鄭繼平 何勇 王彪

(1.廣東韶鋼松山股份有限公司 廣東韶關(guān) 512123；2.中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院有限公司 武漢 430081)

0 引言

廣東韶鋼松山股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱韶鋼)6號(hào)爐，原高爐容積750 m3,2015年改造擴(kuò)容至1 050 m3，由1個(gè)鐵口改造為2個(gè)鐵口，由于場(chǎng)地限制，2個(gè)鐵口夾角設(shè)計(jì)成30°分布。2017年9月?tīng)t缸側(cè)壁溫度超過(guò)高爐安全管控溫度，至2019年8月份創(chuàng)歷史新高，在2個(gè)鐵口中間“象腳區(qū)”第8層炭磚溫度最高，按此計(jì)算炭磚厚度僅存400 mm，已影響高爐安全生產(chǎn)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，韶鋼決定于2019年12月5日實(shí)施降料面停爐對(duì)爐缸進(jìn)行整體修復(fù)。修復(fù)內(nèi)容：包括高爐爐缸及風(fēng)口區(qū)域整體修復(fù)、恢復(fù)爐缸原尺寸結(jié)構(gòu)、制作鐵口泥包，同時(shí)對(duì)高爐內(nèi)襯進(jìn)行整體噴涂造襯，于12月30日6時(shí)16分成功點(diǎn)火開(kāi)爐，歷時(shí)25 d。

1 爐缸修復(fù)

1.1 爐缸修復(fù)的范圍

根據(jù)停爐前生產(chǎn)情況，結(jié)合停爐后爐缸爐底炭磚和側(cè)壁實(shí)際損毀情況，使用高導(dǎo)熱澆注料對(duì)爐底炭磚和側(cè)壁環(huán)炭磚進(jìn)行修復(fù)，之后使用陶瓷杯澆注料修復(fù)爐底陶瓷杯墊，澆注側(cè)壁使其恢復(fù)原有炭磚設(shè)計(jì)尺寸(原為無(wú)陶瓷杯壁設(shè)計(jì)、仍恢復(fù)爐缸直徑為φ7 700 mm)；鐵口區(qū)域同時(shí)恢復(fù)原有深度，爐缸整體澆注完畢后進(jìn)行鐵后泥包整體澆注；象腳區(qū)域加厚過(guò)渡，修復(fù)爐缸陶瓷杯、風(fēng)口帶。

隨后視情況進(jìn)行內(nèi)襯噴涂，爐腹、爐缸以及爐窯上面一段冷卻壁區(qū)域，采用某公司高爐下部爐襯研發(fā)的納米溶膠結(jié)合高檔噴注料；爐身中上部，采用具有優(yōu)異抗CO性能的水泥結(jié)合低鐵高強(qiáng)噴主料，進(jìn)行噴注造襯，恢復(fù)爐型的平滑過(guò)渡，爐缸澆注示意如圖1所示。

圖1 爐缸修復(fù)示意(單位：mm)

1.2 爐缸清理作業(yè)及澆注后的效果

(1)本次停爐采用打水降料面至風(fēng)口帶的停爐方法，在經(jīng)過(guò)降料面至風(fēng)口帶、放殘鐵、凉爐等生產(chǎn)工藝流程。12月6日白班，開(kāi)始制作扒渣門(mén)，拆除原有冷卻壁，建立扒渣門(mén)。12月7日白班扒渣門(mén)導(dǎo)料槽安裝完畢，12月7日中班22時(shí)人員開(kāi)始進(jìn)入爐缸進(jìn)行準(zhǔn)備作業(yè)。從現(xiàn)場(chǎng)查看，爐缸內(nèi)爐料分布基本情況如下：風(fēng)口下沿部分有較多環(huán)形不一樣的大塊粘結(jié)物覆蓋，風(fēng)口下沿至鐵口以疏松的焦炭為主，中節(jié)夾雜少數(shù)大塊粘結(jié)物；鐵口以下部分是凝鐵。

(2)本次爐缸清理作業(yè)，首先由人工清出風(fēng)口下沿以上部分的大塊粘結(jié)物，對(duì)料面進(jìn)行適當(dāng)找平，然后放入小型炮機(jī)，用挖掘機(jī)對(duì)排渣門(mén)處的大塊粘結(jié)物進(jìn)行破碎，采用從外部使用炮機(jī)鑿穿扒渣門(mén)處炭磚，內(nèi)部炮機(jī)配合鑿穿扒渣門(mén)上沿，使料面與扒渣門(mén)形成自然的坡度孔道，避免塌方傷人。通過(guò)排料槽將爐缸內(nèi)爐料、疏松的焦炭排出爐外至火車(chē)皮內(nèi)。小型挖掘機(jī)爐缸清料見(jiàn)圖2。

圖2 小型挖掘機(jī)爐缸清料

(3)爐缸清理完成后檢查發(fā)現(xiàn)爐缸侵蝕最嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)?個(gè)鐵口之間的爐缸8層1扇區(qū)，熱電偶插入深度150 mm，探頭已經(jīng)裸露出來(lái)。首先澆注爐底炭磚修復(fù)層高導(dǎo)熱澆注料，硬化后準(zhǔn)備行腳區(qū)高導(dǎo)熱及殘鐵口高導(dǎo)熱澆注料澆注。然后是陶瓷杯墊分兩層澆注，每層厚度400 mm，每層支模設(shè)置30 mm纖維氈作為膨脹縫，纖維氈豎直貼緊陶瓷墊，高度平齊陶瓷杯墊厚度400 mm，多余部分手工去除，接著對(duì)風(fēng)口區(qū)域澆注。預(yù)留指定的風(fēng)口中套作為進(jìn)出口，使用鋼板提前制作中套模，其余均按圖紙要求進(jìn)行安裝。所有中套表面包裹厚度為20 mm的纖維棉，并使用石棉繩包裹纖維棉；風(fēng)口中套前段使用封板封死；風(fēng)口大套拐點(diǎn)需要在模具上使用三合板或者鋼板定制成斜面澆注；風(fēng)口帶斜面至爐腰澆注完成，最后進(jìn)行爐身整體噴涂。整改爐缸澆注過(guò)程，使用高導(dǎo)熱料55 t、棕剛玉澆注料290 t、爐身噴涂料120 t，爐身噴注后效果及爐缸澆注驗(yàn)收?qǐng)D見(jiàn)圖3。

圖3 爐身噴注后效果及爐缸澆注驗(yàn)收?qǐng)D

2 強(qiáng)化冶煉

2.1 優(yōu)化開(kāi)爐方案

根據(jù)澆注料的特性，保證澆注材料使用達(dá)到最好的效果，制定烘爐曲線，見(jiàn)圖4，嚴(yán)格按照烘爐曲線升溫、恒溫操作，同時(shí)在爐缸開(kāi)排氣孔，保證爐缸澆注料徹底烘干水分。烘爐完成后，于2019年12月30日6時(shí)16分，高爐送風(fēng)點(diǎn)火，開(kāi)爐第二天開(kāi)始噴煤和全風(fēng)操作，第3天產(chǎn)量達(dá)3 098 t，第7天達(dá)3 677 t。從2020年1月起，6號(hào)高爐采用強(qiáng)化冶煉操作，高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)大幅度提升。6號(hào)爐開(kāi)爐后各經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 2019年及2020年1—10月高爐主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

圖4 烘爐曲線

2.2 優(yōu)化工藝操業(yè)，強(qiáng)化冶煉的措施

高爐強(qiáng)化冶煉提高冶煉強(qiáng)度，最直接的方法是增強(qiáng)風(fēng)量和鼓風(fēng)的含氧量，高爐強(qiáng)化冶煉的途徑和方向，主要是以原料為基礎(chǔ)，以順行為手段。6號(hào)高爐通過(guò)對(duì)下部送風(fēng)制度及上部裝料制度方面的優(yōu)化，同時(shí)加強(qiáng)爐外管控，10個(gè)月的強(qiáng)化冶煉措施證明，高爐穩(wěn)定順行，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)全面提升。

2.2.1 合理進(jìn)行上下部調(diào)節(jié)

通過(guò)風(fēng)口配置調(diào)整煤氣流分布，增加鼓風(fēng)動(dòng)能，防范形成渣、焦凝結(jié)的死料柱，改善了爐缸部位死料柱的透氣性，以實(shí)現(xiàn)活躍爐缸目的。強(qiáng)化冶煉期間的風(fēng)口布置見(jiàn)表2和圖5，6號(hào)爐2019年12月18日開(kāi)爐風(fēng)口更換計(jì)劃見(jiàn)表3。

表2 風(fēng)口布置參數(shù)及數(shù)值

圖5 強(qiáng)化冶煉期間風(fēng)口布置情況

表3 6號(hào)爐2019年12月18日開(kāi)爐風(fēng)口更換計(jì)劃

停爐澆注爐缸前，為確保爐缸側(cè)壁溫度穩(wěn)定，采用發(fā)展中心的方式，盡量抑制邊緣2道煤氣流的裝料制度，礦批布料角度為41.5°、39.5°、37.5°、35°; 焦批布料角度為41.5°、39.5°、37.5°、35°、32°；爐缸澆注開(kāi)爐后，礦批布料角度為42°、40°、38°、36°; 焦批布料角度為42°、40°、38°、36°、32°，在鼓風(fēng)動(dòng)能增加的基礎(chǔ)上，調(diào)整布料角度，以保證中心氣流和均勻穩(wěn)定的邊緣氣流。通過(guò)上部裝料的調(diào)整，煤氣利用率提高，爐頂溫度減低，燃料比大幅度降低，平均焦比360 kg/t，較澆注前下降10 kg/t。2019年及2020年1月—10月強(qiáng)化冶煉參數(shù)見(jiàn)圖6。

圖6 6號(hào)爐強(qiáng)化冶煉參數(shù)變化

2.2.2 提高鐵包周轉(zhuǎn)率，加強(qiáng)爐外操作管理

提升冶煉強(qiáng)度后，鐵水運(yùn)輸存在對(duì)包困難，為充分發(fā)揮鐵水 “一罐制”的優(yōu)點(diǎn)及效能，需進(jìn)一步優(yōu)化鐵水運(yùn)行模式，6號(hào)高爐采用模型配置5個(gè)120 t鐵包，可滿足100%的出鐵爐次需要，以提高鐵包周轉(zhuǎn)率；通過(guò)爐外操作管理，加強(qiáng)對(duì)鐵口的維護(hù)、打泥量的控制、烘烤鐵口時(shí)間、鐵口深度以及出鐵間隔等進(jìn)行嚴(yán)格管理，提高出鐵操作水平，嚴(yán)格每爐鐵量窄幅波動(dòng)，將除鐵間隔由45 min縮短至35 min，為爐內(nèi)操作順行提供保障。6號(hào)高爐配包模型及產(chǎn)量關(guān)聯(lián)圖見(jiàn)圖7，6號(hào)高爐單爐產(chǎn)量分布見(jiàn)表4。

表4 6號(hào)高爐單爐產(chǎn)量分布

圖7 6號(hào)高爐配包模型及產(chǎn)量關(guān)聯(lián)

2.2.3 提高上料能力

韶鋼6號(hào)高爐由750 m3的高爐改造成現(xiàn)有的1 050 m3高爐，保留了原有的料車(chē)上料，料速只有6～7批/h，礦石批重最高只有32 t，導(dǎo)致上料能力嚴(yán)重不足。隨后利用檢修的機(jī)會(huì)對(duì)上料卷?yè)P(yáng)變頻進(jìn)行調(diào)整，每車(chē)上料時(shí)間相比之前縮短了2 s，按照目前每批料2焦3礦計(jì)算，每批料節(jié)省了10 s，料速每小時(shí)最高可達(dá)7批；同時(shí)，料車(chē)容積由之前的6.5 m3改為8 m3，礦石批重由32 t增加至35.16 t。上料速度如圖8所示。

圖8 強(qiáng)化冶煉后每小時(shí)上料情況

3 結(jié)語(yǔ)

6號(hào)高爐自中修開(kāi)爐以來(lái)，充分抓住高爐本體爐缸和爐型處于最佳的狀態(tài)這一優(yōu)勢(shì)條件，進(jìn)一步實(shí)施強(qiáng)化冶煉，生產(chǎn)高效持續(xù)不斷，日產(chǎn)月產(chǎn)節(jié)節(jié)攀高，不斷刷新日產(chǎn)、月產(chǎn)新紀(jì)錄，高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)取得了突破性成績(jī)，實(shí)現(xiàn)了指標(biāo)提升，成效十分顯著。1月份，煉鐵廠6號(hào)高爐實(shí)現(xiàn)了月產(chǎn)113 828 t，打破了月產(chǎn)鐵歷史記錄；2020年以來(lái)，2月份平均日產(chǎn)3 784 t，打破了日產(chǎn)鐵歷史記錄；刷新了2017年創(chuàng)下的歷史新高；3月份產(chǎn)鐵114 723 t，再次刷新月產(chǎn)記錄；4月份平均日產(chǎn)鐵3 831 t，再破平均日產(chǎn)歷史記錄，高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均取得了較好的成績(jī)。