摘  要  昆钢2 500 m³高炉开炉以来先后进行了两次空料线降料面到风口，本文主要是对两次降料面的情况进行比对分析，并得出空料线降料面过程中减少残渣的措施和方法。

关键词  空料线  降料面  水温差  残渣

1  前言

昆钢2 500 m³高炉于2012年6月26日开炉生产以来，分别于2018年5月20日、2021年1月28日采用空料线降料面到风口实施喷涂造衬。其中2018年5月降料面后炉缸内的残留渣皮量大，清理残渣约30余吨，清理残渣耗时36 h 40 min，而2021年1月降料面后炉缸内几乎没有残渣，甚至连风口马甲带的渣皮都熔化得干干净净，就其原因除了2021年1月份采用新型炉顶洒水工艺外，还在于降料面前的准备工作充分有效、降料面过程中的冷却制度控制合理等。

2  2018年5月份降料面的总体情况

（1）降料面前的洗炉。2018年5月14日8：45开始调整用料结构，主要是停用含钛高的球团矿而启用含钛低的普通球团矿，同时降低碱度较高的自产烧结矿1.5 %，增加碱度略低的本部烧结矿1.5 %，调整后的用料结构为：烧结矿69.1 %+本部球15.9 %+南非块10 %+本部烧结矿5 %，5月19日17：16缩矿批到40 t，退负荷到2.8倍，同时增加南非块矿到15 %，停用本部烧结矿，入炉炉料结构变为：烧结矿69.5 %+本部普球15.5 %+南非块15 %。经过调整，渣中（TiO₂）从原先的2.5 %左右逐步降低到2 %以内，炉渣二元碱度从原先的1.18倍逐步降低到1.12倍，主要目的是采用高炉温、低碱度、低钛渣洗炉。降料面前的铁水及炉渣成分变化情况见表1。

表1  降料面前的铁水及炉渣成分变化情况

（2）降料面前的送风制度调整。正常生产过程中长堵14^#、29^#风口，5月19日13：50捅开29^#风口，22：30捅开14^#风口，为保持合理的鼓风动能，入炉风量从原先的4 350 m³/h左右增加到4 600  m³/h左右，5月19日19：10富氧量从正常的15 000 m³/h减到10 000 m³/h，21：33煤粉喷完后停氧，同时入炉风温从正常时候的1 180 ℃降低到1 080 ℃，20日        3：00降低到1 000 ℃。

(3)预休风。按照降料面工作实施方案要求， 5月20日白班加完3批盖面焦共42.9 t后，于10：46休风300 min安装炉顶洒水枪10支，焊补炉壳裂缝。

(4)降料面工作。15：46复风后开始降料面，16：45料动，16:48料面吹，16：50减风至4 090 m³/min，17:00～18:18之间频繁出现料面吹现象，18:18减风至2 660 m³/min，19:00以后爆震频繁，不断减风控制，20：50料线19.6 m（2^#雷达探尺显示），开炉顶放散阀，切煤气， 21日4:02风口见空， 6:10高炉安全休风，整个降料面过程中人工控制各洒水枪的洒水量，顶温严格控制在200 ℃～360 ℃的范围，降料面共历时14 h 24 min，总用水量1 708 m³。降料面过程中出铁3次，出铁量达到了1 008 t，铁水物理热最低1 402 ℃。降料面过程中高炉本体冷却系统水量一直维持4 500 m³/h，控制给水温度39.5 ℃左右，全炉水温差低于3 ℃，5月 21日23：20减水量到4 000 m³/h。2018年5月降料面过程中全炉水温差变化趋势见图1。

图1  2018年5月降料面过程中全炉水温差变化趋势  

3  2021年1月份降料面总体情况

3.1用料结构调整

正常生产时候的炉料结构为烧结矿70.9 %+本部球团矿21.1 %+南非块8 %，控制炉渣碱度在1.16～1.2倍范围内，生铁含硅控制在0.25 %～0.35 %之间。1月19日17：25降低南非块用量到5 %，调整入炉配比为烧结矿72.1 %+本部球团矿22.9 %+南非块5 %，1月27日18：36按照降料面实施方案改配比为：烧结矿68 %+普通球团矿22 %+南非块10 %，目的是控制炉渣碱度在1.12倍以下，生铁含硅控制在0.5 %左右，控制铁水物理热大于1 460 ℃，通过降低炉渣碱度，降低炉渣（TiO₂）含量，提高炉渣（MgO）含量，以改善炉渣流动性，提高炉温，以达到洗炉的目的。降料面前的用料结构、炉渣、铁水变化趋势见表2。

表2：降料面前的用料结构、炉渣、铁水变化趋势

3.2送风制度调整

由于炼钢厂于1月17日开始1^#转炉捣炉检修，因此高炉于1月18日计划休风240 min，先后更换了2^#、26^#、29^#风口小套，将9段冷却壁漏水直管短接。复风后堵2^#、8^#、14^#、26^#风口，14：50捅开14^#风口，由于炼钢厂单炉生产期间每天实际消化铁水量能达到5 500 t左右，因此于19日13：10 再次捅开2^#风口，富氧量维持13 000 m³/h,21日增加富氧量到14 000 m³/h，22日增加到15 000 m³/h，确保每天的铁水产量在6 300 t左右，至此仍堵26^#、8^#风口。按照计划于1月27日8：50、20：00先后捅开26^#、8^#风口，同时为了保持合理的鼓风动能，逐渐增加入炉风量到4 700 m³/h，于27日13：00降低富氧量到13 000 m³/h，22：25煤粉全部喷吹结束，为了保持合理的理论燃烧温度同时停止富氧，并减风温到1 000 ℃，28日7：00减风温到900 ℃，并使用加湿鼓风。

3.3.冷却制度调整

（1）正常生产时保持全炉水温差在6 ℃～7 ℃之间。主要是采取稳定给水温度在39 ℃～40 ℃范围，通过加减水量的方式进行调控。1～17日，炉底水量为500 m³/h,高炉本体冷却系统水量为4 500 m³/h。1月18日休风堵3个风口，复风后减水量到4 350 m³/h，20日随着冶炼强度的提高，恢复水量到4 400 m³/h。冷却软水的二冷水流量稳定在2 200 m³/h，二冷水温度控制范围为31.5 ℃～33 ℃，1月1～17日高炉全炉水温差平均值为6.97 ℃。2021年1月1～17日期间全炉水温差变化趋势见图2。

图2  2021年1月1～17日期间全炉水温差变化趋势

（2）降料面前洗炉过程中控制全炉水温差在7 ℃～7.5 ℃范围。在高炉温、低碱度洗炉过程中，为了保证洗炉效果，主要采取减水量的措施将全炉水温差控制在7 ℃～7.5 ℃范围内， 1月27日18：36根据降料面方案要求缩矿批、退全焦负荷至2.8倍，22：25喷完煤粉后停氧，随着冶炼强度的降低，炉身水温差持续降低，28日0：00减水到4 300 m³/h，3：50再次减水到4 250 m³/h，7：50减水到4 150 m³/h，后多次调整水量以控制全炉水温差在7 ℃～7.5 ℃。软水的给水温度控制在39 ℃～40 ℃范围内。洗炉期间的全炉水温差变化趋势见图3。

图3  洗炉期间的全炉水温差变化趋势

（3）空料线降料面过程中控制全炉水温差在12 ℃以内，最高不允许超过15 ℃。1月28日13：55加完3批盖面焦后开始降料面工作，为了降低冷却强度，在减少冷却水量的同时将给水温度控制范围从39 ℃～40 ℃提高到40 ℃～44 ℃，随着料面的下降及冷却强度降低，炉墙渣皮逐渐脱落，冷却壁裸露，各段冷却壁温度明显升高，22：00全炉冷却壁水温差升高到13 ℃。降料面过程中的全炉水温差变化趋势见图4所示。

图4  降料面过程中的全炉水温差变化趋势

（4）降料面过程中的渣皮脱漏情况

随着料面的下降及冷却强度降低，炉墙渣皮逐渐脱落，主要体现在炉身各断冷却壁温度明显升高。其中12段冷却壁温度从16：06开始出现陡升，9段冷却壁温度从16：24分开始出现陡升， 7段冷却壁温度从22：15开始出现陡升， 5段冷却壁温度从29日3：40开始出现陡升。第7段冷却壁温度变化趋势见图5，第5段冷却壁温度变化趋势见图6。

图5  第7段冷却壁温度变化趋势

图6  第5段冷却壁温度变化趋势

（5）渣皮脱落后的冷却系统水量恢复。随着渣皮脱落，冷却壁水温差明显升高，并从23：00开始不断增加高炉本体冷却系统水量，恢复二冷水流量，控制全炉水温差到12 ℃以内。恢复水量过程中的全炉水温差变化趋势见图7。

图7  恢复水量过程中的全炉水温差变化趋势

4  降料面过程中的出铁

在降料面过程中出铁工作的控制非常关键，主要是控制出铁节奏和最后一次铁的出铁时机。实施方案要求降料面过程中出铁2～3次，其中最后一次铁的出铁时间与料面实际位置紧密相关，首先要求最后一次铁要留有150 t～200 t理论铁量；其次要求料面实际位置进入炉腰1 m左右时打开铁口放铁；第三在放铁过程中根据渣铁压力大小选择关闭1个炉顶放散阀憋压。

具体的出铁工作：（1）提高开口机的角度。在27日早班开始提高两个铁口的开口机角度，分别是1^#铁口从11.5°提高到13°，3^#铁口从11.5°提高到12°，尽量排净炉缸内的渣铁；（2）降料面过程中的出铁控制。1月28日13：36分加完3批盖面焦后开始降料面，过程中先后出铁4次，第一次为14：50～17：04出1^#铁口，共出铁4罐，铁量485 t，出渣时间114 min；第二、三次铁平行出，其中3^#铁口19：26～23：12，共出铁2罐，铁量250 t，出渣时间184 min，1^#铁口19：50～22：26，共出铁1罐，铁量92 t，出渣时间149 min；第四次为1：25～5：30出3^#铁口，出铁1罐，铁量54 t，出渣少量。开始降料面时计算炉内有铁量约800 t，最终出铁880 t，扣除2条主沟内的残铁约70 t，实际出铁量与理论铁量差仅10 t。2021年1月降料面过程中的出铁情况见表2。

表2  2021年1月降料面过程中的出铁情况

5  结语

（1）采用空料线降料面前采取高炉温、低碱度、低含钛的热洗炉措施进行洗炉，有利于降料面过程中消除或减少炉墙渣皮。

（2）降料面过程中，根据实际料面的位置及全炉水温差高低，有计划地控制水量及给水温度，避免水温差超出安全范围。

（3）采用新型炉顶洒水设备后，不但取消了预休风，而且降料面过程中的洒水量均匀稳定，雾化效果好，全程几乎没有爆震现象，总耗水量仅1 458 m³，较2018年减少了250 m³，在不清理炉缸焦炭的情况下，由于洒水量少且雾化效果好，可以有效避免水进入炉缸，有利于开炉后的炉况快速恢复。