹料结壳；用N2对炉衬附着物进行清洗；在侵蚀严重的十三段倒扣冷板下沿东南方向约800～1000 mm的位置，开孔焊接两根冷却棒和7根400 mm的螺纹钢，用以增加喷涂料的附着点，改善喷涂效果。喷补用时约7 h，共用喷涂料70 t，无冷区喷涂厚度约为300～500 mm，反弹料约有5～6 t，反弹率约为7%～8%左右。

5 开炉

由于休风时间耗时54.8 h以及喷涂反弹料给本次炉况恢复带来很大困难，通过各岗位人员的共同努力，历经60多个小时后炉况恢复正常。

5.1 装料制度

装料采用不带风装料，装料体积约350 m3，装料至雷达料线3.9 m，布料角度为18°。装炉料料单如表3。

表3 装炉料料单

复风料矿批12 t，负荷2.2，配比：85%机烧+15%球团+450 kg硅石+100 kg萤石，布料方式为单环23°（8），根据边缘气流变化，扩大布料角度，随炉况好转逐渐恢复矿批、负荷、布料矩阵。

5.2 造渣制度

实际渣碱度与预期相差甚小，恢复过程主要通过调整硅石量控制渣碱度。各阶段实际渣碱度如表4。

表4 实际渣碱度

5.3 送风制度

采取集中开北铁口上方两侧1号、2号、3号、4号、17号、18号、19号、20号共 8个风口送风，进风面积为0.0868 m2；，恢复初期一直使用北铁口出铁，综合考虑风量、风压、炉温和出铁情况以及风口的水温差，逐步开风口加风量，控制标准风速不大于200 m/s；开风口顺序顺着南铁口方向依次开，加快南铁口附近的炉缸活跃度。开风口进度如下页表5。

5.4 炉前组织

开风前预先用捣打料将北场贮铁式大壕变为干式大壕，用氧气管将北铁口烧透，前端约500 mm用有水炮泥堵口，后端用低强度炮泥堵好，以便于复风后能够及时打开铁口。

开风后尽力增加开铁口次数，活跃铁口部位炉缸，待南铁口上方的风口捅开后，南场铁口投入使用，出铁前期渣铁分离差，不过撇渣器，改走红渣场，第5次出铁渣铁分离较好，过撇渣器。

表5 开风口加风进程

5.5 炉况恢复

4日9∶08开风，雷达料线3.9 m，初始风量920 m3/min，风压70 kPa，标准风速177 m/s，实际风速322 m/s，压量关系适宜；反弹料下达后，渣中 w（Al2O3）为21.19%，压量关系偏紧，风量萎缩，间歇性发生4次塌料，最深塌至雷达料线5.58 m；反弹料排出后，压量关系好转，顶温逐渐升高；集中开风口开风，南北料线偏尺最大达2 m，煤气分布不均，四点顶温相差较大，雷达料线周期性滑尺，至23∶00左右南北料线基本一致，煤气分布改善，利用率提高，炉况基本恢复正常。

6 效果

6.1 喷补效果

此次喷补无冷区圆周方向喷涂厚度约为300～500 mm左右，厚度均匀，表面基本平滑。高炉复风后测量无冷区炉壳温度，基本维持在40～50℃，较喷补前120～150℃，炉壳温度下降明显，取消炉壳外部打水。喷补前后的对比图如图3所示。

图3 高炉喷补前后效果对比

6.2 经济指标改善

喷涂后，高炉焦比、燃料比明显下降，喷涂前后指标对比如表6所示。

6.3 高炉上部气流分布改善

高炉喷涂后，上部炉型近似于新开炉炉型，煤气三次分布趋于合理，高炉边缘气流容易控制，中心气流稳定。

表6 喷涂前后指标对比情况

7 结论

本次降料面过程用时约5 h，料线成功降到了目标值10.76 m；喷补采用湿法喷涂工艺，作业效果良好，用时约7 h，反弹率约为7%～8%，喷补后炉型基本规整平滑。恢复炉况历时60 h，复风虽然时间较长，但复风过程中没有出现炉况的反复，风口化损减少，主要经验总结如下：

1）在2014年9月11日的喷补开风经验基础上，改变了开风口方式，采取集中开北铁口上方8个风口，形成小冶炼区，单铁口出铁，较上次风口损坏减少7个。与上次喷补对比如表7。

表7 两次喷补对比情况

2）复风前期，充分考虑到反弹料和水渣的影响，渣碱度R2=1.07～1.09，确保反弹料顺利排出，渣铁流动性较好，利于尽早加风，同时有利于减轻炉前劳动强度，及时排净渣铁。

3）休风时间长，复风有意识放慢开风口加风速度，充分考虑炉温、炉前出铁、炉内压量关系以及风口水温差和周围工作状况，控制风速不大于200 m/s，避免了炉况的反复波动和风口化损。

空料线降料面喷涂造衬是第二次在长钢1000 m3级高炉的应用，目前国内多数操作都将料面降到风口水平，长钢9号高炉将料面降至炉身中下部，喷涂后炉型趋于圆滑规整，炉况顺行，经济技术指标明显改善，效益显著。

[1]张贺顺.首钢2号高炉空料线降料面实践[J].炼铁，2007，26（3）：16-18．

[2]黄泽文，王加山.韶钢7号高炉2200 m3降料面操作实践[J].炼铁，2009，28（4）：16-18．