王玉全 万世龙 吉万刚 于海新
(首钢通钢炼铁事业部)
摘 要：首钢通钢3号2680m³高炉于2014年7月12日开炉投产，从2016年6月中下旬开始炉缸侧壁温度第一次出现升高以后，高炉就一直处于护炉生产状态，2019年2月28日停炉进行中修，中修历时43天结束，4月13日9:56送风点火开炉。在开炉3天半的时间就实现了达产。本文主要对炉缸整体浇筑工艺进行简单介绍，以及高炉开炉快速达产操作的总结，为以后高炉开炉快速达产积累经验。
关键词：高炉；炉缸整体浇筑；开炉；快速达产
1 概述
通钢3号高炉于2014年7月12日开炉，高炉有效容积2680m³，设计产能220万吨/年， 由于受炉缸侧壁温度的影响，高炉的利用系数以及各项经济指标都不理想，公司为了高炉的安全生产和提高高炉的各项技术经济指标，决定于2019年2月28日对3号高炉停炉中修。2019年2月28日10:36高炉开始打水降料面，2019年3月1日2:36整个停炉降料面过程结束，历时16个小时。
停炉后对炉缸进行清理，然后对高炉炉缸进行整体浇筑，对其他部位进行喷涂处理，通钢3号高炉于4月13日9:56点火重新开炉；开炉后高炉用3天半的时间就实现了达产任务。
2 停炉后炉缸整体浇筑工作
2.1 炉缸清理
3号高炉打水降料面到风口带，风口带到炉底还有将近7米的距离，还有640m³的炉料需要扒出炉外。扒炉分两个阶段，第一阶段清理炉缸内的残余焦炭，第二阶段清理炉底的残余渣铁和炉底剩余陶瓷杯垫。扒炉全部采用机械扒炉，在扒炉的第二阶段遇到了困难，陶瓷杯垫热结以后变得特别坚硬，另外钛矿的化合物粘结在炉底导致不好清理，导致扒炉时间较长，加长了高炉中修的时长。
2.2 炉缸浇筑
炉缸清理完以后，进行炉缸浇筑工作。
2.2.1 炉底侧壁碳砖侵蚀部位修补及炉底浇筑
3月28日-3月30日进行炉底侧壁碳砖侵蚀部位修补及炉底浇筑工作。前提条件是碳砖表面没有残渣铁和其它异物。第一阶段根据现场实际碳砖侵蚀状态，支模具进行浇筑修补，主要填充碳砖侵蚀部位，以原来炉缸直径为模板进行浇筑。（本次浇筑直径比原来炉缸直径小0.3米）本次修补用料24.5吨。碳砖侵蚀部位修补完，进行浇筑料养生阶段，根据浇筑厂家要求，给炉内进行密封和做升温措施，确保浇注料养生完好。第二阶段浇筑炉底，炉底浇筑分两次进行，炉底一层外环浇筑和炉底中心浇筑，炉底浇筑高度0.5米。炉底浇筑代替了原来的陶瓷杯垫。
2.2.2 炉缸侧壁浇筑
3月31日-4月5日进行炉缸侧壁浇筑工作，炉缸侧壁浇筑（包括风口带）共分六次进行浇筑，每次支模具时间5-10小时不等，浇筑完养生时间8-12小时不等，用时6天完成。每次浇筑前需要把浇筑的接触面进行二次清理，确保无杂物，以免影响浇筑质量和浇筑连接处有缝隙。另外，铁口为整体浇注结构，将铁口区域松动、粉化的炭砖及铁口框外侧刚玉质组合砖全部拆除，采用浇注的方式与侧壁一体浇注，整体浇注至铁口框。铁口区浇筑时，根据实际需要进行下管（79公分），确保铁口孔道不被灌死，同时确保铁口区域浇筑完好。具体浇筑施工和材料消耗见表1。炉缸浇注修复示意图如下图1。
2.3 其余部位喷涂造衬
炉缸浇筑工作结束以后，喷涂厂家开始进行喷涂造衬，喷涂要求炉衬表面均匀光滑，炉型合理。喷涂部位从风口上方（连接炉缸浇筑）到炉喉钢砖下面。本次喷涂为了缩短工期，采用机械手喷涂，喷涂一遍成型，自下而上，喷涂18小时完成，用料210吨。由于使用机械手喷涂，喷涂过快导致反弹料较多，约占15%。喷涂结束之后开始清理炉内反弹料，清理的比较干净彻底。为下道工序做准备。
3 开炉前准备工作
3.1 高炉烘炉
喷涂结束之后，2019年4月7日16:30开始安装烘炉导管，本次烘炉导管避开3个铁口上方对应的6个风口不安装以及一个人员进出风口不安装，一共安装23个烘炉导管。烘炉导管采用直径为108mm的钢管，分成两部分。一部分是长短不等的直管，另一部分为一端为喇叭口型的管。安装风口小套内焊接成 “┏”，喇叭口垂直炉底，距离炉底500mm高，每个喇叭口用三个角钢做支撑，成三角形固定，立于炉底。所有烘炉导管用钢筋点焊连成一体，焊接牢固，防止送风后发生位移。为了更好地掌握烘炉的升温速率，在三个铁口插入了4根热电偶，辅助烘炉，在1号和2号铁口各插入1根热电偶，距离炉墙300mm远；在3号铁口插入2根热电偶，1根长的到达炉缸中心位置，1根短的距离炉墙300mm远。4根电偶的测温头部位用高铝砖压住，确保测温测的是砖温（即是炉缸浇筑料表面温度），而不是热风温度。烘炉温度以热风温度为主，以铁口温度为辅，严格按照烘炉曲线进行烘炉，高炉烘炉共80小时。烘炉曲线如图2。
3.2 高炉打压试漏
高炉烘炉结束后，在高炉凉炉过程中，对热风炉和高炉本体等设备进行了打压试漏。本次打压试漏分两步进行：0.1MPa―0.2 MPa 逐步提压。每次压力稳定30min，确认无漏点，再提高。
4 开炉实际操作
4.1 枕木填充及装料
4.1.1 枕木填充
本次开炉采用枕木开炉，炉缸填充枕木。其优点是有利于炉料松动，点火时可均匀开风口，有利于顺行，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[1]。炉内装枕木前，炉底铺好垫底焦60t，有效的保护炉底。枕木采用散装法，枕木通过辊道装入，填充率按48%。在散装枕木过程中，炉内装入一定量的枕木后人员要进炉内处理翘起的枕木，枕木装至风口中心线以下0.5m时要尽可能的摆平满铺枕木，以防空隙过大装净焦时进入炉缸焦炭太多，致配料计算错误。枕木码到风口中心线以下0.5m的位置，沿炉墙立码枕木一圈，有效支撑和保护风口。
4.1.2 装料
本次装料分三部分。第一部分为净焦，批重15.8t，共28批，边装料边进行料面实测，装完28批净焦理论计算料线19.44米，实际料线20.23米，与计算料线相差不到1米，说明枕木装的比较成功。第二部分为空焦（含净焦辅料），辅料主要是石灰石和萤石，净焦批重15.8t，石灰石3.86t，萤石1t，此部分一共装31批。第三部分是正常料，矿批重36.45t，焦批重15.8t，共26批。最后根据布料实测选择开炉布料矩阵为C827262524213↓O82736352↓，料线1.5米。
4.2 冶炼参数的确定
本次开炉为枕木开炉，开炉总焦比3.0t/t,开炉碱度0.92。开炉生铁成分设定和开炉原燃料及辅料条件如下表2和表3。
4.3 冷风烘料
高炉正式送风前需对炉内装炉料预热和烘干水分，即对炉内吹冷风，为高炉送风后尽快引煤气和干法除尘系统顺利投入创造条件。2019年4月13日6:36 3号高炉开始送冷风烘料，冷风烘料时长3小时20分钟。
4.4 开炉点火操作
2019年4月13日9:56分3号高炉开炉点火，此次开炉堵10个风口，采用20个风口送风。点火风量1950m³/min，热风压力90kPa，热风温度750℃。10:02 12#、26#、27#、28#风口明亮，10:46 20个送风风口全部明亮。10:56探尺活动开始下料。15:56送煤气（累计风量14.9万）。
5 高炉达产操作
高炉开炉点火初期，炉顶煤气放散阀全开，煤气处于放散状态，随着炉料的下降，炉顶煤气成分中CO2逐渐上升，表示炉内的矿石开始软化还原，15:56煤气成分化验合格，高炉开始送煤气，成功完成煤气回收工作。
5.1 负荷调整过程
高炉开炉至高炉达产期间一共做了5次负荷调整。第一次负荷调整是在开炉后5小时，根据实际加风情况和下料情况，把矿批加到43吨。随着炉内加风和下料，在出铁后进行了第二次负荷调整，历时22小时44分钟，矿批加到47吨。根据炉况实际情况，为了加风需要，高炉开始逐步开风口，在开了6个风口以后炉内做了第三次负荷调整，矿批加到50吨，历时33小时10分钟。之后根据实际炉况和料速并结合炉外铁水含硅量，在4月15日6:40和11:00别做了第四次和第五次负荷调整，矿批由50t-53t-55t。具体调整见表4。高炉的负荷加的如此快速，是高炉加风和开风口的时机掌握的较好，负荷的快速调整也为高炉快速达产创造了良好的条件。
5.2 开风口过程
高炉点火开炉后23小时30分钟时，高炉风量达到2100m³/min，高炉为了继续上风，4月14日9:26开始捅开了第一个风口，随着以后炉况和加风的需要逐步开风口，到4月15日14:00风口全部捅开，实现了全风口作业。具体开风口情况见下表5。
5.3 出铁情况和铁水温度
根据开炉料实际上料和理论计算炉缸内铁量情况，4月14日7:36高炉第一次出铁，铁水含硅量3.68%，物理热1349℃，渣铁水流动性良好，渣铁分离效果良好，直接走水冲渣。第一次铁出铁时间1小时11分钟，出铁量230吨。随着炉内负荷的调整和出铁次数的增多，铁水的含硅量逐步下降到0.8%的水平，物理热逐步上升到1500℃以上。至4月16日高炉达产铁水含硅量控制在0.6%的水平。
5.4 高炉喷煤和富氧
随着炉内负荷的调整，高炉4月14日18:00开始喷煤，小时媒量5吨。4月15日18:38高炉开始富氧，氧量2000m³/h。随着以后炉况的需要煤量和氧量逐步加大。
6 总结
此次通钢3号高炉开炉比较顺利，32小时4分钟喷煤，52小时4分钟全风口作业，并且3天半的时间快速的达产，这是通钢的一个全新的历史记录。
（1）此次中修采用炉缸整体浇筑技术，大大缩短了检修时间；
（2）制定合理的开炉方案以及开炉前的准备工作充分，为高炉顺利开炉提供了必要保障；
（3）开炉各项参数的选择至关重要，后续开风口加风和负荷的调整，是高炉强化冶炼的基础，为高炉快速达产创造了有利条件；
（4）开炉后炉前及时出净渣铁，为高炉快速达产提供了有利保障。
7 参考文献
[1] 王筱留．高炉生产知识问答．北京：冶金工业出版社，2008.
[2] 邱道钦，范川泽.新型浇筑炉缸在罗源闽光1号高炉的应用//[C].2019年第十一届全国炼铁系统高峰论坛论文集.
