王  凯  李宏伟  纪鹏飞  唐瑞峰  郑  凯

（首钢京唐公司炼铁部）

摘  要  首钢京唐公司1号高炉因炉顶气密箱故障导致α角无法正常布料，炉内通过采取调整布料、降料线、扒矿批退负荷、附加焦炭等措施，确保了高炉煤气未发生较大变化。休风后，通过制定详细的炉体保温方案最大限度的降低热量损失。送风恢复采取疏导边缘煤气布料制度，控制赶料线、加风与加矿批加负荷节奏等措施，送风后6小时15分钟快速恢复至全风。

关键词  高炉  气密箱  休风  布料  恢复  

首钢京唐公司1号高炉（有效容积5500m³）于2009年5月21日开炉，设有42个风口，4个出铁口，自投产以来已经稳定运行10年7个月。2019年12月20日至22日因炉顶气密箱故障无法正常布料，被迫长时间休风51小时32分钟进行更换气密箱。气密箱故障发生后，炉内立即采取调整布料、降料线、附加焦炭等措施，确保了高炉煤气未发生较大变化。此外，为了确保送风后渣铁热度和良好流动性，同时采取扒矿批退负荷、降炉渣碱度、配吃萤石等措施。休风后，通过制定详细的炉体保温方案和炉况恢复方案，送风后6小时15分钟1号高炉快速恢复至全风，1天23小时30分钟负荷加至5.0，铁水日产量达到11800吨。

1  故障发生前炉况运行情况

2019年12月1日至19日1号高炉生产运行良好，焦炭负荷稳定在5.33，球比57%，风量7979m3/min，透气性指数4286，实际风速246m/s，平均鼓风动能12786kg/s（主要经济指标如表1所示）。此外，装料制度上采用平台+中心加焦的布料模式（如表2所示），炉顶煤气呈现典型的中心开发式煤气分布，W值稳定在0.25左右，煤气利用率47.4%，炉顶温度224℃。

2  气密箱故障发生后采取措施

2019年12月20日1:49分1号高炉炉顶气密箱β角电机电流出现持续异常波动（β角正常工作电流在17～20A，波动期间最大电流68A），采取提高炉炉顶打水降温、增加气密箱冷却水量（由9t/h增至12t/h）和增加氮气量（由2600m3/h增加至最大3000m3/h）等措施后，电流值未完全恢复至正常水平，尤其当α角越大时β角电机电流越高。

为确定气密箱故障原因，防止事故扩大，1号高炉于12月20日11:58休风，休风后检查发现气密箱布料溜槽挂臂烧损龟裂，挂轴出现横向位移约100mm，存在溜槽掉落，形成重大事故风险，对故障气密箱进行更换。

2.1  休风前采取临时措施

控制合理的煤气流分布是实现高炉稳定、顺行、高产的基础，在大型高炉操作中，尤为注重中心和边缘两股煤气流的协调发展[1]。在气密箱故障发生后，布料溜槽α角只能在32°以内正常布料，为了确保炉况稳定和铁水热度充足，2019年12月20日17批配料上采取矿批由154吨扒至140吨，同时加焦炭退负荷5.33退至4.50；高钛球由6.2吨/批减至0吨，入炉钛负荷由7.57降至1.20kg/t；装料制度上，料线由1.5m降至2.3m(理论测算α角变化0.3°影响料线约0.1m)，同时增加中心区域焦炭量9°（4.5圈）→（5圈），边缘最大角矿角30°（3圈）→（4圈）。

在增大冷却水量和氮气量后，布料溜槽α角只能在36°以内正常布料，确定气密箱故障仍无法完全消除。炉内立即按休风更换气密箱准备，25批加焦炭负荷由4.5退至3.5，加萤石1吨/批，炉渣中（CaF2）按照4.4%控制；炉渣碱度R2由1.13降至1.00，结矿比由38.6%降至28.57%，球比由57%提至60.7%，高炉渣比214kg/t；布料上为了将影响降至最低，同时将最大矿、焦角度分别调至35°、36°（具体如表3所示）。

特大型高炉在重焦炭负荷下非计划休风，根据停风时间的长短，加适量的循环焦恢复炉况是比较有利的一种方法[2]。此外，停风期间热量损失与高炉的炉容大小、砖衬厚度、冷却强度、停送风过程中停给煤时间等因素有关。根据热量平衡计算停风期间（停风时间按50小时计算）热量损失，停风料需增加足够焦炭（由轻负荷料多带入的焦炭和附加焦炭构成）进行热补偿。此外，考虑到气密箱故障发生后因布料导致煤气变化因素，确保送风后炉况顺利恢复，此次停风料实际加入焦炭量比计算值多133.1吨。休风前累计加入附加焦炭共11批（共计371.1吨），即附加焦炭：14批附加1批+16批附加2批+20批附加4批+25批附加2批+30批附加2批。

在高炉布料过程中，中心加焦过多时，焦炭在中心堆积，形成一定区域的无矿空间，这个区域内，煤气流量大、利用率低，降低整个高炉的煤气利用率[3]。附加焦炭在布料上全部取消9°中心焦，防止中心焦堆过于肥大而导致中心区域软容带上移，从而保证了煤气分布的相对稳定（如图1、图2所示）。此外，休风前出最后一次铁的铁水温度1497℃，铁中[Si]含量0.55%，渣中R2碱度1.13。

2.2  休风后采取控制措施

高炉长时间休风检修，炉内热量损失大，若控制不好送风后极易导致渣铁流动性差、恢复困难等。此次休风后重点从炉体冷却、风口密封和炉顶放散控制方面入手。在炉体冷却控制上，A系统休风1小时后停一台泵，6小时后再停1台泵，最终确保1台泵正常工作，休风期间严格控制A系统进水温度42-45℃；炉底冷却水量休风后减至200m3/h，6小时后减至100m3/h；B系统休风6小时后停1台泵，休风期间加强水位变化检查并做好记录，发现异常及时汇报炼铁集控工。

坏风口更换完成后及时密封，班中每2小时巡检一次，发现风口密封不严密漏风的，及时组织重新密封。休风后保持开启三个炉顶放散阀，休风24小时后，只开启一个炉顶放散阀，每8h轮流更换，以达到减少热量损失之目的。

3  炉况恢复

3.1  装料调整

休风前因布料角度发生较大变化，煤气分布也相应的发生一定变化。由于更换新气密箱后，布料恢复至正常生产时站位（如表3所示），但考虑到休风前边缘煤气升高趋势明显，故送风装料采取适当疏导边缘煤气布料制度，即最大矿角42°（1圈）。此外，考虑炉缸安全及护炉需要，送风料停止配加萤石。

3.2  风量恢复控制

风量是高炉冶炼的基本参数，决定燃料在炉缸燃烧的数量和煤气的发生量，对高炉冶炼进程起决定性影响[4]。2019年12月22日15:30 1号高炉检修结束（累计休风检修时间51小时32分钟），全开风口送风，初始料线深度4.4m，送风风量1500m3/min，透气性指数7500，送风后18分钟料尺开始自由活动。

16:10干法入口温度合格，高炉煤气并入公司煤气管网后，高炉开始稳步加风。考虑休风时间长因素，每次加风节奏按≯500m3/min控制，压量关系平稳，料尺工作良好，操作上杜绝扛压差、顶料尺加风，以避免严重塌料或悬料的发生；当风量水平恢复至全风量的95%（约为>7600m3/min）以上时；加风幅度≯100m3/min/次、加风间隔≮30min，目的主要是给高炉恢复煤气分布创造条件。17:29风量加至6550m3/min，在加风过程中严格控制好赶料线节奏，加风与加料交替进行，18:15料尺逐步赶至正常料线1.5m，期间压量关系平稳，未发生滑尺、塌料、管道等异常情况。至21:45风量恢复至全风8050m3/min。22:39开始富氧1%。

3.3  出铁情况

当风量加至5500m3/min后，累计风量11.2万m3，料尺工作良好，于2019年12月22日17:18出第一次铁，渣铁流动性良好，铁中[Si]含量1.81%，铁水温度1336℃，炉渣中CaF2含量4.15%，二元碱度1.01。后续因轻负荷料和附加焦炭陆续作用，渣铁温度快速升高，12月22日22:02出第三次铁时，铁水温度升至1462℃，具体如表4所示。

3.4  送风后负荷料调整

此次长时间休风恢复，在前期料尺工作良好的情况下优先以上风为主，初始送风入炉料矿批140吨，负荷3.50，球比60.7%。风量全风稳定2个小时后，于2019年12月22日23:45开始加负荷由3.50至3.80，矿批143吨。考虑到送风后煤气变化，后续严格控加矿批制节奏，加负荷与加矿批交替进行（如图4所示），至12月24日15:00负荷回至5.0，矿批153吨，富氧率提至5.3%，日产量达到11800吨，27日负荷回至5.33，日产量达到12000吨。

4  结语

（1）本次因气密箱故障导致布料溜槽无法正常布料后，通过采取缩矿批退负荷、降料线、增加中心焦量、调整边缘布料等措施，最大限度的避免煤气分布变化，将布料对炉况影响降至最低，也是后续炉况快速恢复的关键。

（2）集中附加焦炭是高炉送风后快速提升炉缸热度的最有效措施。此外，针对中心加焦冶炼高炉，附加焦布料取消中心焦可有效防止中心焦堆过于肥大，保证中心煤气稳定。

（3）休风后，制定详细的炉体保温方案最大限度的降低高炉热量损失。

（4）送风恢复采取疏导边缘煤气布料制度，控制赶料线、加风与加矿批加负荷节奏等措施，为炉况恢复创造了有利条件。

5  参考文献

[1] 郭可中，林成城.陈君明宝钢号高炉操作技术进步[J].炼铁，1998，17(4):17-20.

[2] 鲁俭，张贺顺，等. 京唐１号高炉无计划休风后的炉况恢复[J].炼铁，2017，36(5):41.

[3] 滕召杰，程树森，赵国磊.高炉中心加焦对气流分布及煤气利用的影响[N].钢铁研究学报，2014，26(12):13.

[4] 刘琦. 高炉基本操作制度的选择. [J].炼铁，2004，23(1):3.