衡钢高炉全焦开炉达产实践

王 哲，胡 伟

（湖南华菱衡阳钢管有限公司炼铁分厂，湖南 衡阳 421001）

衡阳钢管1080m3高炉第一代炉役由中冶赛迪设计并总包，高炉于2009年5月投产，经过近2年多的高产操作，近期炉缸温度迅速上升，最高超过900℃，被迫进行减产操作，严重影响了企业的经济效益，且若继续进行生产，存在严重的安全隐患，因此必须尽快进行一次中修，解决炉缸发热问题，以保证高炉高产稳产，满足后续工艺对铁水的要求[1]。

1 开炉基本操作制度

开炉焦炭全为干熄焦，水份3%～4%，正常料结构为：焦炭、86.5%高碱度烧结矿+11%海南块+2.5%锰矿的开炉方法；熔剂：白云石、石灰石、硅石。采用全焦开炉，炉缸(含死铁层）、炉腹装净焦，炉腰及炉身下部装空焦，炉身中上部装正常料加空焦。开炉料设定参数：风口中心线以上焦比2.7t/t，全炉焦比3.4t/t，正常料平均焦比1.3t/t；炉渣碱度：正常料R=0.95，净焦加空焦R=0.90；正常料压缩率：10%，空料为15%，净焦为16%；生铁成分[si]3.5%，[Fe]92%；元素回收率：Fe99%，Mn50%；矿批10t，干焦批0.8t。

1.1 开炉料核算

考虑全焦开炉，炉缸死铁层有部份焦炭沉积于此，不参于反应，故本次开炉料计算以风口中心线为分界，计算上下两部份炉料成分，择中最优利于开炉的结构料。风口中心线以上焦比为2.68t/t，渣比为1.16t/t，全炉焦比为3.4t/t，渣比为1.18t/t，正常料R0.96，焦比1.33t/t，渣中镁铝比0.55，Al2O3含量为14.1%，全炉R0.97，镁铝比0.59，渣中Al2O3含量为16.1%。

1.2 送风装置选择

风口布局（4个530mm*Ф120mm+16个530mm*Ф110mm），全部斜2°。考虑开炉风量较小，为保证合理的风速和鼓风动能，烘炉结束后用木塞及有水泥均匀堵4个风口送风开炉（7#、10#、16#、19#）。

1.3 开炉料装制确定

本次开炉采用带风装料，送300m3/min冷风装料，为避免装料过程炉料直接撞击炉墙，炉身下部以下炉料全部采取单环布料模式：风口中心线以下净焦=12°K，环数=10；空焦=15°，环数=10；正常料布焦大部份采取单环，后5批采用多环，布矿采用三档布料，（19 17 15）-＞（38 36 34）从下至上均匀递增角度，矿环数全部采用（3、3、2），具体明细见表1。

表1 衡钢高炉开炉装料制度

2 开炉准备过程

2.1 烘炉

高炉烘炉的目的是缓慢地去除高炉耐材砌体内的物理水和结晶水，提高内衬的固结强度，避免开炉时因升温过快水气快速逸出，导致砌体爆裂和炉体剧烈膨胀而损伤设备，同时在一定程度上也可以消除冷却设备的内应力。烘炉的重点是炉缸炉底[2]。

铁口煤气导出管的制作与安装：铁口煤气导出管直径为108mm，长度为6000mm，分成两段，前段（炉内部分）3800mm，前端3500mm管的圆周方向钻孔七排Φ10mm，纵向孔距为50mm；后段≤2300mm埋在铁口孔道内，与前段对接好，导出管10度角安装，前段至炉缸中心用耐火砖支撑。每个风口安装一根108mm烘炉导管成“厂”字型伸至炉缸底部，共20根。

图1 衡钢高炉72h计划烘炉曲线

3月27日12：20开始烘炉，29日12：00结束，实际烘炉时间为4300min，烘炉期间温度控制较好，实际烘炉曲线与计划烘炉曲线偏差较小。为赶进度，计划不凉炉，后因温度过高不便割除风口烘炉管，降温至60℃。

2.2 高炉本体试压、查漏

烘炉完毕，立即组织高炉本体试压查漏，确认重力除尘断阀关闭，炉顶放散关闭，炉顶气密箱通气冷却，冷系统恢复正常，确认各人孔封好。开混风阀，冷风压力加至50kpa-＞100kpa-＞150kpa-＞200kpa进行分步试压查漏，此次未进行强度试压，主要是检查部分新更换的冷却壁管道焊接及炉皮焊缝有无漏点。本次分步增压到200kpa，期间未进行降压补焊再试过程，采取耳听、眼看、涂肥皂等方法一次性确认漏点，停风后再进行补焊。

2.3 开炉装料

本次采取带冷风装料模式，其目的是适当烘干炉料，从炉顶带走部分炉料粉尘，利于开炉点火。从混风管送冷风300m3/min开始装料，冷风走向：风机房-＞混风管道-＞高炉-＞炉顶散阀-＞大气，当料线至8m～9m时（炉身中上部），风量加至400m3/min维持，当料线至4m时停止装炉，待点火开炉。入炉分配：死铁层、炉缸、炉腹装净焦29批，炉腰及炉身下部装空焦11批，炉身中上部装正常料。

3 开炉操作

3.1 送风点火

开炉料装料完毕，料线5m，于3月31日13：08时送风点火，送风风量700m3/min，风压50kpa，初始风温800℃，送风30min后，风口相继明亮，活跃正常。风量维持不动，随着焦炭开始燃烧，矿石受热后开始软化，在小风量，小风速情况下，热风压力缓慢上升至150kpa，风量萎缩至200m3/min，炉料明显感觉不透气，料柱一直未松动，再次去看风口，发现10#、19#风口吹开，风速相应变小，在大量生矿受热软化后，小风速在软熔带区很难穿透，导致压量关系变紧，风量萎缩。19：13～19：48休风重新堵7#、8#、13#、14#、19#、20#共6个风口，复风风量直接到1000m3/min，复风后压量关系宽松，22：18出现踏料，料线至6m，炉料开始松动，探尺活动走料，压量关系平稳正常。重新加堵风口后，相应提高了入炉风速，复风后炉内气流稳定，关系平稳，下料正常，按正常节奏加风，4月1日12：35透开第一个风口，后随着渣铁的排放和炉况趋于稳顺，相继透开剩下的风口。

3.2 渣铁排放

本次开炉排渣铁根据累计风量和下料批数来计算炉缸渣铁量。考虑到全焦炉，焦炭、熔剂量较多，计算渣量1.2t/t，炉前预先做好临时渣铁沟。8：58时开第一炉铁，无渣，出铁约50t，11：24时开第二炉铁，出铁正常，炉温[SI]=3.21，物理热1458℃，[R]=1.16，流动性较差，硅高石墨碳多，铁水流动性较差，考虑炉温高，泡沫渣易堵水渣设备，渣铁流动性较差，主沟、渣、铁沟结渣铁严重，炉前工作较被动。

4 开炉实践

4.1 全焦开炉

此次开炉为我厂高炉首次采用全焦开炉，开炉过程较为顺利。全焦与枕木开炉相比，一方面节省时间、减轻工人劳动强度、确保施工安全；另一方面，全焦开炉由于焦炭燃烧速度慢，上部造渣和正常料可以得到充分预热，渣铁进入炉缸时热量充足，确保首次出铁顺畅。开炉料分为两部分核算，以风口中心线为界，原则是兼顾风口中心线以上和全炉的渣量、焦比及成分等指标在理论计算范围之内，使之全炉料在发生反应时从下至上炉料成分相差不大，利于顺利开炉；正常料采取稳定校核R，焦负荷递增的装料形式，使之负荷缓慢过渡，空焦与正常料很好的衔接起来，各成分不会出现很大波动。

4.2 合理调整装料制度

本次净焦和空焦还是和以往开炉一样采取单环布料，在正常料上部分时采取逐角度整体逐步外推的多环布料，适当放边手段，利于初始煤气流的形成和上部煤气流的引导，也利于中心气流的形成，同时兼顾边缘，形成中心与边缘相互照应的两道气流。实践证明，正常料分步采取多环布料，气流形成和稳定得到很大改善，加快了冶炼的进程。

4.3 及时调整冶炼进程，稳定气流和炉温

开炉点火36h后，风量加全，风速达到210m/s（有未开风口），矿批扩至22t，负荷上至2.7（偏慢），第三天风口全开，风量加至2700m3/min，矿批至27t，负荷3.4，炉温稍偏上限，生产趋于正常。基于风量全，炉况顺行较好，后续快速把矿批扩至34t，焦炭负荷上至4.35，煤比135kg/t，炉温处于正常水平，截止开炉第四天生产参数恢复至正常水平。各项参数及时的调整到位，不但大大降低了炉前劳动强度和生产组织难度，而且有利于风量、风压、风温、顶压以及喷煤等强化冶炼手段的采用。

4.4 合理调整送风制度

堵4个风口送风开炉（7#、10#、16#、19#），送风3h后吹开2个风口，视当时料柱未松动，风速偏小，立即休风重新布局堵6个风口复风，复风后风量加至1000m3/min，风速增大，炉料开始松动，后续视压量关系和气流稳定性较好，逐步透开风口上风量，截止4日风口全部适开，实现了全风口操作，各项操作参数逐步调整到位，高炉生产进入正轨。衡钢高炉开炉后达产达效主要经济指标见表2。

表2 开炉达产达效主要经济指标

5 结语

（1）衡钢高炉开炉采用全焦开炉，在凉炉和装料过程中节省了大量的时间，减少劳动强度，加快高炉达产进程。

（2）全焦开炉，尤其是全干熄焦炭开炉，由于炉料水份低，为高炉提前引气创造条件。引气进程加快，一方面实现强化冶炼，另一方面有利于增加回收煤气，减少环境污染。

（3）此次开炉料分阶段计算，正常料焦负荷递增的装料形式，很大程度利于上部煤气流的引导，为后续加快冶炼进度创造条件。

（4）在炉况顺行较好，炉缸温度充沛前提下，可适当加快上焦炭负荷，尽快把热制度降至合理水平，利于炉前工作展开和渣铁排放以及后续参数的调整。

（5）开炉前期风量较小，期间可能会有影响加风进度的其他因素，导致慢风时间较长，影响到炉况恢复。从实践证明，建议送风堵1/3风口，保证前期合理的风速，利于冶炼进程，后续可视炉况恢复情况加速开风口进度。