张文壮  武连海  王庆学

(山西高义钢铁有限公司)

摘  要  高义钢铁2号630m3高炉停炉6个月后于2020年3月31日18:16点火开炉复产，此次开炉准备充分，《方案》周密，各项制度控制合理，过程控制判断及时准确，调剂手段精准到位，点火13小时喷煤、富氧，21小时全风口作业，4月2日产量达到2360t/d，利用系数达到3.75t/（m3·d），成功实现了快速开炉。

关键词  高炉  开炉  快速  达产

1  概述

高义钢铁2号630m3高炉于2010年1月10日投产，该高炉炉缸采用全碳砖无陶瓷杯结构形式，炉顶采用串罐式无钟炉顶，炉前为单场出铁方式，16个风口，外围相应的配套设施有4座“卡鲁金”顶燃球式热风炉、炉前液压泥炮及开口机、10个干法除尘布袋箱体。

炼铁厂高度重视此次开炉，多次组织管理技术人员讨论、完善《开炉方案》，明确各区域责任人职责，细致安排各岗位工作重点及材料备件的准备，工作进度实行开炉倒计时制。由于各级人员思想重视、准备充分，为此次顺利快速开炉打下了坚实的基础。从试车、烘炉、打压、备料、装料、送风、出铁直到达产，做到了安全、有序、科学、高效。开炉21小时全风口作业，4月2日产量达到2360 t/d，利用系数达到3.75t/（m3·d），成功实现了快速开炉。

2  开炉准备

（1）制订周密的《开炉方案》。在总结大量开炉经验的基础上，制订了周密的《开炉方案》，主要进行的工作：一是重点进行炉内炉型调查及核算、开炉料结构形式及各项参数的计算与确定；二是加强对各岗位人员技能水平的培训；三是反复联动试车，确保设备正常作业；四是对炉前出铁组织及有可能出现的问题进行现场应急预案演练等。全方位为顺利开炉做好准备充分。

（2）细化原燃料管理。开炉前备好质量稳定且充足的原燃料，提前上到指定仓位，3月30日烧结矿上到指定仓位。槽下狠抓原燃料筛分，通过调整筛板规格、挡料板高度、激振器振幅，控制焦炭、烧结矿和球团矿料流分别小于15 kg/s、20kg/s和30 kg/s，严格控制入炉粉末(＜5mm)小于1.0%(见表1)，有效改善料柱上部透气性。

（3）烘炉和打压。2号高炉配置4座“卡鲁金”顶燃式热风炉，填充高铝质耐火球，结合高铝质耐火球的理化性能和生产实践，制定热风炉烘炉方案，严格按烘炉曲线升温，误差±20℃，分别在300℃、600℃和800℃恒温40小时，使耐火材料充分晶变和膨胀。

2号高炉停炉期间更换冷却壁并喷涂造衬，开炉前低风温大风量烘炉，初始风量400m3/min以上,顶温不超300℃。烘炉期间停冷却水，打开灌浆孔，快速排出水汽。

高炉打压在烘炉恒温段进行，关煤气切断阀和炉顶放散，鼓风机加风将顶压提高到50kPa，稳压5min检查送风系统正常后，分四步提高顶压到180kPa，稳压30min供检漏，漏点做好标记并拍摄视频，检漏完毕，高炉本体及煤气除尘系统人员全部撤离，逐步提高顶压到200kPa，稳压5min后结束打压，组织检修人员处理漏点。检漏、处理漏点工作按照以上程序重复进行了3次，基本解决了煤气泄漏的问题。

（4）设备的联动试车。提前2个月对供料系统、上料系统、煤气系统、热风系统、水冲渣系统、炉前开口机和泥炮等所有设备逐个进行单体试车，发现问题并及时处理。提前20天上料系统联动试车，模拟从振动筛、称量斗、料车、直到溜槽布料结束的整个上料过程，白天在自动状态下运行8小时，持续运行15天。热风炉系统试车利用烘炉时间，间隔进行联动试车。联动试车使设备存在问题提前暴露出来，组织力量彻底解决，设备的稳定运行为开炉提供了强有力的保障。

（5）铁口埋设氧枪。用φ50mm的不锈钢管制作长4米的氧枪，氧枪后端安装φ50mm的球阀和窥视镜，按60°夹角焊接两只φ15mm球阀，用于调整氧气和压缩空气流量。氧枪用浇注料固定在铁口通道，烘干烧注料，调整开口机角度与氧枪角度一致。

3  开炉料及开炉参数选择

（1）开炉参数的设定。全炉焦比2900kg/t，正常料焦比800kg/t，炉渣R2=1.0(R4=0.96)，生铁成分:[Si]=2.5%，[Mn]=1.1%，全炉渣比801kg/t，正常料渣比565kg/t，正常料镁铝比0.83倍。

（2）开炉料配比及成分。开炉料结构为：高碱度烧结矿+球团矿+锰矿+硅石+萤石+白云石，配加锰矿、萤石和白云石降低炉渣黏度，改善炉渣流动性，为炉前排放渣铁创造有利条件。开炉料配比和成分分别见表2和表3。

（3）开炉料填充方式及装料制度。由于停炉时未放残铁，炉缸清理到铁口以下10cm位置，因此采用全焦炭开炉，炉缸到炉腰下部全部填充净焦，炉腰中上部到炉身下部1/5填充空料，炉身下部1/5-1/4填充过渡料，炉身中上部填充轻负荷正常料。

为了确保开炉料装入准确，实测炉内各段尺寸，安装16米长的软探尺，装完净焦和空料分别测量实际料线，缺料线时用净焦补充。在整个装料过程中补加了3批净焦和2批空料，过渡料和正常料每装完3批测量一次料线，开炉料实际填充量与计划量基本相符，实际全炉焦比2960kg/t。

开炉料采用带风装料，冷风通过布袋除尘经净煤气放散排放，兼顾了环保和降低开炉料粉末，是此次开炉的技术创新。净焦、空料和过渡料按15°单环布料，正常料装料制度为分装：CC OO，αJ =32.5°(3)30.5°(3)28°(3)，αk =30.5°(4)  28°(4)  ，正常料线1.5米，布料角度根据计算料线，并结合实测料线，低料线每增加0.5米，布料角度统一退1°，布料圈数不变，料线达到6米时送风点火。

4  开炉操作

3月31日18:16送风点火，风口采用连堵方式（5#-12#），用铁口两侧的8个风口送风，送风面积为0.076 m2，初始风量550m3/min，风温580℃，18:36焦炭点着。前3小时料尺不动，顶温上升缓慢，21:40减风坐料后料尺下降顺畅，顶温稳步上升，逐步加风到880m3/min，风压127kPa，风温950℃，22:50送煤气，23:00煤气并网。4月1日7:00打开氧枪球阀，随即铁流奔涌而出，铁水顺利通过临时撇渣器，第一炉[Si]=2.10%，标志着开炉已成功了一半，4月1日白班积极组织出铁，每次铁后开2个风口，焦炭负荷分四步由2.6 t/t逐步上调到3.60 t/t，7:30喷煤、富氧，16:00全风口作业，4月2日产量达到2360吨，利用系数达到3.75t/（m3·d）。

开炉期间的操作制度控制和炉前生产组织:

（1）热制度的控制。3月31日送风时焦炭负荷2.60t/t，风温固定950℃。4月1日第一炉铁渣铁流动性良好，物理热充足，焦炭负荷分四步逐步上调到3.60 t/t，全天风温1060℃，燃料比580kg/t-600 kg/t。前3次铁水[Si]分别2.10%、2.01%和2.08%，[S]分别0.030%、0.021%和0.018%。

4月2日平均风温1063℃，平均燃料比584kg/t，[Si]=0.8%-1.5%，铁水温度1475℃-1540℃，渣铁流动性良好，物理热充沛，炉缸活跃。

（2）送风制度的控制。送风时铁口两侧的8个风口送风，送风面积0.076 m2，4月1日出第一炉铁后，风量1250 m3/min，风压205kPa，标准风速274m/s，料尺工作均匀顺畅，具备开风口条件，7:58捅开12#和5#风口，第二次铁后捅开11#和6#风口，第三次铁后捅开10#和7#风口，第四次铁后分别捅开8#和9#风口，到16:00开全风口送风，送风面积0.1520m2，风量1750m3/min，风压325kPa，开炉21小时成功实现全风口作业，创高义钢铁开炉快速达产的历史。

（3）装料制度的控制。送风后延用开炉料的装料制度，αJ =32.5°(3)30.5°(3)28°(3)，αk =30.5°(4)28°(4)，矿批8吨。4月1日出铁后矿批由11吨逐步扩至18吨，装料制度调整为：αJ =30.5°(3)29°(2)27°(2) 24°(2)，αk =29°(3)27°(3) 24.5°(3)，实现“平台+漏斗”的料面分布，形成两股气流，实现炉况的稳定顺行且提高煤气利用。

（4）造渣制度的控制。送风后停加锰矿和硅石，白云石每批减到200kg，第25批停加白云石，炉温低于1.0%时停加每批200kg萤石。控制炉渣中MgO=9.5%，R2=1.10(R4=0.98)，镁铝比0.65倍，配加锰矿、白云石和萤石降低炉渣黏度，改善炉渣流动性。

（5）炉前生产组织。单铁口决定了炉前渣铁排放是开炉的重点，组织好出铁是本次开炉顺利与否的关键。厂部抽调一名炉前技师带领10名业务骨干，支援2号高炉开炉。4月1日7:00打开氧枪阀门，铁流随即奔涌而出，渣铁分离良好，铁水顺利通过临时撇渣器，铁水进罐，水冲渣投用，出铁15分钟约100吨铁水。鉴于前两炉渣铁流动性良好，第三炉投用储铁式主沟，铁水顺利通过撇渣器，炉前生产组织步入正轨。

此次开炉炉温、炉渣性能控制合理，渣铁流动性良好，铁后主沟、铁沟、渣沟基本干净，炉前劳动强度大幅降低，30分钟内打开下一次铁口，炉前出铁组织快速、高效，为高炉快速恢复创造了有利条件。

5  结语

高义钢铁2号高炉此次开炉前期准备充分，开炉过程控制到位，恢复过程高效、快速，开炉13小时喷煤、富氧，21小时全风口作业，2.0天利用系数达到3.75t/（m3·d），创高义钢铁公司历次开炉的记录。主要经验有:

（1）制定周密的《开炉方案》。《开炉方案》重点强调人员培训、开炉料计算、操作制度调整、炉前生产组织等，准备工作落实到细处和实处，进度安排到日，责任落实到人。

（2）设备联动试车彻底。提前2月对所有设备进行单体试车，提前20天联动试车，设备存在问题得以提前暴露和解决，设备的稳定运行，为开炉提供了强有力的保障。

（3）细化原燃料管理。提前备好质量稳定的原燃料并取样化验，保证开炉配料的准确。通过调整挡筛板规格、料板高度、激振器振幅等，狠抓原燃料筛分，在保证上料的情况下严格控制料流，降低入炉粉末到1.0%以下。

（4）开炉料的准确装入。开炉料采用带风装料，提前计算好净焦、空料、轻负荷料的装入位置，装料时用探尺实测料线，计划料线与实际料线出现偏差时补加净焦和空料，实际开炉料填充位置、数量与计算基本相符。

（5）合理的操作制度。开炉热制度和造渣制度选择合理，第一炉铁水[Si]=2.10%，4月2日[Si]=0.8～1.5%，炉渣R2＝1.10。适宜的炉温和炉渣特性，实现了炉缸热量的充沛和渣铁良好的流动性。开炉轻负荷料采用分装多环布料，实现“平台+漏斗”的料面分布，形成两股气流，确保开炉炉况的稳定顺行。开炉时风口采用连堵方式，8个风口送风，标准风速持续大于180m/s，吹活炉缸，高炉具备出铁后开风口、加风的条件。

（6）快速、高效的炉前组织。开氧枪球阀出第一炉铁，渣铁顺利过临时撇渣器，第三炉储铁式主沟投用，铁水顺利过撇渣器，炉前组织步入正轨。炉前组织的顺畅受益于热制度和造渣制度选择的合理，渣铁流动性良好，大幅降低炉前劳动强度，30分钟内打开下一炉铁口，及时、均衡地排净炉内渣铁，为高炉快速恢复提供强力支持。