王光亮，張 震，李 杰

（本鋼北營煉鐵總廠，遼寧 本溪 117000）

本鋼北營新1 號高爐（3200 m3）是由中冶京城設計，采用了多項先進的煉鐵技術和裝備。2023 年年初，位于爐缸2 場鐵口下方1.5 m~2 m，插入炭磚深度150 mm 的電偶溫度達到591℃，侵蝕模型計算炭磚殘厚370 mm，給安全生產(chǎn)帶來極大隱患。2023 年7月為徹底消除隱患，進一步達產(chǎn)、降耗，于2023 年7月3 日進行放殘鐵爐缸澆筑大修，并更換6、7、8、10、11五段冷卻壁，以及爐內噴補造襯，整個工期用時41天，于8 月14 日開爐，開爐后在較短時間內達到目標產(chǎn)量，取得理想效果。

1 開爐前準備

1.1 熱風爐烘爐

1.1.1 烘爐升溫參數(shù)

新1號高爐配置3風座旋切頂燃式熱風爐和2座高鋁磚預熱爐。在大修期間由于更換修復部分砌體及處理煤氣、熱風出口，在投產(chǎn)之前，必須脫去耐火材料及磚體的水分。2023 年7 月23 日開始對熱風爐用高爐煤氣烘爐，根據(jù)硅磚的特性，制定升溫速度，其烘爐升溫速度見表1。

表1 烘爐升溫速度

1.1.2 烘爐操作

烘爐操作步驟具體如下：（1）點火操作。檢查確認烘爐準備工作全部完成，具備點火條件。啟動熱風爐助燃風機，點燃焦爐煤氣后，將火把伸入烘烤器燃燒口前，小開煤氣調節(jié)閥，點燃高爐煤氣，根據(jù)火焰情況，調整空燃比；（2）溫度控制。依據(jù)規(guī)定的升溫曲線，調整助燃空氣和煤氣的流量進行升溫，但不能多次連續(xù)調整；（3）廢氣溫度的控制。按照廢氣溫度的預期值，如果實際操作中偏離曲線較大，則按照相同的比例調整空氣、煤氣流量，升溫結束時的廢氣溫度根據(jù)烘爐后熱風爐是否立即投入滿負荷運行而定，若需立即投入滿負荷運行，目標廢氣溫度要高（150℃~200℃），若烘爐后熱風爐需保溫一段時間，則目標廢氣溫度要低（100℃~150℃）；（4）拱頂溫度控制。根據(jù)既定曲線控制，如果溫度太高，降低煤氣流量，應控制空氣、煤氣比例以達到對拱頂溫度的控制要求；（5）爐內壓力控制。在升溫過程中，爐內要保持微小的正壓，以防止進入助燃風機提供的空氣以外的空氣，導致爐內總的空氣流量不易控制，引起廢氣溫度過高；（6）爐內溫度控制。拱頂溫度在100～650℃區(qū)間時，溫度波動應一直控制在±5℃。超過650℃的溫度偏差不超過±10℃。首先，拱頂溫度在573℃時，硅磚存在β→a 的石英相變和體積膨脹，而600℃以上時，相變和體積膨脹現(xiàn)象停止。所以在該階段要特別注意升溫速度，防止溫度的劇烈波動而破壞硅磚砌體。其次，當爐內溫度達到1050℃以上，關閉烘烤器煤氣燒嘴，關閉助燃空氣，撤烘烤器，封孔，使用高爐煤氣繼續(xù)升溫烘爐；（7）熱風爐烘爐期間煙道氧含量不得小于1.5 %，有含氧量檢測點的一側的閥門不能全部關閉。

1.2 高爐烘爐及打壓

1.2.1 高爐烘爐

新1 爐高爐烘爐共設置28 根導管，爐底盤管為內外二環(huán)八角形拼焊而成，盤管外環(huán)對角兩個方向要與兩根鐵口的排煤氣管連接，另兩根鐵口的排煤氣管插入爐內2000 mm。盤管內、外環(huán)下部有距爐底300 mm的耐火磚托墊，寬度適中，外環(huán)8個、內環(huán)4個均布，以保證盤管整體水平穩(wěn)固為宜。此外，共安裝5 支烘爐熱電偶，1 支位于風口小套前端，1 支位于風口向上2 m，1 支位于風口向下3 m，1 支位于風口前端垂直向下距爐底0.3 m，1支位于爐缸中心。

高爐烘爐時，從風口吹入一定溫度的熱風，使高爐耐火材料的水分緩慢地蒸發(fā)，并得到充分加熱，提高內襯的固結強度。使爐缸耐材逐步升溫預膨脹，相互擠壓密實縫隙，防止耐材在投產(chǎn)后不均勻快速膨脹而產(chǎn)生裂紋，留下隱患。

此次高爐大修爐缸為澆筑爐缸，烘爐從8 月4 日19:00開始至8月10日06：00結束，用時180小時。烘爐溫度以風口前端溫度為準，達到了預期的效果。其烘爐過程水分變化曲線見圖1。

圖1 烘爐過程水分變化趨勢

1.2.2 高爐打壓

8月10日-8月12日進行涼爐并對高爐和熱風爐打壓，打壓分兩個階段進行：第一階段為低壓階段，壓力為0.050 MPa；第二階段為高壓階段，壓力為0.250 MPa。

實施步驟：（1）高爐涼爐至150 ℃后正常休風；（2）打壓分五個壓力梯度進行：0.050 MPa→0.100 MPa→0.150 MPa→0.200 MPa→0.250 MPa，分步緩慢進行提壓；（3）通風試漏壓力0.050 MPa。緩慢充壓到0.050 MPa，觀察情況，穩(wěn)定30 分鐘后開始查漏；（4）嚴密性試漏壓力0.250 MPa。每步升壓到目標壓力后穩(wěn)定30分鐘，確認無較大漏點，再逐步提高。在爐頂壓力達到0.100 MPa、0.150 MPa、0.200 MPa、0.250 MPa 后，檢漏人員分別進行檢漏。

實施程序：（1）緩慢關閉放風閥送風，并聯(lián)系風機逐步加風提壓，最后使爐頂壓力達到要求；（2）進行查漏工作，重點檢查此次檢修設計的所有焊縫；（3）在穩(wěn)壓期間對稱量罐做好壓力補償試驗；（4）打壓完畢后，按正常程序休風。其程序為：分步減小風機靜葉角度到安全值，開放風閥放風到零，打開爐頂放散閥和重力除塵器放散，關冷風大閘休風，打開倒流閥，通知鼓風機停止送風，通知鐵廠調度打壓完畢。

1.3 裝開爐料

本次高爐開爐采用枕木填充爐缸開爐。首先鋪底焦45 t，焦炭高度約為1000 mm，填充枕木350 m3，填充至風口中心線下0.5 m，中心部位填充2.5 m 的堆尖形狀，風口前立排一圈以保護風口，裝完枕木后裝開爐料。

開爐料全爐焦比3.9 t/t、設定爐溫3.5%、錳含量0.7～0.9 %、鐵量92 %、全爐堿度0.72、全爐渣比689 kg/t；風口下沿至爐腰全裝凈焦，爐身以上部位裝空焦及正常料，凈焦壓縮率為15%、負荷料壓縮率為13%，正常料焦比為0.8 t/t、正常料堿度R2=1.15 倍，焦炭批重20.0 t/批，礦石批重46 t/批，其中燒結礦39.5 t，球團礦5 t，錳礦1.5 t。合計裝入焦炭量1585 t，燒結礦為593 t，球團為75 t，錳礦為22.5 t，裝爐時使用停爐前布料矩陣：

中心焦4.5 圈，礦角差10°，按照料線每降低1.5米角度退1°。

1.4 渣鐵溝的準備

開爐前四個出鐵場具備出鐵條件。1#、3#鐵場作臨時出鐵主溝，1#主溝上部鋪搗打料搗實，大閘處上擋渣板，3#主溝做全旱溝，用瓦斯火燒干，出鐵以1#、3#鐵口為主。鐵翻板安擋板用炮泥糊好，防止跑大流。使用臨時憋渣器，同時預計送風后37 小時后出第一次鐵。2#、4#按原設計儲鐵式結構不變，每條鐵線上都備有鐵罐，出鐵時放鐵約100 t，出完鐵后與新2 號爐進行兌鐵。

2 高爐開爐

2.1 點火送風

8 月14 日08：06 送風，送風前堵12 個風口，送風面積為0.2534 m2（全風口面積0.4097 m2）。送風風量1600 m3/min，送風比為0.5，風壓48 kpa，風溫733℃，09:16風口全亮。加風至2000 m3/min，風壓72 kpa，風溫950℃。18:10 煤氣成分合格，引煤氣至布袋除塵，風量加至2500 m3/min，風壓119 kpa。在軟熔帶形成過程中，控制壓差在100 kpa 以下，平衡好壓量關系，逐步增加風量，當耗風量達到410 萬m3時出第一爐鐵。渣鐵順利排放后，恢復節(jié)奏加快：開風口、加負荷、噴煤、使用富氧，至17日14:06開最后一個風口，進行全風口操作，累計使用84小時，其操作參數(shù)見圖2。

圖2 高爐開爐84小時操作參數(shù)趨勢

2.2 強化操作

新1 號高爐送風點火后隨著高爐捅風口加風操作，氧量、負荷的變化，煤氣十字測溫的分布、冷卻壁溫度的分布，軟熔帶的形狀及位置等都會發(fā)生較大的變化，要保證上下部制度的合理匹配，布料矩陣上必須相應調整，其調整思路為以“兩道氣流”的氣流分布為指導思想，以中心氣流為主的適當邊緣的分布模式：

經(jīng)過各項制度的調整，送風后第五天產(chǎn)量突破8000 t/d，次月產(chǎn)量達到8700 t/d，開爐后一周及次月經(jīng)濟指標見表2。

表2 新1#爐開爐一周及次月經(jīng)濟指標

3 結論

北營新1 爐爐缸澆筑檢修是在鋼鐵市場形勢極其嚴峻的背景下開展的，其檢修的高效性和開爐的準確性對集團公司的運營結果至關重要。本次檢修開爐操作主要收獲有以下三個方面：第一，做好大修時檢修設備的安裝及驗收工作及送風前的設備試運轉工作，確保了設備的可靠性，避免二次休風及減風，延緩爐況恢復或者惡化爐況的現(xiàn)象發(fā)生；第二，開爐前，積極轉變操作思路，根據(jù)澆筑爐缸的特點合理制定開爐方案，合理調整全爐焦比及爐溫，為快速加風、降焦比提供有力保障。送風后合理搭配風量與批重、負荷、噴煤等的關系，為爐缸快速蓄熱、繼續(xù)加風強化創(chuàng)造有利條件；第三，準確計算渣鐵生成量、開鐵口時間及順利出鐵，保證了高爐的快速強化。