对本钢北营炼铁厂3200m3高炉开炉几点认识

对本钢北营炼铁厂3200m3高炉开炉几点认识

吕政

（本钢集团北营炼铁厂  辽宁  本溪  117017）

摘  要：本钢北营炼铁厂3200m3高炉开炉，对风口使用面积的选择及烘炉、热风装料等工作都有严格的要求。送风制度的正确选择和合理的烘炉、热风装料均有利于高炉快速达产，减少浪费，并对高炉一代寿命和高产低耗有着直接的影响。通过对北营新1#、新2#高炉的开炉实践，产生以下几点认识。

关键词：风口面积的选择；烘炉；装料；达产。

Reflections on the North 3200m3 blast furnace ironmaking plant of Bengang steel

Lv Zheng

（BX Steel Group Beiying Steel Corp Iron Factory，Benxi，Liaoning，117017）

Abstract: Benxi Beiying iron making plant of 3200m3 blast furnace,Thetuyere area of choice and oven, hot charging and so on have strict requirements,send wind regime of correct selection and reasonable oven is conduction to rapid blast furnace production,reduce waste,for blast furnace,a generationg of life have direct influence and of beiying two blast furnace blow in practice,resulting in the following understanding.   

Keywords: The use of tuyere area selection 、drying、filling、production

最近十几年我国钢铁工业飞速发展，大型高炉成批建设，装备条件大幅度提升，顺利开炉快速达产达标，技术水平进入世界先进行列。本钢北营炼铁厂也不例外，共淘汰11座500m3以下工艺设备落后的高炉，新建数座3200 m3高炉两座。在这些新建高炉开炉过程中，我们优化了传统的开炉操作。考虑我国还有不少新建大修高炉将要开炉，现将我们认为在大型高炉开炉中值得重视的问题提出来，与同仁们探讨。

本钢北营新1#、新2#高炉有效容积3200 m3，由中冶京城设计。设有4个铁口，32个风口，并且采用了卢森堡PW串罐无料钟炉顶装料设备等十几项国内外炼铁新技术、新工艺。高炉采用软水密闭循环冷却，薄壁炉身结构，炉腹、炉腰和炉体下部采用4段铜冷却壁；设置独立的矿槽和焦槽，分散筛分、分散称量；串罐无料钟炉顶；冷INBA炉渣处理工艺；配置三座旋切顶燃式热风炉和两座前置预热炉；采用高效节能的干法除尘和TRT余压发电技术等。通过对两座高炉的开炉实践产生以下几点认识。

1 对风口面积选择的认识

本钢北营新1#高炉点火时风口直径为Φ120 mm×16个，Φ125mm×16个，风口面积为0.3771㎡。堵16个风口。开炉送风面积为0.1877㎡。新2#高炉风口总面积0.3850㎡，开炉堵14个风口，送风风口面积0.2170㎡。

新建高炉，选择使用风口面积的大小，主要考虑炉容的大小、风口的个数和风口的长度、斜度；同时还要考虑风机的供风能力，热风炉的实送风温能力，以及原燃料的理化性能，入炉料的综合品位及质量等。在炉容和风口个数一定的情况下，供风能力大，实送风温高，原燃料理化性能好及人炉料综合品位高的高炉，应选择使用大的风口直径。供风能力大，选择大的风口直径，能够扩大回旋区的面积，提高风量，加快料速，达到提高产量的目的。热风炉实送风温能力高，能够确保炉缸温度，保证足够的物理热，达到降低消耗的目的。人炉原燃料理化性能好，综合品位高，能够有效提高料柱中焦矿比率，改善料柱的透气性；有利于炉况顺行和进一步强化冶炼，达到增产降耗的目的。

2 烘炉与试车

烘炉分为热风炉烘炉和高炉本体烘炉，本钢北营新1#、新2#高炉分别配置3座硅砖热风炉和2座高铝砖预热炉。

（1）热风炉烘炉前的冷试车。热风炉试车相对比较简单，但现在新建热风炉大都配置了自动换炉和一定的自动燃烧功能。在管网送煤气和能源介质前，要将各机械阀门调试好，极限位置调整固定，密封承受压力面要做到可靠。另外，必须把自动程序调通，做到自动运行。如果这些未做好，一旦送了煤气，很多阀门就不便再调试，再调试很容易造成安全事故。

（2）热风烘炉时间的确定。新建热风炉绝大多数都采用硅质耐火材料。硅砖因其高温稳定性能好，被作为提高烘顶温度和热风炉寿命的首选耐材。但硅砖的体积密度低，热容量少，升温过程中在低中温阶段存在晶格转变，造成体积膨胀，对此要有足够的重视，在晶格转换点附近要缓慢升温。一般而言，热风炉烘炉时间不能低于20天。

（3）热风炉烘炉用烘烤器。关于热风炉烘炉所用烘烤器或烧嘴，欧洲专家提供的方案既简单又节省费用，只是烘炉时间要长一些，可做适当改进。我国的一些烘烤器制作过于繁杂，开炉以后一天左右才撤烧嘴，转高炉煤气由热风炉自身燃烧器来烧炉。

（4）高炉烘炉。目前，新建的高炉都是薄炉衬，炉腹以上基本未砌耐火材料内衬，只有100～150 mm的镶砖或喷涂料，耐火材料主要包括炉底炉缸的炭砖和陶瓷杯。炭砖的砌筑用泥浆是无水泥浆，高炉烘炉重点是烘炉缸炉底，应缓慢升温，使之缓慢膨胀，消除应力，并烘干耐材在大气中所吸收的水分。烘炉风管应尽量引到离死铁层表面800～1000mm，最好在风口上方烘炉管上盖一层铁板，周边留一环状缝隙带，气流沿炉墙上升，以便充分烘好炉缸。炉缸炉底升温速度不宜太快，烘炉时间应当控制在7一10天。无钟炉顶高炉应将炉顶眼睛阀关好，且阀板上临时加水冷却，烘炉中后期应将重力除尘器及进布袋除尘器前管道烘干，促进这部分管道内衬耐材固化。此外还应注意：①炉顶温度不能连续超过300℃；②测量和监控炉顶放散气体含水量；③准确测量和监控炉体受热膨胀情况。

（5）高炉系统气密性检漏和强度试验。高炉系统是一个承受高温高压的反应器系统，冷却系统装水试漏试压应在砌砖之前完成。近些年，有的高炉为抢进度，试水在砌筑炉缸耐材之后才进行结果有的高炉试水时炉内漏水，这对安全生产和寿命带来很大隐患。投产前的气密性检漏和强度试验，一般企业都在高炉及热风炉烘炉结束后结合煤气处理系统共同进行检漏。经过烘炉，升温过程中部分应力可得到消除。查出漏点，及时焊补，反复检漏，在无漏后再进行强度试验，强度试验要以高炉等设备的设计最高压力且在系统内部最低压力为试压值，不宜做破坏性试压。

3 对装料的认识

3.1 炉料的计算

正常生产中的料柱，软熔带以下除滴落中的渣、铁水和炉缸的渣铁层外，都是焦炭。因此，计算炉料时，软熔带以下应全部装净焦，不应该配加炉渣和白云石等。此段净焦可计算全炉焦比，但不考虑此段的碱度，此段称净焦区。炉腰部位带料，但负荷应轻。因点火后，净焦焦炭的燃烧损耗要有上部焦炭的补充。点火后，净焦焦炭不断燃烧，产生的热能要预热和还原上部的炉料，炉腰以上料区的炉料配比，要平衡碱度，保证冶炼出的渣铁要有充足的物理热和良好的流动性。炉身中上部炉料的碱度、负荷应逐步恢复到常炉料水平。考虑的问题：一是【si】素控制范围的碱度负荷的调剂；二是新开高炉装料过程中由于落差大，装入的料分布失控，或不能布到理想的方位。

3.2 开炉重点参数选择

（1）开炉总焦比。开炉配料焦比一般根据炉容大小、原燃料条件、风温高低、设备状况及技术水平等因素确定。容积大的高炉开炉焦比较低，一般2000m3高炉可取2.5。本钢北营3200m3开炉焦比3.5t/t，正常料焦比0.75t/t。

（2）开炉配料的渣碱度。传统的高炉开炉为保证生铁质量合格，配料计算中CaO／SiO：做得较高，一般控制在1．0～1．05左右。其结果往往是炉渣黏度大，铁水[si]高，[s]很低，流动性差，铁沟挂铁严重，炉前工作强度增大。1998年以来，我们十余次高炉开炉大胆地将CaO／SiO：降到0．9～0．95，实际生产中生铁含硫没有一次号外，且炉渣流动性很好，开炉的第一次渣铁分离很好，红渣走水冲渣，铁水走鱼雷罐，为快速达产创造了良好的条件。北营新1#炉碱度0.95.

（3）取消空料段。过去高炉开炉配料计算中，在炉腹、炉腰、炉身中下部要装入一定批数的空料段，空料=净焦+石灰石，主要是考虑高炉下部燃烧大量净焦，而焦炭灰分中主要成分是SiO：，为平衡碱度，在净焦批中加入一定量的石灰石组成空料批。因为有了高碱度烧结矿，就把这些石灰石的用量折算成高碱度烧结矿，不再加石灰石而加高碱度烧结矿，命名为平衡料段。这样既平衡了炉内的碱度，也增加了开炉的铁水产量，有利于开炉。但由于本钢北营3200m3高炉原燃料中Al2O3含量偏高，开炉料配加石灰石和硅石。

（4）开炉料总渣比的确定。20世纪50—80年代，入炉铁矿石的综合品位低，开炉配料计算中渣比较高。随着精料水平的提高，综合入炉品位都在59％以上，开炉配料中总铁量增加，相应渣比在降低。目前，有的高炉开炉为提高渣比，把渣比提到1100～1200kg／t，加之平衡渣中A1，0，含量高，又加入大量的石灰石、硅石、白云石，有的甚至加了一定量的萤石来稀释高AI：O，，应该说完全没有必要。这部分非铁矿石在炉内分解要耗大量热量，而且开炉装料时不容易一次用净，留在杂矿槽内长期占用矿槽很不经济。如果改为用烧结矿和球团矿或天然块矿开炉，只要保证总的液态产物量，开炉是可以顺利的。

4 点火操作

高炉开炉装料完成后，就进入点火开炉程序。提出以下几点建议供参考：

（1）大修或新建高炉开炉，送风风口可选择全部风口送风点火，也可均匀花开风口点火送风，花开风口比率应大于60％。但是，不应集中开风口送风开炉，这样易造成一开炉高炉就出现炉料偏行， 开风口送风主要用在年修闷炉或炉缸未出残铁检修后的开炉。

（2）第一次出铁时间的掌握。一般是在铁口煤气引出管由喷吹煤气转到自动喷渣铁，将其堵住后3—4h打开铁口出第一次铁。有的高炉过去开炉的习惯是急于第一次开铁口，喷渣铁堵口后2—3 h就打开，结果渣铁量少。出来的渣铁都黏在铁沟上，增加炉前的劳动强度。最近几年的做法是，铁口喷渣铁堵口后4—5h再出第一次铁，如果开炉风量风压偏低或不足，再适当延长开铁口时间。一般也可选取点火送风后高炉下料25—35批料，使得第一次铁出来渣铁较多。这样第一次铁就走撇渣器(砂口)，渣铁分离良好，炉渣可走水冲渣。

（3）开炉煤气的回收。对于湿法煤气回收系统，高炉开炉煤气回收条件是送风风口全部着火，炉顶压力10kPa左右，煤气检验合格即可回收并网。新的问题是，干法煤气回收系统要求炉顶煤气温度达到一定时才能回收，以防止黏布袋。新建高炉煤气温度提高较慢，尤其湿料开炉，造成煤气长时间不回收，有的长达20 h以上，产生浪费和污染。为此建议，送热风点火前先送几个小时冷风(100—200℃)，对料柱干燥和加热，这样点着火后顶温升得较快，可加速煤气回收。但对带风装料，炉顶粉尘排量大时则不宜采用。

（4）达产速度。以往高炉开炉要控制达产速度不能太快，且要冶炼一段时间的铸造铁，炉温高一点，生成部分石墨碳沉积，以保护炉缸。但近些年开炉都要求快速达产，在对标或要产量的利益驱动下，开炉3天就达到2．0的利用系数，新闻上也在大肆报道。笔者认为，传统做法过于四平八稳，现在做法又有点急功近利。高炉炉体高温冶炼与冷却保护，达到热平衡是要一定时间的，新建高炉各种应力消除速度都应是缓慢一些为好，开炉速度过快不利于渣皮形成与稳定，对高炉炉衬寿命最终会带来影响的，建议还是缓慢一点好，最好冶炼lO—15天铸造铁。

5 对开炉过程中【S-】素控制范围的认识

如果原燃料条件好，开炉时[si】素没必要定的过高，小高炉【si】素定在1．O—1．2范围内就可以，关键是碱度要适应，确保渣铁水的物理热充足。本钢北营3200m3高炉开炉时【si】素定在2．0，但因碱度偏低，开炉后虽然【si】素在规定范围内，但物理热不足，出现沥青渣，因此，开炉[Si】素控制范围确定后，关键是碱度的适应，如果碱度有变化，炉温应先适应碱度，确保炉况稳定顺行，即热制度与造渣制度相适应。开炉点火后应减风控制风压，因点火后一是受风温较高和焦炭点燃后产生的热能，使气流受热膨胀，影响到透气性；二是点火后随着温度的提高软熔带形成时期影响到软熔区间透气性。因此，应将风压控制在适应料柱透气性的范围内，当条件稳定，透气性改善后，根据风口及炉温的判断，快速加风恢复，直至全风。

6 结束语

（1）开炉料的计算、送风参数的确认、热风装料等是开炉过程的基础，是快速达产的关键，也是安全、高产、低耗、长寿、优质的关键。

（2）热风装料，挥发掉原燃料中的水分，减少点火后原燃料中水分的蒸发对料柱透气性的影响。

（3）全风装料既减少了因落差大造成的炉料碰撞所产生的小粒度料和粉料的产生，又因全风装料气体浮力大，料柱疏松性好，料柱透气性改善，有利于炉况的快速恢复，快速达产。

参考文献

[1] 付聪.本钢北营新1号高炉低燃料比的实践.第十五届全国大高炉炼铁学术年会论文集。