马双磊

（江苏中天钢铁集团第一炼铁厂）

摘  要  中天钢铁2号高炉（510M3）由于公司计划轧钢工程技改，铁水量需求减少，于2018年5月28日封炉停产。在开炉前两个月经厂部研究决定进行扒炉工作，高炉于2019年2月17日下午17：58分点火送风。从点火到全风冶炼，耗时短，炉况顺行平稳，各项指标稳步提高，有效降低了开炉成本，为高炉顺利投产打下了坚实基础。

关键词  高炉  开炉   安全  快速达产

1  前言

江苏中天钢铁集团2号高炉有效容积510 M3，共16个风口，一个出铁场，设置1个铁口，1条固定贮铁式主沟，采用65t火车铁水包运输铁水。2017年9月19日大修后点火投产，2018年5月28日公司计划轧钢工程技改封炉停产9个月，本次停炉降料面至6米后上方封水渣近1米停炉，停炉过程安全、顺利，并第一次采用人工风口扒焦炭的方法全挖炉身至炉缸的焦炭，短短用时15天就全部完成，即减少了大量的物力财力，也为后续开炉奠定了良好的复风基础，利于高炉在较短时间内稳定炉况和各项指标参数，做到稳产高产，安全生产。高炉于2019年2月15日开始装料，17日17:58点火开炉，送风23小时风口全开，25小时开始喷煤，27小时富氧操作，高炉炉况稳定顺行，各项指标稳步提高，72小时内日产达2038t,有效降低了开炉成本，为高炉顺利投产夯实了基础。

1.1  高炉炉型

高炉炉型主要参数见表1。

1.2  开炉基本情况

2月17日15:00高炉装料完成或在装料过程中向炉内送入冷风，可以疏松料柱，改善炉料透气性，有利于高炉开炉时炉况顺行。根据第一炼铁厂部安排17：58点火送风, 18:07送风风口全亮,20:57料尺动作,开始下料。2月18日2:17开口,渣铁顺利流出,渣铁物理热充足。24小时全风操作，26小时喷煤，逐步降硅。开炉72小时内高炉利用系数达到4.2 t/m3.d，第三天燃料比降到535kg/t以下，煤比130kg/t，煤气利用率达到42.13%，实现了开炉即达产的目标。

2  开炉前准备工作

2.1  高炉本体烘炉及风口修复

烘炉前对风口中套进行灌浆，减少生产后炉内煤气外漏，将中套上灌浆孔封堵，防止生产后因中套灌浆孔罩子掉落造成大量煤气泄漏而休慢风。修复扒炉时拆下的中套下方耐材，以保证送风前期煤气不泄漏。烘炉目的是使高炉耐火材料砌体内水分缓慢蒸发，提高砌体整体强度；使整个炉体设备逐渐加热至生产状态，避免生产后因剧烈膨胀而损坏设备。本次开炉时间紧任务重，故将原定于五天的烘炉时间缩短至三天，利用六根烘炉导管加热炉缸。2月11日9:51开始烘炉，送冷风至下午13:00开始以15℃/h的升温速度升至300℃，以炉缸预装热电偶为准保温10小时，后以20℃/h升温至500℃保温，因本次烘炉主要将炉内湿气及结晶水烘干，为给后续工作争取时间，升温至500℃开始恒温34小时，截止2月14日下午13:00烘炉结束。具体烘炉曲线如图1：

2.2  高炉检漏工作

高炉通风试漏的目的是查出漏点，进行堵漏。高炉通风试漏方式为鼓风机将冷风送入冷风管道，经冷风混风阀进入热风管道，从风口送入高炉本体内。2月14日开始进行检漏，进行一次打压为90Kpa，查出漏点9处。进过打压试漏和补焊，具备了开炉送风的基本条件。

2.3  设备试运行

  各系统安装完毕后，先进行单体试车，然后进行联合试车，并把每个设备的验收责任落实到具体的个人，开炉前进行签字确认。做到分片负责、签字确认、万无一失，确保开炉期间设备正常、稳定。

2.4  炉前准备工作

炉前各设备试运转正常，提前一个星期开始将大沟高温烘烤，提前一天将铁口炉门板安装好、铁口泥套全部修垫好并烘烤干，出铁前铺好河沙，并做好出铁前准备工作；各种开炉用工器具及资材确保齐全、到位。

3  开炉配料、装料及基本制度确认

3.1  开炉料

本次开炉正常料炉料结构为烧结矿+巴林球。在正常料中配加锰矿和萤石，在空料中配加萤石和锰矿，用锰矿和萤石改善渣铁的流动性，防止开炉初期因碱度过高，渣铁流动性差影响开炉顺利进行。开炉料的理化指标：

3.2  开炉参数设定

1）全炉焦比定为2.8t/t，正常料焦比0.85t/t；

2）生铁成分：[Si]=3.0%；  Mn=0.8%；  [Fe]=93%；  Fe的回收率99.5%；锰的回收率60%

3）入炉原料配比：80%烧结＋20%球团+锰矿(配加锰矿使铁水[Mn]=0.8%)，配加硅石平衡二元碱度和渣中AL2O3不大于15%，二元碱度R2＝1.0；

4）炉料压缩率：正常料12%；空焦、净焦13%，料线1.8ｍ；

5）填充方案：装料填充方式：采用底焦0.3m+木柴填充炉缸上沿下方0.53m位置；风口以上及炉腹88%填净焦；炉腹12%、炉腰、炉身1/14填空焦料；

6）焦批定为湿焦4.0吨/批，焦炭水份暂定为5%；

7）开炉木材72.99m3，压缩率15%，装料后、开炉前，低温烘烤100--200℃需要12小时，减缓不良影响；

8）炉渣镁铝比≮0.65，渣比≮420kg/t.Fe；

9）开炉料配比：烧（北区140烧结）80%+巴林球团20% 。

3.3. 装料

1） 2号高炉采用全木柴填充炉缸开炉法。2月15日9：00按计划往炉内装入底焦，焦批4吨，布料角度18°，底焦完全覆盖炉底六边形状煤气导出管。 10:00炉前工进入炉内耙平料面，开始往炉内装入木柴，共用1天时间装完，木柴装至风口中心线高度，风口区域立排一圈长1500mm、250mm*250mm的长方木，高炉中心堆起堆尖。2月15日下午开炉木柴添装完成，共装入约73m3木柴。

2）配料计算的目的，使开炉填充料具有合适的焦比和炉渣成分，既能保证开炉的热量需要，也能保证炉渣具有良好的流动性和脱硫能力，保证冶炼出合格生铁。2号高炉开炉料总焦比2.80t/t，正常料焦比850t/t，全炉渣碱度1.0。生铁成分：[Si]=2.5%；  Mn=0.8%。

2月16日上午开始装料（见表3）

在装料过程中同时对上料设备进行调试，包括旋转溜槽的最小布料角度、矿石焦炭最小γ开度、γ开度与料罐下料速度的关系、矿石和焦炭的布料曲线，正常料线打到钢砖角度、槽下计量秤等，掌握了炉顶布料设备的基本特征，对装料中暴露出的问题马上处理。装料过程中各段实际位置和理论计算相差不大，装料过程比较顺利。空焦装完后理论计算料线在11.17米，实际探测是11.09米，轻料三装完后理论计算料线7.60米，实际探测料线9.07米，高炉为保证入炉料精准按轻料四填充料线，为了保证炉料在炉内分布合理，在装料的过程中根据料线深度，调整布料倾角，保证炉身矿焦径向分布相对稳定，装料制度见表5： 

3.4  送风制度选择

3.4.1  风口布局

16个风口，其中11个采用∮110×360mm和5个∮105×360mm口小套，总进风面积0.1478m2，均为斜5°。送风堵6个风口(4#/5#/8#/9#/12#/13#)，进风面积0.0908m2。保持铁口上方风口全开，使用加工好的轻质耐火砖均匀堵风口，两头堵泥中间堵砖，确保送风后堵泥风口不吹开，堵风口间隔至少1个全开风口，开风口时间及顺序以炉况顺行为主的原则，合理控制开风口及加风进程，送风后热风压力70Kpa时4#风口吹开。根据风量及时扩大矿批，2018年12月25日22:31历时24小时风口全开，实现了全风作业。堵风口分布示意图如图2：

3.4.2  开炉送风参数控制

点火送风风量600m3/min，风温800℃，风压80-100kpa（以风压为准）。压差控制小于80KPa。

4  开炉操作管理

4.1  点火送风及送风制度调整

2019年2月17日17:58 高炉点火送风，热风压力80kPa，风量1400 m3/min，风温800℃，18:16送风风口全部着火。19:19及19:23分别加风10 kPa ，风量加至1533 m3/min ，热风压力111 kPa ，顶压3.9 kPa ，19:30料尺动作开始下料，同时关小炉顶蒸汽。20:26顶温度升至110℃，同时炉内摄像中心出现亮点，21:06将炉顶蒸汽关死开遮断阀布袋开始做煤气成分分析， 21:13关重除放散、炉顶东放散调整炉顶压力，21:20关闭东放散炉顶温度平均达到180℃，引煤气成功。

23：23开第一炉铁口，少量渣铁。23：33由于软熔带的形成和焦炭燃烧后炉内煤气体积膨胀导致悬料，压力由110Kpa上升至133Kpa，风量萎缩至990 m3/min，高炉减风，23:55高炉放风坐料后料线6米多，热风压力稳在100 Kpa，900 m3/min，1:17热风压力逐加至120 Kpa风量980 m3/min加矿批至8.5t，焦比由原来850 kg/t.Fe降至790kg/t.Fe,2:17打开第二炉铁口，走安全沟约出渣铁15t，4:16第三炉出铁，走安全沟约出渣铁20t，渣铁物理热1418 oC,。5:45打开铁口走撇渣器残铁口，只要预热撇渣器，约出渣铁35t，物理热1457 oC，罐漫堵口渣铁未出净。5:55热风压力加至160 Kpa风量1220 m3/min，降焦比至750 kg/t.Fe，2月18日7:14开铁口过撇渣器，出铁75t，铁水物理热1480 oC，7:16开12号风口，降焦比至680 kg/t.Fe。10:03开8号风口，铁水物理热1463oC,焦比降至580 kg/t.Fe，逐加热风压力至170Kpa风量1360 m3/min。13:02开口铁水物理热1482 oC ，13:22分开13#风口，热风压力加至200 Kpa风量1540 m3/min，降焦比至530 kg/t.Fe。14:47捅开9#风口，热风压力至220Kpa风量1640 m3/min，焦比降至475 kg/t.Fe，18：30分全开5#风口，铁水物理热1543 oC，高炉全风操作，风机静叶加至65%，19:00高炉开始喷煤。本次开炉2号高炉基本实现了24小时内风口全开，30小时内喷煤操作。

下图为36小时炉况恢复参数走势图

下图为2号高炉开炉48小时风量使用及开风口进程时序图

4.2  布料控制

布料矩阵采取疏通两股气流的制度，选择合理的装料制度是开炉顺利的关键环节，也是成功开炉和顺利达产、达标的重要保证，在恢复炉况的过程中，根据煤气流分布情况调整矿石档位，使发展边缘的装料制度，边缘气流为辅的两股气流。选择合理的煤气流分布，是开炉过程中炉况稳定的关键。炉况恢复时装料制度调整见下表：

4.3  热制度调整

4.3.1  快速降硅

高炉开炉后，降低生铁硅水平是改善炉前劳动强度，保证渣铁及时出尽的重要措施，同时也是高炉加风提顶压，强化冶炼的必要条件。根据设备和外围情况，有步骤上焦炭负荷。2号高炉开炉第二天炉温降至0.7，基本正常生产。

4.3.2  喷吹煤粉

早喷煤能活跃炉缸、尽快降低焦比、便于顶温控制、减少布袋和炉顶设备压力、丰富调剂手段，减少操作对风温和负荷的依赖，2号高炉送风后26小时内开始喷煤，开炉33小时后煤比达100 kg/t.Fe。下图为2号高炉开炉48小时风温使用及降焦比进程时序图：

4.4  渣铁制度调整

开炉料中适当加入锰矿能改善炉渣流动性，待炉缸加热至正常水平，应及时停锰矿等熔剂，稳定炉料结构。高炉开炉要求合理把握好出铁时间，出铁时间过早，渣铁量太少，因初期渣铁流动性差，容易造成大沟淤渣、撇渣器凝死等事故。出铁时间过晚，影响加风速度，不利于炉况快速恢复。2019年2月17日23:23开口少量渣铁，前三炉走安全沟，第四炉走撇渣器残铁口，第五炉开始过撇渣器，开炉渣铁排放情况见下表：

4.5  高炉运行参数及主要生产指标

4.5.1  高炉运行参数控制：

合理的开炉参数选择，保证铁水热量充沛，对高炉及时出净渣出铁，减少炉前劳动强度，高炉实现快速达产提供了重要保证。此次开炉铁水物理热基本在1450℃以上，充足的炉温基础，保证了渣铁流动性良好，为快速开风口，加风达产提供了热量保证。设备的保驾护航工作，在开炉期间保证设备运行正常是开炉得以快速达产的重要措施，开炉达产是一个系统工程，牵涉多个部门和工种，加强开炉中各部门工种的协调沟通也是快速达产的必备因素。下表为2#炉开炉前期重要参数控制：

4.5.2  主要生产指标

 开炉一周主要生产指标见下表：

5  结语

2号高炉圆满完成集团和分厂下达的开炉任务，实现了安全无事故开炉、快速达产、快速达标的奋斗目标。

5.1  开炉中的亮点

1）合理的开炉方案是开炉成功的主要因素。选用全木柴填充炉缸开炉法，使得炉缸加热充分，渣铁快速下渗至炉缸。

2）合理的开炉参数选择，保证铁水热量充沛，对高炉及时出净渣出铁，减少炉前劳动强度，高炉实现快速达产提供了重要保证。此次开炉铁水物理热基本在1450℃左右，充足的炉温基础，保证了渣铁流动性良好，为快速开风口，加风达产提供了热量保证。

3）2#炉本次开炉实现了24小时风口全开全风操作，30小时以内开始富氧、喷煤。

4）高炉各项参数调剂快，历时33小时煤比已经提升至100kg/t.fe，实现了48小时干焦比降至400kg/t.fe，富氧用至2500m3/h，炉温降至0.5。

5）开炉期间未有长时间高顶温操作，未使用炉顶打水设备，确保了所有布袋筒体无破损或糊死现象，为高炉顺利开炉及加风加压创造了有利条件。

6）本次开炉搞好设备的保驾护航工作，在开炉期间保证设备运行正常，未有出现因设备原因影响到炉内加风、加压现象。

7）开炉达产是一个系统工程，牵涉多个部门和工种，加强开炉中各部门工种的协调沟通也是快速达产的必备因素。

5.2  开炉中不足：

1）开炉过程中炉内焦炭受热后难行一次，初期边缘气流不足。

2）开炉前炉缸水量不足导致开炉达产后炉缸三段水温差高，被迫更改大量水管。