魏红玉 张庆东 薛红军
（山西通才工贸有限公司）
摘 要 通才炼铁厂1860m³高炉在开炉过程中采用了高压烘炉、全焦开炉、提前点火、炉底直燃、风氧枪等技术，改善了烘炉效果，保证了开炉全程顺行，实现了环境友好，达到了顺利开炉的效果。
关键词 高炉 开炉 技术
概述
高炉开炉是一代炉龄的开始，是高炉由建设到生产的转换过程，由冷态到热态的渐变过程。开炉好坏关系到一代高炉的经济技术指标和寿命。开炉进程顺利与否，选择合适的开炉技术是关键。通才炼铁厂1860m³高炉在开炉工作中总结同行的成功经验，结合自身特点，进行技术创新，形成了适合通才炼铁厂的开炉技术。
1 传统开炉技术
传统的大中修后高炉开炉方式为：先烘炉。高炉烘炉的目的是利用高温将高炉内衬的水分去除，提高其固结强度，同时避免开炉时升温过快造成设备或高炉本体受到破坏。一般采取的烘炉方式是，按照既定的高炉烘炉温度曲线，热风炉的热风从高炉风口、经过烘炉导管进入高炉内部，带有水汽的热风通过炉顶放散排出炉外。为了保证烘炉气流的均匀性，两个或多个炉顶放散轮流打开。高炉烘炉结束后，根据不同的开炉方式，开始装料，炉缸用木柴或焦炭填充。为了达到开炉料柱疏松的目的，一般实行带风装料的方案，等开炉料装到预定料线时（一般是3m左右），将炉缸内的炉缸焦炭（木柴）点燃，开炉生产。高炉点火10h左右，煤气温度超过露点温度后，炉况允许、煤气成分达标后，开始引煤气进入系统管网。在高炉送风点火的同时，高炉铁口保持开路状态，煤气从铁口喷出，待有渣子喷出后，进行堵口操作。等炉缸积累了一定的渣铁量时，炉前开始出第一炉铁。一般情况下，第一炉铁需要用氧气管烧开。传统的开炉方式存在以下问题：轮流开炉顶放散并不能解决气流分布不均的现象，对烘炉效果有一定的影响；带风装料过程中，从炉顶吹出大量的焦炭和物料粉末，炉顶冒烟严重，不利于环保；点火10h引煤气，煤气放散时间长，不能提顶压，加风量，延长了开炉进程；另外，开炉期间，由于焦炭和炉料有一定的水分，从下面上升的热煤气加热上部炉料和焦炭时，产生水蒸气，使煤气体积膨胀，对炉料产生浮力，当浮力和炉料摩擦力大于炉料下降的重力时，容易造成悬料，延缓开炉的进程，而且存在一定的操作风险。高炉点火后，炉前进行喷铁口，对加热炉缸有益处，但也有其不利的因素，一方面，大量的煤气和烟尘从铁口喷出，污染现场环境，另一方面，铁口喷出的煤气必须点燃，如果点燃的煤气熄灭后，存在重大的安全隐患。在新的环保和安全要求下，如何实现顺利、安全、环境友好开炉，是每一位炼铁工作者面临的新挑战。
2 开炉的几项关键技术
要实现顺利开炉，（技术的）关键就是如何保证炉缸有充足的热量和如何保证炉料下达顺畅。高炉开炉工作主要包括高炉烘炉、装料、送风点火、出铁等（的）一系列工作。这些工作的重心又是围绕如何烘好炉、保证开炉期间炉况顺行、顺利出铁以及减少环境污染等展开的。通才炼铁厂在开炉工作中，主要采取了以下几项关键技术。
2.1 高压烘炉
通过改变烘炉废气的出口位置，将炉顶放散位置改在重力除尘器放散。通才1860m³高炉有3个炉顶放散阀，直径均为600mm，重力除尘器有1个放散阀，直径为400mm。改变烘炉废气放散位置后，由于放散直径变小，有利于提高顶压，由常规的30kPa左右，可以提高到70kPa左右。顶压提高，有助于炉内耐材水分的排出。另外，放散位置变化后，烘炉废气放散路径延长，由冲天直排变成相对延时排放，更加有利于炉内气流均匀，提高了整体的烘炉效果。
2.2 全焦开炉
根据炉缸填充方式不同，开炉分为枕木开炉和全焦开炉两种。枕木开炉就是用枕木填充炉缸，其优点是有利于炉料松动，点火时可均匀开风口，有利于开炉期间的炉料顺利下降，到达炉缸的焦炭经过风口区燃烧加热，有利于加热炉缸和开铁口。缺点是装炉费时间，费木柴，大量人员需要进入受限空间作业，存在安全隐患；高炉烘炉结束后，需要进行凉炉操作，耐材由高温状态凉到常温状态，对耐材寿命有一定的影响。全焦开炉是用焦炭填充炉缸。它的优点是节约木柴和装炉时间，由于不需要进入炉内填充木柴，烘炉后凉炉温度可高些（不进入炉内拆除烘炉导管）。缺点是从炉顶装入焦炭会产生一些碎焦，使炉缸透气性变差；炉缸加热时间长，对顺行和加热炉缸不利。综合两种开炉方式的利弊，并根据兄弟单位的成功经验[1]，通才炼铁厂采用的是全焦开炉方式。高炉烘炉结束后，直接重负荷试车，开始往炉缸内加焦炭。待焦炭超过风口高度时，炉前按照要求堵8个风口（共24个风口）。按要求装完净焦和空焦后，停止装料。
2.3 提前点火
开炉炉料下达不顺畅，甚至悬料，坐料会影响开炉的进程，增加开炉的难度。高炉开炉过程中，之所以发生以上现象，在不考虑炉料本身粒度、冶金性能的前提下，很大程度上是水汽蒸发，煤气体积增大，造成炉料浮力增加。水蒸气的来源主要有焦炭和炉料带入。为了缓解因为开炉料带入的水分蒸发对开炉进程的不利影响，通才1860m³高炉采用了装完净焦和空焦后，直接点火的方式，相对于装完开炉料再进行点火操作，点火时间提前。高炉点火后，静置4h～5h，然后进行送风操作,随着开炉料的继续下达,高炉根据情况进行加风、引煤气操作。提前点火的好处是，利用焦炭燃烧产生的热量，有继续进行烘炉的效果，同时能够将焦炭中的水分烘干，另外高炉送风后，顶温升高快，煤气温度高，煤气温度很快超过露点温度，有利于提前进行引煤气操作。从而避免了开炉中的悬料现象，也能够加快开炉的进程。
2.4 炉底直燃
在采用烘炉导管烘炉时，烘炉结束后，需要将高炉通过自然凉炉的方式，冷却下来，人工进入炉内，将烘炉导管拆除，这个过程存在安全隐患以及冷热交替过程对炉体耐材和设备的不利影响。通才炼铁厂1860m³高炉烘炉结束后，不拆烘炉导管，利用烘炉导管在高炉点火后，直接点燃炉底的焦炭，很好的对炉底和炉缸进行加热，有利于加速开炉的进程。
2.5 风氧枪技术
高炉开炉前，在铁口埋入特制的风氧枪，风氧枪用外径50mm的无缝管制成，深入炉缸中间部位，前段敞开，后端分别由压缩空气和氧气入口以及不锈钢球阀封口，伸出1000mm左右。高炉点火后，开压缩空气和氧气，风氧枪前端焦炭燃烧，并形成一定的回旋区。等计算炉缸内有一定的渣铁时，关闭压缩空气和氧气，打开风氧枪末端的球阀，渣、铁在炉内压力作用下，自动流出。省去了传统开炉时，第一炉铁用大量氧气管烧铁口的现象，大大的减轻了炉前工作量、减少了环境污染、节省了材料费。
3 达到的效果
通才炼铁厂1860m³高炉在开炉过程中采用了以上几项关键技术后，整个开炉进程顺利，点火3h后引煤气，开炉16h后顺利出铁。烘炉效果得（达）到了改善，保证了全程炉况顺行，同时尽可能减少了放散，实现了环境友好。3.1 在高炉开炉过程中采取高压烘炉和提前点火以及炉底直燃技术（技术）措施，对高炉烘炉效果具有积极的改善作用，开炉后，没有出现因为烘炉效果差，风口周围持续几天出水的现象；同时，高炉耐材以及设备也尽早的达到工作状态，有助于炉况的顺行和高炉的长寿。3.2在开炉进程中，炉况顺行，没有发生悬料现象，得益于提前点火，焦炭以及炉料中的水分充分烘干，避免了因为水煤气膨胀对炉况顺行的影响。3.3放散时间短，引煤气时间早。点火3h后，炉顶温度达到150℃以上，经化验合格后，将煤气引入管网。3.4 衡量高炉开炉顺利与否的重要标志是第一炉铁的出铁情况。通才炼铁厂1860m³高炉，在送风开炉16h小时后，关闭铁口风氧枪的氧气和压缩空气后，铁水自动流出，渣铁流动性良好，第一炉铁水的Si含量3.2%。
4 存在的问题
在高炉开炉工作中，提前点火属于典型的亏料线作业，需要多补一定量的焦炭，预防因为亏热而造成炉凉事故。
5 结束语
1）高炉烘炉期间采用高压烘炉，有利于高炉内衬均匀烘干，改善烘炉效果。2）提前点火结合全焦开炉技术，可最大程度减轻开炉期间的环境污染，有效的解决了开炉炉料下料不顺的问题，但要避免因为亏料线操作引起的亏热。3）炉底直燃和风氧枪技术对快速加热炉缸和第一炉铁顺利出铁创造了条件。4）全焦开炉和炉底直燃技术，可避免凉炉以及受限空间作业，节约了时间，保证了安全。
6 参考文献
[1] 刘天柱,孙占国,张庆东,谷少党.安钢2200m³高炉开炉与达产实践[J]. 炼铁,2006,25(5):10 -12 .
魏红玉,张庆东,薛红军.通才炼铁厂1860m³高炉开炉技术[J].炼铁交流,2021,14(1):14-16.
