季文东  贾西明  赵  洋

（内蒙古包钢钢联股份有限公司）

摘  要  包钢7高炉有效容积为4150m³。为消除热风管系三岔口掉砖，恢复波补功能，在2019年9月焖炉14天62分钟对热风主管波纹补偿器进行更换，上半部重新砌筑耐材。如此长期的焖炉操作在行业内巨型高炉上尚无可以参照的经验。整个控制过程对焖炉料的计算、排布、装入、炉体密封、回风控制等各个关键控制环节都有较高的要求。为实现复风后炉况的安全、快速强化，我们通过休风前合理管控、休风过程中多项措施并举减少热量损失，实现了焖炉期间料面少量下降、炉缸热状态较好的结果。送风后快速开风口，创造了23小时回全风量的良好业绩。本文对该段时间内采取的各项管控措施进行总结。

关键词  高炉  焖炉  休风料  冷却强度控制

包钢稀土钢炼铁厂拥有两座有效容积4150 m³的矮胖型现代化大型高炉。高炉本体设计为全冷却壁结构、38个风口，采用软水密闭循环冷却；配有4座卡卢金顶燃式热风炉、CISDI新型并罐炉顶，设置平坦化的矩形双出铁场， 4个出铁口配套圆盘法水渣处理系统，整体装备水平较高。7高炉于2014年5月27日开炉， 2016年8月热风主管斜段部位、热风主管与热风支管三岔口部位、主管段波纹补偿器部位就开始出现管皮温度升高现象。采取高炉休风时管皮开孔灌浆处理，温度可控，但仍需长期吹压缩空气、氮气进行物理降温。2018年10月16日高炉定休时发现2号、3号热风炉三岔口大面积塌砖、管皮开裂。针对这一生产隐患于2019年9月16日进行为期15天的计划项修，主要对热风主管上半环重砌砖、更换波纹补偿器，加装热风支管小拉杆、安装混风室解决出铁场内外热风主管的高度差以及进行炉顶煤气封罩的喷涂。因本次焖炉计划时间长达15天，考虑到散热量较大，复风后炉缸的热状态必然不甚理想。本次休风从休风料的排布控制、装入、热风管系的快速冷却、炉体密封、冷却强度控制、送风后铁口与风口的贯通、出铁的控制、加风节奏的掌控等方面进行科学管理，实现了在45%的落地烧结+40%湿焦的入炉原燃料条件下送风后23小时风量回全、3天冶炼强度达到正常水平的良好成绩。复风后技术经济指标详见表1。

1  焖炉前

1.1  休风前的准备工作

消除冷却设备漏水，保证炉顶打水设备正常工作。为了维持炉缸活跃状态，在项修前的9月4进行了50min的短期休风，更换损坏的风口，以消除风口向炉缸漏水，防止炉缸工作状态遭到破坏。短期休风后，组织配管工对全炉冷却设备进行打压检漏；炉顶更换了5根新的炉顶打水枪及两个打水枪头，使炉顶打水能力由80t/h增加到130t/h，杜绝焖炉料装入过程中出现顶温升高难以控制而进行计划外减风的现象出现。

调轻矿焦比，降低碱度，活跃炉缸。休风前，开始逐步调轻高炉O/C，降低炉渣碱度以改善炉缸工作状态，减少休风时炉缸渣铁的滞留量，详见表2。

提高炉缸热储备。在休风前铁水成分的控制上，逐步提高了铁水的物理温度，增加炉缸热储备，按照计划降低碱度改善渣铁的流动性。最后一次铁延长铁口空喷时间。详见表3。疏松边缘，规整操作炉型。布料制度上，在休风前3天开始矿、焦逐步同缩角度，较正常角度缩小1°，规整操作炉型，防止恢复时炉身下部受到热冲击大量粘结物掉入炉缸，熔化后烧坏风口。

1.2  焖炉料的设定

本次焖炉工作时间长，除在休风前提高铁水物理温度以提高炉缸热储备的操作外，焖炉料设定在炉腹部位装入大量净焦、炉腰装入空焦、炉身下部装入轻负荷炉料，用这种焖炉料的排布来保障送风后炉缸的快速加热、补充炉缸热量亏损以及后续无喷煤条件下的炉温平稳上升[1]。此次焖炉料按照全炉焦比1.20t/t、渣铁比406kg/t、全炉O/C为1.33倍、炉渣碱度0.90倍进行控制，相比于同行业类似焖炉经验，我厂矿焦比控制偏轻。主要是出于高炉所用焦炭质量水平较行业水平差且考虑到包钢炉渣易熔难再熔的特点，采取适当增加减矿率的方式来保证经过长时间的焖炉后炉内料面经过沉降、压实后仍有较良好的孔隙度，支撑高炉在送风初期接受风量快速恢复、利于初期流动性较差的渣铁顺利下渗。焦炭质量详见表4。

1.2  焖炉料的装入

为保证送风后虽有滞留渣铁冷凝但在风口、铁口区域仍有足够的煤气通道、也为保证送风前期能够减少渣铁生成量从而达到尽快提高炉缸温度的要求，带负荷料一般会装至炉腰以上区域，炉腹、炉腰会装入大量的净焦、空焦。而大量的净焦、空焦在全风状态下的装入会造成煤气流速增加，尤其是此段炉料到达软熔带顶部、根部更会对气流分布状况带来剧烈影响，甚至会在焖炉料装入过程中出现“管道行程”；不仅会干扰焖炉料的正常装入甚至还会对休风前的炉况顺行造成影响，因此必须合理管控焖炉料装入过程。此次，我们对入炉料的O/C情况、实时位置、煤气利用变化情况进行预测、跟踪，对风量进行提前管控实现焖炉料的顺利、快速装入，详见图1。

由图1可见，16点开始装净焦，装入前减风500m³/min至5850m³/min，防止随着净焦的装入煤气流速过快出现“管道行程”。随着净焦的装入煤气利用率迅速下降，至第5批净焦装入时ηco已由44.2%下降至41.6%，顶温上至240℃以上，炉顶开始打水。17:11装入第9批净焦后，根据煤气利用曲线以及装入焦炭的体积计算，预测前期装入的净焦开始到达软熔带顶部，此时再次主动减风至5350m³/min控制煤气流速过高。装炉腰空焦前，再次减风至4750m³/min，减氧2000m³/h至10000m³/h；第18回开始加空焦，此时ηco已降至 14.3%，风量维持4750m³/min，19:39炉腰空焦装完，此时ηco11.1%，接着开始装炉身下部轻负荷料，煤气利用率慢慢有所改善；加完4批轻负荷料之后ηco上至13.4%，20:52按休风方案开始加风至5250m³/min，此风量维持至休风。2:02布完焦后，探尺下料慢，分析下部空间已经主要靠焦炭的燃烧空出，此时煤气利用维持在35.5%左右的较低水平。

2  焖炉后的操作

2.1  炉体密封工作

炉体密封是保温措施中最为重要的一环，在此次焖炉操作中采取了上部压高炉返矿、水渣隔绝空气，下部风口堵泥、大套内沿处砌砖，砌砖表面涂铅油的密封隔绝措施。本次料面共计装入返矿30t、水渣100t。因本次炉顶封罩进行喷涂工作，所以炉顶煤气放散阀未采取关小阀位的保温措施。焖炉期间每日下放探尺进行料面下降程度的跟踪，具体数据详见图2，整个焖炉期间料面仅下降1.38m，整个密封工作比较成功。

2.2  炉体冷却强度的降低

冷却系统分为三部分：炉缸、中部铜冷却壁区域、上部铸铁冷却壁区域。各部分之间以环管分割，设有旁通管道；每部分又分为8个区控制。停风期间，在保证炉缸安全前提下尽可能减少水系统带走热量。对焖炉期间冷却水系统的流量做了相应调控，具体调整如下：正常冷却水量为5800 m³/h ，随着休风时间延长，逐步减小各部水量。9月16日7:00，一组泵停一台，三组泵停（一用一备）风口水量减至580m³/h，16:00，热风炉热风阀、混风阀、中套、倒流阀改开路，4组泵停，20:00，一组泵再停一台，总水量降为3380m³/h，进水温度按42-45℃控制；9月18日，调炉顶脱气罐回水总阀，将总水量（3380 m³/h→3090 m³/h）减290m³/h（旁通量为1050m³/h）；9月23日，将铜冷却壁旁通量由60m³/h增加到100m³/h，共增加320m³/h，9月23日，16:00炉基水量由620减至355m³/h；9月25日10:00将总水量由3090m³/h减至2850m³/h（旁通量950m³/h）；送风前1.5h将水逐步恢复正常。送风一组泵启两台，总水量5500m³/h，风量回至5000m³/min，水系统恢复正常水量。

2.3  送风操作

因考虑前几次铁物理温度低渣铁分离不好，故选择可放渣罐的1#、4#铁口出铁，选择其上方20个风口送风；将不出铁的2#、3#铁口上方进行集中堵18个风口送风。全开风口面积 0.481m2，开20个风口面积为0.253m2，堵风口布局见图3。风口密封良好，送风前向内掏200mm左右可见红焦炭。炉缸内部的温度随时间延长自靠近炉墙部位逐渐降低，容易出现渣铁冷凝的现象，导致风口和铁口之间的区域出现“隔离层”。“隔离层”的存在会导致送风后炉缸难以加热、上部融化的渣铁下达后不能够顺利下渗进入炉缸从而导致风口大量烧坏[2]。为解决以上问题，休风前除了在焖炉料的控制上调轻下部矿焦比，同时适当降低炉渣碱度、提高铁水物理温度，为减少滴落带以下的渣铁滞留量，适度延长休风前铁口的空喷时间；在送风后及时打开铁口利用热风加热炉缸、将初期重新熔化的少量凉渣铁引向炉缸排出炉外，如有条件，空喷时间应尽量延长。30日5：38送风后，6：26煤气并网，10：30分依次打开2#、4#铁口进行空喷，2#流出少量渣铁堵口。因为堵风口后炉内压力高、料尺工作差偏尺情况严重且铁口工作情况良好，所以风口逐步捅开，至15:50所堵的风口已经全部捅开，避免形成大偏料。

2.4  炉内操作与出铁

复风后，炉内操作上在压量关系平稳、下料良好，料速与风量匹配的条件下进行加风操作，且加风节奏、间隔均进行控制，防止出现炉况不接受产生异常炉况。

复风后出铁能否正常，尤其第一次、第二次铁能否顺利过砂口，决定了炉缸安全和加风强化达产的速度。在1#、4#能够出罐渣的铁口，预埋氧枪，逐步调整压缩空气和氧气的比例，保证烧出空间，加热炉缸，渣铁顺利到达铁口，外排顺畅。生产组织上配备挖掘机配合主沟的清理工作，避免产生耽误。出铁情况详见表5。

3  结论

包钢7高炉进行为期14天的焖炉操作，通过对各阶段的科学控制，实现了快速恢复炉况，总结实践经验为：

（1）对焖炉料进行合理设定与排布是送风后气流能够快速规整、炉缸得到迅速加热、渣铁温度快速上升的主要依靠。

（2）焖炉料的装入过程科学计算、有效预判，合理控制风量，实现焖炉料的快速、顺利装入，保证料层分布有序。

（3）做好密封工作，降低冷却强度，有效降低焖炉期间的热量损失。

（4）预埋氧枪是保证顺利出渣铁的关键。

（5）送风面积的选取及单铁口渣铁顺利排出两次后快速全开风口决定复风速度。

4  参考文献

[1] 毕忠新，朱建秋.承钢高炉休风和复风关键技术的应用[J].炼铁，2017，36（4）：41-43.

[2] 张福.本钢7号高炉长期休风后炉况快速恢复实践[J].本钢技术，2011，（2）：7-22.