杨军昌  刘海峰  申  伟

（首钢长钢炼铁厂）

摘  要  对长钢8号高炉采用打水空料线法停炉，修补无冷区以及复风过程进行分析、总结。通过降料面前充分的准备，周密计划.；喷补过程的稳妥组织，复风过程各种参数的合理把控，炉前出铁的精心组织，实现了安全，顺利，快速的目标。喷补造衬后高炉上部炉型趋于规整，煤气流分布趋于合理，为高炉长期稳定顺行优化技术经济指标创造了条件。

关键词  降料面  喷补造衬  复风

长钢8号高炉有效容积1080m3，2012年4月18日大修开产，至今已安全生产7年多。高炉炉身上部无冷区段温度（标高2540mm位置）呈上升趋势，西南和正东方向炉皮温度150℃左右，检修发现无冷区粘土砖有大面积侵蚀，整个段位有不同深度的凹坑。针对现状，为确保高炉安全稳定生产，高炉于2019年10月23日采用打水空料线法将料面降至指定位置，对炉身上部炉墙进行喷补造衬。休风39小时8分钟后于24日20:38时开风，27日白班炉况基本恢复正常，实现了安全降料面，顺利开炉、快速恢复的目标。

1  降料面

1.1  降料面的准备

炉顶备30袋焦炭，20袋水渣，风口平台四角各备打水软管1根（长度约15m）预防止顶温过高引发其它事情；J1皮带侧备水渣15t，铲车一台。

1.2  降料面前炉况操作

1）降料面前一天降低生矿比例至5%，适当降低煤比。保证炉况稳定顺行，炉缸工作活跃。保持物理温度1480—1500℃，[Si]=0.4—0.6%，炉渣碱度R=1.05—1.15倍。

2）停风料单。根据喷补位置，计划空料线空间500m3,为确保休风后净焦到达炉腹上部位置，高炉于10月22日18:40时退负荷至2.8，开始下休风料，22:30开始下净焦，具体情况如表1所示。

1.3  降料面操作

高炉从23日00:00开始降料面操作。23日04:00降料面至目标位置、雷达探尺显示10.0米，最后一炉铁04：35开铁口，生铁含硅量为1.88%，物理热为1485℃，渣碱度1.17，渣铁流动性良好。05:30停风，停风后实际观察料面刚好露出第九段冷却壁的凸台上沿，实际测料面深度12.5m，实际用时300分钟（30分钟休风时间不计，正常料线1.5米），每小时平均降低料线2.2米。

1）炉顶温度控制

本次降料面采用下停风料、炉顶打水、减风相结合的方式控制炉顶温度，尽量减少向炉内的打水量[1]；整个过程综合考虑料线、风量、风温、打水量、炉顶设备承受能力等来控制顶温在337℃左右。降料面期间炉顶温度变化如图1所示。

2）炉顶煤气成分控制

整个降料面过程中，每小时分析一次炉顶煤气成分，重点对H2和O2含量进行监控，确认炉顶煤气中H2控制在6%以内，O2含量控制在1%以内。煤气成分具体如表2所示：

3）风量、风压控制

降料面过程中风量、风压的控制要兼顾多个方面。既要维持不易产生管道行程的煤气速度，又要不影响降料面进程，同时还要稳定煤气流，避免出现顶压冒尖现象[2]。还要控制炉顶温度，适时对风量进行控制。

按计划，整个降料面过程吨焦炭所需风量为2800m3/min，降料面到10.0米位置总耗风量约504000m3，降料线过程总时间约为4小时。而实际消耗风量550990m3，比计划多用50990m3。实际料线12.5米，比计划深2.5米。实际用时300分钟（30分钟休风时间不计），比计划多用60分钟，原因分析如下。

（1）风量使用与计划有偏差；计划初期使用2900m3/min的风量，但实际上由于料线下降速度过快，炉顶温度上升过快，不得已提前控制风量，到01：00风量已减至2400m3/min。降料面过程实际参数控制具体如表3所示。

（2）吨焦炭所需风量预计与实际有偏差。预计吨焦炭消耗风量为2800m3/min，实际吨焦炭消耗风量为2660m3/min有偏差。致使在安排控料线的时间节点上出现偏差，控料线时间提前了1小时，致使控料线深度比计划深2.5米。

1.4 停风降料面小结

1）整个停风降料面过程安全平稳，未发生悬料、管道行程，未发生爆震事故，炉顶煤气成分在要求控制范围。

2）设备运行正常。整个降料面过程设备运行正常，没有因设备问题而影响降料面进程的。尤其是两个机械探尺和雷达探尺运行正常，给降料面进程提供了参考。

3）计划中吨焦消耗风量2800m3/min是显略大的，结合以前喷补经验，可采用2660m3/min会更接近实际。

4）最后一炉次出铁，开铁口时间最好控制在料面接近指定位置时。这样既有灵活调整的余地，又可缩小偏差。

2  喷补

2.1  喷补前炉型

停风后倒流2小时，炉顶保持通氮气，顶温180—280℃开点火人孔进行炉顶点火，确认炉顶点火成功，待火势稳定后开溜槽大盖。10:00加水渣约15吨，布料溜槽按20-18°进行多环布料，调整γ角开度，使水渣尽量均匀覆盖于料面上。炉顶火边缘火焰大大减少，中心火较旺。将准备好的20袋水渣从炉顶投入，中心火焰减小，炉顶温度到了230℃，炉墙清晰可见，整个无冷区圆周方向均有不同程度的侵蚀，其中正北方向比正南方向侵蚀最严重，局部有长约1200mm，深约300mm的凹坑。

2.2  喷补操作

本次喷补采用湿法喷涂工艺，喷补遵循由下至上的原则，根据实际侵蚀情况，采用固定喷补、扇形喷补、圆周喷补，力求炉型规整、光滑。喷补前对需喷补部位炉墙进行高压水冲洗，喷涂3小时后，向炉内扔30袋焦炭，防止反弹料结实。具体是炉顶覆盖料完成后，组织炉前堵风口，确保风口严密。11:00将喷补设备吊入炉内；12:50开始清洗炉墙，13:10清洗完毕。15:00正式开始喷补作业，20:00喷补完毕，有效作业时间5小时，共计使用喷补料60吨，喷补结束后高炉进入自然烘炉状态。喷补前、后对比如图2所示

2.3  喷补小结

1）炉顶加入水渣。一方面有利于降低炉内料面温度，使喷补机器能正常工作(喷补机器与料面保持一定的距离3米左右，也是为降低料面温度对机器的烘烤)；另一方面有利于造渣，使复风后的炉渣能顺利流出炉外（反弹料是高硅高铝高熔点的物质，在当时炉内温度条件很难熔化，所以要选择在炉内温度条件下形成流动性熔渣）。高炉在停风后，炉顶布料设备还得正常运行一段时间，待水渣布进炉内后，炉顶设备再停止工作。确保对炉内温度的有效控制，喷补操作的有序进行。

2）反弹料减少。整个喷补过程有效作业时间5小时，共计使用喷补料60吨，目测反弹料约有4-5t,反弹率约在8%左右水平。

3）高压水清洗炉墙。采用高压力小水量的清洗机对炉墙进行彻底清洗。不仅可将浮尘彻底清洗干净，还可将小块渣皮，松动耐火砖等打掉，使之露出原基体表面，以使喷补料能与之更牢固的粘结。

3  复风

本次复风采用带风装料，先下28.8吨焦炭和3吨萤石，整个装料体积约470m3，装料至雷达料线3.7m，布料角度为19°。复风料矿批12t，负荷2.5，采用5+2方式（5批正常料带2批循环焦炭全负荷1.78）配比：79%机烧+10%球团+11%高硅矿，布料方式为单环23°（6），根据边缘气流变化，扩大布料角度，随炉况好转逐渐恢复矿批、负荷、布料矩阵。

3.1  复风操作

10月24日18：00开始装炉，料线3.7米，20:38开风。堵5#、6#、7#、8#、9#、10#风口，开14个风口送风，送风面积为0.1528m2，风量650m³/min，风压58kp，风温700℃，标准风速71Nm/s，透气性指数18.7，南探尺3.88，北探尺3.72。21:10加风至720m³/min，透气性指数16.0，料尺不动。从此时开始高炉明显不接受风量，风量逐渐减小，风压逐渐上升。24:00风量325m³/min，风压119kp，风温700℃，透气性指数1.3。25日01:00风量277m³/min，风压125kp，风温700℃，透气性指数0.9，压量关系达到最低点。开风至此已有262分钟，为打破局面，恢复炉况临时指挥组决定，强行加风进行破坏，01:25加风至467m³/min，透气性指数1.7；04:25加风至1013m³/min，透气性指数3.7；06:00加风至1161m³/min，透气性指数4.1，料尺不动；截止目前风压高高低低，上上下下时有波动，但在本次加风后风压开始持续上升，06:11开始减风，减风过程中风压还是持续上升，06:28放风坐料，06:50料线塌落至10.5米，06:51复风，回风后，风量1350m3/min，风压90kpa，透气性指数22.4；之后开始边赶料线，边加风，边增用风温。13:58加风至1860m3/min，透气性指数10.8，北料尺探住4.3米，14:26两个料尺均探住，南探尺3.8米，北探尺4.1米，风量1869m3/min，风压198kpa，风温733℃，顶压48kpa，透气性指数10.0。16:46加风至2093 m3/min，捅5号风口，在捅风口过程中，风口小盖故障，16:55减风至1370m3/min处理，17:13捅开5号风口，17:10开始加风，17:46加风至2050m3/min，19:00富氧，20:00喷煤，23:59捅开6#风口，至25日结束前都在稳定风量，没有进行加风。26日00:30开始加风，03:03捅开7号风口；09:10捅开8号风口；12:10捅开9号风口；至12:18加风至2648m3/min，风压275kp，顶压135kpa，风温935℃，透气性指数12.3，南探尺2.3米，北探尺2.4米，炉况整体恢复情况较好。12:22加风至2661m3/min，此次加风后，风压顶压出现波动，12:55减风至2530 m3/min，13:01风压顶压出现波动剧烈，炉况出现管道行程，13:55减风至1030m3/min，15:40休风更换11号漏水风口，又破坏管道行程。

10月26日16:48开风，堵10#、11#风口。开风后的主要思路是平稳过度炉温，尤其是要消除休风前管道行程的影响和开风煤气流重新分布及炉缸熔化凉渣铁及扩大过程中带来的变化。10月27日夜班逐步恢复煤量、风温使用，消除了上述因素的影响，白班开始进入全面恢复间段。23:00使用南场出铁，至此高炉全面恢复正常生产。

3.2  炉前出铁

1）开风前预先用捣打料将北场贮铁式大壕变为干式大壕，用氧气管将北铁口烧透，前端约500mm用有水炮泥堵口，后端用低强度炮泥堵好，以便于复风后能够及时打开铁口。

2）开风后2小时22:37-22:52出第一炉铁，出铁约10T。00:33-02:15 第二次出铁， [Si]2.39%，[S]0.010%，出铁约10T。之后又出2炉次，均未过撇渣器。到06:14开第五炉铁口后，过撇渣器。之后，合理安排炉前人员，渣壕、铁壕的清理分开组织，缩短时间出铁间隔，安全及时打开铁口排尽渣铁，为炉内恢复创造条件。待风口恢复至全风口的80%后再用另一个铁口出铁。

3.3  复风小结

1）悬料处理。处理悬料，一是要出尽渣铁，二是要有足够空间，三是要预防炉凉。处理悬料要彻底，尽量避免出现反复。否则处理难度会越来越大，损失也会越来越大。本次开风后料尺不动，在10月24日21:10加风后发现高炉明显不接受风量，风压升高，风量降低，到25日01:25开始强行加风，再到06:28放风坐料间隔近10个小时；操作上相对保守，如果在10月24日24:00风量萎缩至325m³/min，透气性指数下降1.3时就开始强行加风，这样还能节约一个半小时的时间。

2）风量稳定运行一个冶炼周期。即在风量恢复到一定水平时，要稳定风量运行一段时间，我们的经验是要大于或等于一个冶炼周期的时间。在10月24日17:46加风至2050m3/min，19:00富氧，20:00喷煤，23:59捅开6#风口，至26日00:30前都在稳定风量，没有进行加风。充分给予炉内气流自行调节时间；给予找出风温使用，炉温炉渣碱度调节平台的时间；给予炉缸熔化、排出熔化物的时间，给予炉前配套炉内冶炼进程的时间。

3）恢复过程中异常情况处理。在恢复过程中极易发生炉况事故，对这种异常情况的处理好坏，会直接影响恢复进程。本次恢复过程中，26日夜班后期发现11号风口漏水，考虑夜班环境和人员疲劳因素，没有决定立即更换，而是采取临时措施，加强冷却监护等待到白班更换。到26日白班加风至2660m3/min，风压顶压出现波动，减风至2530 m3/min后风压顶压出现波动剧烈，炉况出现管道行程，于是立即休风，更换漏水风口，同时消除管道行程。

4）关键时间段的把控。在炉况全面恢复过程中，风量、风温、负荷、矿批、氧气量逐步向正常靠拢，要注意随着炉缸逐步扩大，煤气流随着风口逐个捅开和装料制度的调整会重新分布，这个过程中要控制好炉温，要掌控好综合负荷水平，平稳过渡，避免炉况出现反复。

5）炉渣碱度控制。在恢复炉况过程中炉渣碱度一般都控制的比较低，主要是降低炉渣粘度，改善流动性。本次开风料单按2.5%的含硅量，1.0倍的炉渣碱度预调控炉料配比。使用79%机烧+12%球团+11%高硅矿的炉料结构配比，另配加80kg/批的萤石。待开风料下达炉缸后，生铁中硫含量升高，造成出格铁，持续时间比较长，具体生铁成分和炉渣碱度控制情况见表4。分析原因与加萤石使用量大有关，开风后先是加入3吨萤石，然后按吨铁11kg/tFe配加萤石。一方面萤石会消耗炉缸热量，在开炉初期炉缸温度本身就低的情况下，无异于雪上加霜，不利于脱硫。另一方面，萤石的主要成分是CaF2，它进入炉渣后化验分析时一律将炉渣中的Ca分离子当做CaO中的Ca分离子，因而出现化验碱度比实际碱度高的假象。在开炉渣碱度本身调控就低的情况下，会造成实际炉渣碱度更低，严重影响脱硫。所以在开风料中使用萤石时，除去保证充沛的热量外，还要对炉渣碱度进行调整。

关于使用萤石期间，炉渣碱度的调控，有的厂经验是每增加5kg/tFe萤石对应上调1%的烧结矿比例，才能保证脱硫效率不变[3]。我们总结的经验是萤石加入量在10kg/tFe时，炉渣碱度控制要比不用萤石时提高0.05倍。在铁水物理温度达到1480℃以上时，这个值按0.04倍调控。在就是开风后集中加入3吨萤石，它的主要目的是减弱反弹料对高炉的影响，缓解复风初期的炉缸堆积，尽快活跃炉缸。所以如采取集中加入的方式，它的加入量可参考反弹料的量，我们的经验是用反弹料量的20%-25%。至于复风料中是否需要每批都带萤石及带多长时间，这要结合停风前的炉况，停风时间长短，高炉热量损失，及开风后渣铁流动性综合判断酌定。从本次复风运行情况看，开风后集中加入萤石的量过多，复风料中配加80kg/批的萤石，用量过大，使用时间过长了。

4  喷补效果

此次重点对无冷却区及以下十二段、十一段位置进行喷补，无冷区圆周方向喷涂厚度均匀，表面基本平滑。高炉复风后测量无冷区炉壳温度基本维持在30～40℃左右水平，较喷补前炉壳温度下降明显，取消炉壳外部打水。高炉喷涂后，上部炉型近似于新开炉炉型，煤气流的第三次分布趋于合理，高炉边缘气流容易控制，中心气流稳定，料线走势更加均匀顺畅，延长了高炉使用寿命。

5  结束语

1）喷补前的充分准备是整个停风、喷补、恢复过程顺利进行的前提。包括停风前对机械探尺，雷达探尺的校对，对喷补材料的准备，参与人员对方案的学习等。

2）停风料和复风料的合理安排，保证适宜的透气性，保证充沛的炉温和炉渣碱度，保证渣铁良好的流动性，是炉况恢复的基础。

3）恢复过程中加风和开风口进程合理把控，炉温过渡基本平稳，炉前出铁与炉内进程配套，保证安全及时出净渣铁是炉况恢复的关键。

6  参考文献

[1] 张贺顺．首钢2号高炉空料线降料面实践[J]．炼铁，2007，（3），16-18．

[2] 周传典．高炉炼铁生产技术手册[M]．北京：冶金工业出版社，2003，449-451．

[3] 季瑞超 冯忠良.唐钢2#高炉使用萤石洗炉实践[J]. 河北冶金2017，（9），43-46.