石钢0号高炉炉役后期操作实践

石钢0号高炉炉役后期操作实践

李斌任艳军

（河北钢铁集团 石钢公司，河北 石家庄 050031）

摘要 石钢0号高炉炉役寿命已近9年，单位炉容产铁量达11500t/m3。通过采取强化管理、加强高炉操作、进行炉体维护等一系列措施，确保了高炉炉役后期安全生产。

关键词 后期 管理 安全 措施

1 前言

石家庄钢铁有限责任公司0号高炉采用WZ—C串罐式无钟炉顶；软水密闭循环系统；于2003年6月29日开炉。随着炉役的延长，冶强不断提高，造成设备老化、冷却壁的破损、砖衬的脱落，炉喉钢砖变形，造成炉型不规则，操作难度加大，炉况开始不断恶化，各项技术经济指标急速下滑。于2010年4月被迫停产小修，更换部分冷却壁，修复炉型。2011年自4月19日铁口两侧冷却壁热流强度首次达到10000kcal/m2·h，5月16日开始突破12000kcal/m2·h的警戒值，6月27日突破14000kcal/m2·h的事故值，严重威胁高炉安全稳定生产，考虑到整个公司的生产平衡，于8月年修对炉缸和炉腰以上进行造衬处理。针对高炉后期操作，我们采取了一系列安全生产措施，一方面制定了炉役后期操作方针和考核措施，另一方面加强炉役后期的炉体维护和设备管理，实现了炉役后期的安全生产；截止2012年6月份单位炉容产铁量达11500t/m3，创石钢历史及全国中小高炉最好水平。

2 优化高炉操作制度

2.1 送风制度选择

炉役后期边缘煤气流容易发展，常常造成冷却壁损坏、炉皮开裂等事故。生产实践表明，通过缩小风口面积、加长风口；有利于提高风速，在结合上部调节作用对稳定边缘气流，减缓冷却壁损坏，维持合理的操作炉型是有效的。0号高炉及时调整风口布局，缩小风口进风面积，风口面积由0.1400m2逐步缩小至0.1356m2，同时风口的长度由310mm逐步调整为340mm（如表1）；有效降低了边缘热流强度，有利于炉墙形成保护性渣皮。根据局部冷却壁水温差偏高，临时堵所在附近风口，降低了冶炼强度，取得良好的效果。

表1 石钢0号高炉风口布局

备注：根据炉缸冷却壁水温差急剧升高，采取临时堵附近方向风口，风口面积缩小至0.1256m2

另外，适当地增加风量操作，对于高炉后期的操作是一种大胆的突破，我们并未受囿于传统的护炉理念。使用全风温操作，富氧喷煤等措施，提高风口理论燃烧温度，节能降耗，提高煤比，0号高炉煤比维持在165㎏/t。

2.2 装料制度调整

炉役后期为避免煤气流对炉墙的侵蚀破坏，0号高炉初步采取了抑制边缘开通中心的操作思路，以求稳定的煤气流。但实际效果与预想差别大，在加上石钢原燃料本身较差，波动大；出现越抑制边缘，局部气流越难稳定，出现炉况难行，稳定性变差；分析原因主要是长风口增加后，虽然减缓了煤气流对炉墙的侵蚀，但风口前端循环区向炉缸中心移动，有利于吹透中心，边缘气流不稳定；因此0号高炉操作者及时转变思路，从上部调剂入手，改抑制为疏导，对操作参数做了大量的调整。在布料制度上不断探索实践；采取矿、焦布料角度同收同扬，同时往内移1~2°，由布料矩阵C363332302282262 O363343313282调整为C353322292262232O352323293263或C343312282252222 O342313283253，保证炉料在炉喉直径方向上，形成稳定的矿焦平台，提高煤气利用，既开放了中心，又抑制了边缘。

稳定矿批，目前矿批维持在16.0t，料线1222mm，矿批调整范围定为(16±0.3)t/批，非特殊情况下尽量不要超0.3t的调整幅度，避免人为因素引起炉况之波动甚至失常，破坏操作炉型的稳定。考虑到原燃料本身较差，且不稳定，矿批不宜太大，可以增减焦丁量调焦炭负荷，避免小矿批压不住煤气流，大矿批不适应质量差的炉料；另外，稳定矿批也有利于煤气流稳定。

2.3 稳定热制度和合理的造渣制度。

没有稳定的热制度和合理的造渣制度，渣铁成分不稳定及流动性就不好，使料柱的透气性、透液性变差，炉况顺行难以保证，影响炉型的维护，导致煤气流分布紊乱，使冷却壁损坏。为了保证渣铁物理热充沛、流动性及脱硫能力；0号高炉采取了以下有效措施：①稳定热制度；炉温波动过大不仅引起风量的波动，不利于炉况的稳定顺行，而且造成软熔带位置的变化，导致渣皮容易脱落，不利于后期炉型的维护。因此，在日常操作过程中注重炉温的控制，规定生铁含[Si]控制范围在0.45～0.60%，保证铁水温度不低于1460℃，并严格四班统一操作，确保一定的生铁含[Si]稳定率；严禁长期下限炉温操作，（连续3炉炉温低于下限时要有提炉温措施）②合适的炉渣碱度；炉渣碱度控制在1.15±0.5，生铁含[S]控制在0.030%以内。偏离此范围应及时调整R2，为了确保炉渣流动性，渣中（MgO）含量控制9.0~10.0%；造渣制度随炉况的需要随时进行调整，既保证了生铁质量又有利于形成稳定的渣皮，保护炉衬，延长高炉寿命。

3 加强炉体维护和冷却系统管理

3.1 炉体维护修整炉型，人工造衬

随着冶强的提高，炉役的延长、设备的老化、冷却壁出现破损、砖衬的脱落，炉喉钢砖变形，严重影响高炉稳定顺行。为此2010年4月份利用年修机会更换了更换了炉腰，炉身一、二层冷却壁及炉喉钢砖；炉腰以上重新砌砖恢复炉型。2011年自4月19日铁口两侧冷却壁热流强度逐步升高；考虑到整个公司的生产平衡；为了确保炉役后期安全生产，制定了一系列安全生产措施，并利用8月份年修机会，焊补炉底开裂炉皮，炉腰以上喷涂造衬修复炉型，铁口至风口炉缸区域采取浇筑造衬，修整炉缸；因铁口区域炉墙侵蚀严重及两侧热流强度偏高，对铁口和渣口比其它部位浇筑突出150~200mm，来加厚铁口区域炉衬，减缓铁口区域侵蚀，延长炉缸寿命。

3.2加钛球护炉

2011年8月份炉缸浇筑造衬铁口两侧热流强度得到控制，基本稳定在8000~10000kcal/m2·h。通过几个月运行，2012年1月份中旬开始铁口两侧冷却壁热流强度开始超过10000kcal/m2·h；炉缸二层局部冷却壁热流强度于3月份也开始升高；尤其4号和15号冷却壁超过10000kcal/m2·h。为了炉役后期安全生产3月25日采取配吃钛球护炉，钛球加入量控制在30~40㎏/t，控制生铁含[Si]0.45～0.60%，控制铁水含[Ti]在0.100％以上，碱度中上限控制R2=1.15±0.5，物理热稳定在1460℃以上，以此来保证在高温强还原性气氛中，钛球中的TiO2转化为TiC、TiN及Ti(C,N)等高熔点物质，沉积在炉底炉缸部位形成难熔的护炉层，延长高炉寿命。TiC、TiN及固熔体生成后，易在低温下“结厚”，粘附在受侵蚀部位而起到护炉作用。因此，高炉操作必须适当控制生铁含[Si]，以促进[Ti]的还原，又不至于造成渣铁过分粘稠，破坏炉况顺行。铁口两侧热流强度稳定在9000~11000kcal/m2·h，炉缸二层4号和15号冷却壁热流强度降至8000kcal/m2·h以下。在0号高炉工作者的努力下，护炉期间各班严格按护炉期间操作规定执行，炉况顺行稳定，取得了护炉和顺行的双重效果，成功地减缓了炉缸、炉底的进一步侵蚀。

3.3冷却系统管理，严格控制水温差、热流强度在安全值以内，制定相应的应急措施

加强冷却设备的检查、管理，增加巡检次数，建立关键部位和薄弱环节重点监测检查记录本（冷却壁漏水情况，炉壳情况，炉缸、炉底水温差，凸台温度等情况）。检查内容：炉皮开裂情况，有无冒气现象，炉皮温度变化情况等。并记录重点部位的冷却水温差，一旦发现异常高温或出现烧穿征兆，立即进行减风或休风，果断处理，防止事故扩大化。

强化冷却，确保高炉冷却设备寿命；提高软水系统水量1550~1650m3/h，增加冷却效果。2010年年修时，更换了炉腰，炉身一、二层冷却壁，根据凸台的侵蚀情况，把炉腰、炉身凸台冷却，由软水系统改为工业水，一方面加强了冷却，利于渣皮形成，保护冷却壁；另一方面便于检漏。由于铁口两侧冷却壁热流强度逐步升高，为了确保铁口安全，改造铁口两侧冷却壁1号和28号及相邻2号和27号进出水管路。另外增加高压冷却设备，采用高压水单路冷却，两侧冷却壁分别为一个进水，两个出水，增加冷却效果，水压1.8MPa。通过强化冷却及铁口的维护，铁口两侧1号和28号冷却壁热流强度得到有效控制，其热流强度稳定在9000~11000kcal/m2·h；2号和27号冷却壁热流强度稳定在4000~6000kcal/m2·h；确保炉役后期铁口区域的安全。同时在炉缸二层冷却壁及炉皮上安装在线自动测温设备，24小时监测温度和热流变化趋势，与人工测量相结合，根据水温差变化趋势采取有效措施。加强水质、水温管理，防止冷却壁水管结垢而降低冷却强度。软水进水温度小于50℃，水温差控制3~5℃；高于50℃要补加新水或开启冷却系统对软水进行降温。

4 细化管理，提升管理水平

高炉操作讲究“四分原料、三分操作、三分管理”，做好管理工作是优化炉役后期操作、实现炉况稳定顺行的十分重要的方面，在炉役后期管理中我们主要做好以下几方面的工作。

4.1 加强对入炉原燃料的管理

（1）控制炉料的筛分效果,在满足高炉生产需要的前提下，延长筛分时间；焦炭仓控制30.0t/h左右，烧结矿闭锁器开度控制120.0t/h左右，球团矿控制60.0t/h左右。

（2）及时清理振筛，尤其是入炉生料（块矿），防止筛眼堵死，影响筛分效果。

（3）要求卷扬工准确掌握各个振筛的筛分效果，不合格炉料定仓入炉。

（4）各种炉料合理搭配，尽量均匀，减少每批炉料中各种炉料的偏析，熔剂严禁放在第一车。

4.2 加强关键岗位人员管理

针对关键岗位--高炉操作者工长的管理，主要采取了以下措施：

（1）坚持炉况稳定顺行的指导思想，严格执行高炉炉役后期的操作规定，细化管理，随时了解水温差、炉皮温度、热流强度等的异常变化，发现问题果断采取措施，保证炉役后期的生产安全。通过不断的学习、培训，提高工长处理应急事故能力。

（2）及时掌握原燃料质量的变化，每班看料三次，做到心中有数，遇有变化时，要及时与相关岗位人员沟通，做好记录，采取相应措施，减少炉况波动。

（3）注意各种数据信息的搜集、传递，以求得对实际操作的数据支持；调整炉况易早动、少动、争取主动。

（4）完善细化各项操作标准，及时对工长的操作进行点评，指出工作中存在的问题，使其不断加以改进。做好关键岗位人员的定期培训工作，便于提高操作技能和工作质量。

4.3 加强炉前管理

高炉生产进入后期，加强炉前的工作是维护高炉后期稳定顺行，保证高炉后期安全生产的重要手段。0号高炉重点抓好炉前管理工作，加强铁口维护，维持铁口足够的深度，提高炉前工操作水平，做好泥套，杜绝跑泥。稳定炮泥质量，加强液压泥炮的点检和维护，防止因液压炮故障造成浅铁口和堵不上口，严禁潮铁口出铁和闷炮。要求开铁口时，副工长必须在场观察，测量深度并准确记录，作为考核铁口质量的依据。经常对炉前工人安全教育，每周进行一次高温液相事故应急演练，提高对炉缸烧穿应急事故的处理能力，确保各岗位人员熟练掌握各紧急情况处理方法。

4.4加强设备管理

设备是高炉运行的保障，设备管理是炉役后期高炉操作、炉况稳定顺行又一重要方面，我们主要采取了以下措施：

（1）每个岗位制定严格的定人包机制度。

（2）加强班中设备点检，每班至少两次，重点设备不少于三次。及时发现设备隐患，及时处理，降低设备事故休、慢风率。

（3）及时完整填写记录、设备点检台帐的相关内容，总结各种设备的平均使用寿命，便于利用计划检修及时更换；做好备品、备件的管理，减少设备的带病作业现象。

5 结语

（1）炉役后期注意保持煤气流的稳定及控制，以适当抑制边缘、发展中心为主导思想；调整各项操作制度，稳定炉况顺行。

（2）炉役后期应加强设备点检和维护，加强薄弱环节监测力度，牢固树立护炉意识，提高管理水平，提高处理事故应急能力。

（3）密切关注水温差、热流强度变化，发现异常果断采取有效措施并及时汇报。