张  宏  孙俊杰  李志辉

(梅山钢铁股份有限公司炼铁厂)

摘  要  梅钢2号高炉按照计划停炉中修更换炉腹炉腰段冷却壁，中修结束后，按照开炉方案开炉，开炉送风后39分钟风口全亮，1h后探尺开始走尺，3小时后开始引煤气，第3炉铁水物理热达到1474℃，第3天铁水硅降至炼钢铁，第4天产量达到设计利用系数。本文通过介绍整个开炉过程，对中修开炉的经验进行了总结，为高炉相关的工作者提供参考。

关键词  高炉  开炉  中修  利用系数

1  前言

高炉开炉是一个繁杂的系统工程，不仅耗资巨大，而且高炉开炉过程中的控制水平往往决定了高炉生产指标、冶炼成本甚至一代炉龄，开炉顺利与否对高炉生产来说非常关键[1]。高炉开炉方案制定和生产准备事关开炉顺利与否和达产周期的长短，需精心研究和周密安排[2]。

目前国内高炉开炉方式主要有枕木填充开炉和全焦开炉两种，两种方式各有优缺点。枕木填充开炉由于枕木燃点、灰分低，易着火，燃烧后上部料柱可以快速松动，风口前燃烧产生的高温煤气使炉缸升温，并阻止进入炉缸的初渣温度下降，同时为改善下部透气性，将部分高温煤气由铁口排出；缺点是浪费了大量木材，并需要进入炉内作业，作业流程复杂，况且为防止枕木自燃，要求高炉烘炉后凉炉的时间比较长，安全保障条件要求比较高。全焦开炉的优点是大大降低了凉炉和装料时间，缺点是焦炭不易于加热炉缸，且焦炭灰分中 Al2O3含量高，容易造成开炉炉渣黏度大、流动性差，开炉出铁困难较大[3]。

梅钢2号高炉有效容积为1280 m3，20个风口，双铁口（无渣口），采用串罐无料钟炉顶，料车上料，冷却系统采用板壁结合的冷却方式，在炉腰安装两层铜冷却板以加强冷却效果，炉缸采用国产半石墨炭砖+进口炭砖+陶瓷杯复合砌筑。

梅钢2号高炉按照计划于2020年3月10日进行停炉中修更换炉腹炉腰段冷却壁，中修13.5天，借鉴梅钢[4-6]高炉开炉经验，制定了开炉方案，按照方案顺利执行后，与2020年3月23日18:18点火开炉送风，3月24日10:48产出第一炉铁水，3月25日9:45TRT并网发电，14:28恢复喷煤，3月27日16:15用富氧，高炉开始富氧鼓风冶炼，当日产量2970t，利用系数2.32，达到设计要求，3月31日铁水产量突破3500吨，利用系数达到2.78，开炉投产一周累计铁水产量31782吨。

2  开炉料计划与实际对比

2020年3月22日23:45开始装开炉料，23日6:00将第一段净焦和第二段空焦加完，6:40开始进行高炉系统打压查漏，利用焊补漏点的时间进行带风装料，在18:18送风开炉前，开炉料装完，料线3.9m。

2.1  实际装料料单

本次开炉装料分为净焦、空焦和正常料三种料装入，共分为八段料。表1为实际装料料单。

2.2  理论装料料线和实际装料料线对比

根据高炉内部尺寸、表1中的八段料和所装炉料的密度计算了理论料线，表2为八段料装入后每段理论料线与实际料线对比。

通过表2可以看出第一段和第二段实际料线比理论料线浅，从第三段开始实际料线要深于理论料线。

2.3  实际装料参数

开炉料准备与计算以及净焦、空料、正常料的装料安排都与大修后开炉相同。但总焦比须根据清理炉缸及烘炉与否来确定：清理炉缸且烘炉的，总焦比取值同大修后开炉；未经烘炉的总焦比较高10~20%；未清理炉缸的总焦比最高，因为加热炉缸还包括其中残余物和凝固渣、铁的加热和熔化[8]。梅钢2号高炉未清理炉缸，也未烘炉，实际装料的全炉焦比为3208kg/t，具体如表3所示。

3  开炉过程

3.1  初始参数设定

风口面积的确定原则：开炉初期风量小，为保持足够风速，送风点火前需专门选择风口参数。2号高炉风口小套尺寸如表4所示，风口全开面积为0.2172m2。考虑到点火初期适当的风速和点火后正常生产的需要，根据开炉方案，送风前堵5#、6#、7#、15#、16#、17#风口，采用11个φ120mm的风口，3个φ110mm的风口，风口面积0.1529m2。送风后7#、16#吹开，实际开炉风口面积0.1719m2。随着风量的恢复，逐步捅开15#、6#、5#、17#风口。

3.2  软融带形成过程

送风后4h左右，煤气利用率开始上升，22:10由14.21%上行至23:04达到21.26%，送风5h后煤气利用率开始上行明显，0:30送风6h30min后，顶温由68℃上行至100℃。说明送风后6小时左右逐渐形成软融带，但后期由于悬料坐料，原先建立的煤气通道重新分布。

3.3  首次出铁

按照开炉方案计划，送风后打开东西铁口空喷，待有渣铁喷出时堵铁口。前期西铁口空喷较东铁口好，偶尔有炭屑和红焦炭喷出。按照开炉方案计划节点累计风量达到90万m3时开始组织出铁，24日6:00累计风量达到89.958万m3，炉前组织开西铁口，但未见渣铁流出。考虑到被还原后的渣铁滴落至炉缸后冷凝，堵塞了流出孔道，要求炉前一直烧铁口，10:48铁口烧开，出首炉铁。西铁口放铁时间1h58min，总出铁172t。14:09出第二炉铁，放铁1h23min，出铁135t，物理热1420℃。两炉渣铁均不分离，渣铁直接进鱼雷罐。鱼雷罐按照液位仪显示2.2m后送至大高炉进行冲罐作业。根据出铁实际情况，从第三炉开炉渣铁正常分离，满贯受铁，当炉铁水物理热达到1471℃。26日东主沟交出，东铁口具备出铁条件，视炉温水平铁水物理热持续>1460℃，12:35开东铁口，铁口正常，恢复双面出铁。

3.4  提负荷的过程

开炉方案，开炉后初始O/C为2.00。前期按0.2/6小时幅度增加，后期可以按0.1/5小时增加，负荷提高到2.90时，做好喷煤准备。实际过程中根据实际炉温水平进行调整，负荷调整比计划要慢。具体如表6所示。

4.5  降硅过程

开炉后第一罐铁水含硅量为6.69%，目标值设定5.0%，通过不断提高风量，调节风温、湿分以及提高负荷，到3月26日，[Si]降到1.0%以下。前3炉铁水成份如表7所示。

因铁水硅高、挂沟，渣铁分离良好，结合铁水温度适度加快降Si进程，26日5:28第13炉铁，铁水由铸造铁将至炼钢铁口。12:35开东铁口，东铁口首炉铁水温度达到1474℃，铁水硅0.6%。从上表可以看出铁水成分及炉渣碱度基本满足开炉料设定预想要求，但实际碱度较理论碱度偏高，实际渣中Al2O3较理论偏高，可能来源与炉身喷涂料有关，导致镁铝比偏低，降低了渣铁的流动性。

4  总结

（1）梅钢2号高炉开炉送风后39分钟风口全亮，1h后探尺开始走尺，3小时后开始引煤气，初期加风较为顺利。第3炉铁水物理热达到1474℃，第3天铁水硅降至炼钢铁，第4天产量达到设计利用系数。

（2）开炉装料实际与开炉装料理论计算，存在较大差异，主导致实际装料料线未达预期，通过这次开炉遇到的问题将进一步优化开炉料理论计算，提高炉身上部的炉料压缩比至14.5%，同时根据装料实际料线，及时调整开炉料结构，确保开炉料基本参数保持不变。

（3）梅钢2号高炉开炉初始风量设定为800Nm3/min，风温为700℃，湿分为20g/m3，风口面积为0.1719m2，堵4个风口，标准风速137m/s，22:20风温设定950℃，22:13用加湿20g/m3。较高的送风温度利于炉缸加热和炉料的预热，利于枕木和焦炭燃烧。

（4）控制适宜的加风速度，避免软熔带形成期由于透气性变坏而减风。软融带一般在送风后5-8小时左右开始形成，在软融带形成过程中煤气中CO2含量出现急剧升高，利用率上升，高炉的压差不断升高，易出现连续崩滑，该阶段需减缓加风速度或不进行加风操作。2号高炉在送风后5个半小时左右形成软熔带，壁体温度明显升高，此时风量维持在1750Nm3/min。

（5）清理炉缸时，铁口区域请理干净应进行保护，铁口可预埋导管，有利于首炉出铁。

5  参考文献

[1] 张作程.大型高炉开炉装料实践浅析[J].山东冶金，2017(05):7-9.

[2] 王雪峰.关于大型高炉精准开炉的若干问题[J].炼铁，2018，37(06):23-27.

[3] 刘振均.宝钢大型高炉的开炉操作[J].炼铁，2005(B09):50-53.

[4] 孟飞.梅钢2号高炉封炉后开炉达产实践[J].山西冶金，2013(03):44-45+48.

[5] 倪立.梅山2号高炉开炉快速达产实践[J].宝钢技术，2006，000(002):5-7，31.

[6] 杨文光，董跃玲. 3200m3高炉中修停炉及复产操作实践[J].中国钢铁业， 2017(4).

[7] 成兰伯.高炉炼铁工艺及计算[M]. 冶金工业出版社，1991.