太钢四高炉开炉达产实践2.docx

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太钢四高炉开炉达产实践2

太钢四高炉开炉达产总结

1、概述

太钢4号高炉始建于1991年，原高炉有效容积1350m3，2000年9月进行了改造性扩容大修，高炉有效容积扩容至1650m3，高炉本体设计一代炉役炉龄12年，于2000年11月17日投产，至2010年10月10日停炉，实际生产运行9年零11个月，累计产量1287.8万吨，单位炉容产铁7805t/m3。

第一代炉役1350m3高炉运行8年10个月，单位炉容产铁量5400t/m3，与第一代炉役相比单位炉容产铁量多2405t/m3，与国内外先进长寿高炉相比，属中等长寿高炉。

在期间的生产过程中，高炉冷却水管过早损坏、炉缸炉底温度高、炉壳裂缝、风口易损坏等问题一直制约着高炉生产。

炉壳有13条裂缝，其中炉缸部分有5条，北铁口东侧裂缝达到7300mm，贯穿1～4层冷却壁炉皮，经过历次检修处理，一直未得到根治，如果再继续生产，有发生炉缸烧穿的危险，被迫决定停炉中修。

太钢4号高炉于2010年10月10日停炉，2010年12月5日点火投产，中修历时55天10h15min,本次大修为改造性大修，期间进行了以高炉本体为主体的设备检修。

根据高炉检修前的现状，经过充分论证，高炉本体确定以破损炉壳挖补；7、8、9、15层冷却壁更换；炉缸炭砖砌筑、更换各层耐材、炉衬喷涂为主项的检修项目，并充分利用原有设备，实现少投入经济型大修的目标。

四高炉在总结历次中修开炉经验的基础上，借鉴历次开炉的成功经验，前期准备充分，开炉恢复达产顺利，送风1.5h料动，2h开始上料，4h55min送煤气，11h35min~12h25min南北场煤气导出管分别吹渣堵口，37h开始富氧喷煤，53h热风炉双预热燃烧炉点火,72h开始使用外购焦，79h开始使用焦丁，投产后第三天顶压增加到190kpa,利用系数1.91t/（m3*d）（因8#上短节垫片跑风休风3h5min），实现了快速开炉达产。

开炉后经济指标良好，具体指标如表1所示，开炉后第五天利用系数达到2.67t/（m3*d），此后基本稳定在2.7利用系数，焦比342kg/t，煤比150kg/t，综合燃料比平均509kg/t，炉温下放到0.4~0.6%后，燃料比平衡在490kg/t左右，高炉处于高水平的生产运行状态，各项指标创历次开炉最好水平。

太钢4#高炉开炉后的主要经济指标

注：

4高炉2010年12月5日5：

15点火开炉，23;35出第一炉铁，12月6日开始计算产量。

2、开炉前的准备

4高炉只用了3天时间就达产，5天时间创出利用系数2.7t/（m3*d）的高水平，得益于开炉前精细的各项准备工作。

确定了高炉开炉方案，对开炉的用料结构、装料方式及分布进行优化与调整；装料过程中的联动试车、料罐实际罐容的测量、雷达探尺与机械探尺及人工测量料线对比校正、料面测量、确定榴槽倾角、布料矩阵、料流阀开度和料流量的关系；3天达产的加风曲线、负荷的跟进调整、碱度与炉温的匹配等参数的确定；煤气成分的测量与计算、送煤气时间的确定等，为高炉开炉做了充分的准备工作。

2.1开炉方式的确定

4高炉本次开炉汲取了太钢历次开炉的成功经验，为保护炉缸砌砖及开炉顺利，采用了填充枕木的开炉方式，目的是填充料形成的空隙有利于高温煤气、渣铁通过，能够加速炉缸加热升温进程。

炉缸中心枕木所堆砌的堆包有利于高炉中心气流通过，能够促进合理软融带的形成。

此外，风口部位的枕木能够保护风口，防止风口砸坏，而且还有利于高炉初期送风。

为强制加热高炉炉缸，在炉底盘管及安装了铁口煤气导出管，同时，为了解炉缸升温情况分别在炉底中心、距炉底

800mm、1300mm埋设3支炉缸电偶，铁口煤气导出管结构如图所示。

炉底铺炉缸底焦覆盖炉底盘管，目的能保护炉底盘管与炉底电偶。

净焦装到炉身下沿上1.0m，空焦装到炉身下部3.9m，正常料装至料线1.3米处，总的装料容积1706m3。

2.2高炉各段的填充2.2.1枕木填充

此次填充枕木纵剖面类似“山”字形，炉底铺800mm厚的焦炭层找平，焦炭量经过计算为30吨；焦炭找平层上部采用散装短枕木填充，至风口中心线位置开始沿炉墙圆周斜排两层长枕木，下边与炉墙距离为1000mm，并且用扒钉固定，长枕木与炉墙之间用小枕木填满；中心部竖放圆木，并用扒钉钉死、固定，形成类似“山”字形纵剖面的木材填充方式，填充方式如图所示，木材量，（V1+V2+V3）

V6

V1

V5

V3

V4V2

约158m3,V418m3,V524m3,合

计约196m3,实际装入木材约160m3，计算与实际比较接近。

注：

V1+V2+V3：

散装枕木；V4：

圆木；V5：

长枕木；V6：

焦炭保护层

2.2.2用料结构、装料方式、及布料的调整与优化

开炉料的计算、装料方式与分布是整个开炉过程的基础与核心技术，是开炉快速达产的关键。

本次开炉借鉴1800开炉成功经验，开炉料共分为13段装入，木材（第一段）、净焦段（第二段）、空焦段（第三段）不装矿石，其中第2段

按炉芯焦考虑（重量177t），其中2/3不加熔剂。

第13段是炉顶料批，O/C为2.20，也是高炉点火后装入的基准料批，从第4～13段的填充以O/C呈平滑过度为准。

焦炭层厚计划在炉腰处为0.20m,炉喉处为0.53m，测算后焦批确定为10吨。

各段压缩率根据经验、物料测定装入的位置进行优化取值，全炉平均压缩率为10.76%，并在各段焦比、炉渣碱度、装料顺序、径向的矿焦比、纵向净焦和空料位置进行了调整与优化，使经验参数取值更趋合理，理论计算与实际趋于吻合。

装入物段数与炉料压缩率及炉渣碱度见下表。

4#高炉开炉总燃料比为3.81t/t,，炉料结构：

烧结＋球团+硅石+锰矿+石灰石，基本配比为90%烧结＋10%球团，使用硅石及石灰石调整渣碱度和炉渣中Al2O3含量。

开炉目标生铁［Si］3.6%，［Mn］1.0%，炉渣（Al2O3）≤13.0%，为确保初次铁的流动性，铁水温度目标≥1400℃。

净焦350吨，O/C≤1的焦炭量:

510吨。

点火时生成的炉渣首先要确保在低温下的流动性，其次要考虑到由于炉墙保护砖的熔损和[SI]的上升，导致实际炉渣碱度和炉渣Al2O3高于计算值，因此，在计算时适当降低渣碱度和Al2O3的计算值。

开炉焦炭全部采用干熄焦，烧结矿选择选择质量和强度好的四烧烧结矿。

2.2.3料面测定及炉顶料罐容积标定

装料过程中进行了料罐最大能力和料面形状测定，四高炉本次中修炉型结构、榴槽都未作改变，为节约装料时间，只对最后1批料进行了料面测量。

实测结果为，料面呈大漏斗状，南面平台宽度160mm，北面平台宽度430mm,东南平台宽度500mm,西北平台宽度260mm。

4高炉料罐容积为22m2,为考察炉顶料罐的实际矿焦最大罐容，在装料过程中，对料罐的实际矿焦最大罐容进行了标定。

在左罐装入12吨焦炭后，开关左上密，上密下沿已经挂碰到焦炭，标定料罐焦炭装入最大罐容为12吨。

在右罐装入矿石42.8吨，配比87.6%烧结+12.4%球团，开关右上密，上密下沿距料面堆尖约30mm,标定料罐最大矿批为42.8吨。

3、开炉达产实绩3.1开炉计划

1）送风风量确定为1000m3/min。

2）O/C为2.28，按0.05/4～6小时幅度增加。

3）点火风温设定为700℃，以后视初次出铁情况再作调整。

4）送风时，鼓风湿份为40g/m3，以后视炉温及初次出铁状况进行调整。

5）开炉送风时不堵风口。

风速按270m/s控制，高炉系数2.1，动能为12150kgm/s,风口面积为0.264m2,配合形式为：

4×φ110mm+20×φ120mm风口。

6）确认风口前焦炭燃烧后，拧开煤气导出管的堵头，点燃煤气，有渣铁喷出时堵上铁口。

7）煤气分析合格后（CO＞18%、O2＜1%），送煤气。

8）装料制度，休风前角度外两环各退2度，各环圈数待自动化修改程序后定。

9）软水水温控制，水量匹配。

10）送风36小时后喷煤投入，煤比控制100kg/t。

11）18小时后，存贮渣铁量容积达到界限容积，出第一炉铁。

3.2送风开炉进程

风口布局及进风率是高炉开炉的重要参数，此次开炉四高炉为实现开炉后迅速恢复炉况并快速达产，采用了风口全开的送风方式。

四高炉有风口24个，为保证在送风后对风口面积调整方便，开炉全部使用φ150的风口，内加衬套调整风口面积，其中φ120风口20个，φ110风口4个，送风风口面积0.264m2。

2010年12月5日5：

15分四高炉开炉点火送风，送风风量1000m3/min。

焦批10吨，矿批22吨，原料结构为：

90%烧结＋4%球团+6%锰矿，并每批配加1.05吨硅石平衡碱度，【si】按3%取值，计算碱度0.96.装料制度为：

矿角38363430（3322）焦角38363428（4222），料线0.8米。

送风初始风温500度，后逐步升高，风口前填充木材被热风点燃，南北铁口煤气导出管喷射煤气火焰。

送风后压量关系适应，根据计划节点逐步加风，跟进顶压、矿批与负荷，送风后1.5h开始料动，2h开始上料，9：

15煤气混合试验合格，于10：

10开始送煤气，送煤气时间为送风后4h55min,13：

10开加湿到20g/m3。

预装的炉底炉缸三只热电偶温度逐步升高，14：

00南北铁口煤气导出管开始喷渣，15：

33炉缸100mm热电偶烧坏，15：

40另外两只电偶均被烧坏，16：

50南场见渣关门此时累计风量：

1128KM3，17:

40南场见渣关门此时累计风量：

1237KM3。

23:

35开始出第一炉铁，此时累计风量：

2105KM3，渣铁流动性良好，物理热充沛，生铁分析【Si】6.66%，【Mn】0.88%，（Al2O3）13.7%,（R2）1.06，铁水温度1480度，12月6日1：

00关门，出铁量184吨，生铁成分如下表。

开炉炉况顺行良好，适当加快加风幅度，同时配合上、下制度调整，降低软熔带高度，快速降硅增产。

12月6日，19：

00开始喷煤，煤比按100kg/t考虑，同时加富氧至1500m3/h，20：

25锰矿用完，变配比为80%烧结＋20%球团+硅石，此时矿批36吨，焦批9吨，煤比调整为120kg/t。

12月6日当日产铁量2337吨。

12月7日20:

35~23:

40因8#风口送风装置上短节垫片跑风，休风3h5min进行更换，同时更换8#、20#为120m的风口，风口面积扩大为0.268m2，在休风3个多小时的情况下，12月7日当日产铁量3159吨，利用系数1.91t/（m3*d），实现了快速开炉达产。

。

此后进入快速恢复进程，至12月9日，利用系数达到2.67t/（m3*d），此后基本稳定在2.7利用系数，焦比342kg/t，煤比150kg/t，综合燃料比平均509kg/t，炉温下放到0.4~0.6%后，燃料比平衡在490kg/t左右，高炉处于高水平的生产运行状态，各项指标创历次开炉最好水平。

3.3开炉快速恢复及达产措施3.3.1加风进程的合理匹配

加风曲线是通过装料计算时的热负荷、造渣制度和送风制度和送风后的装料制度以及包括炉身静压、煤气成分等参数综合确定的，本次开炉特点主要体现在风量大、加风节奏把握得当，下料顺畅，在点火后控制一定的风压操作，在软容带形成时期和渣铁排出前，保持适当的热风压力，当煤气成分趋于稳定，软熔带形成后，适当加快加风节奏，送煤气后加快恢复速度，加风幅度较大，同时配合上、下制度调整，降低软熔带高度，快速降硅增产。

实际开炉重要参数曲线如图

所示。

3.3.2上下部装料制度的调整

砖壁合一薄内衬结构的高炉，设计炉型既是正常操作炉型，因此在上部调剂中，布料矩阵及用料结构从一开始就接近正常生产水平。

开炉风口φ120风口20个，φ110风口4个，送风风口面积0.264m2，送风风量1000m3,焦批10吨，矿批22吨，装料制度：

矿角38363430（3322）焦角38363428（4222），料线0.8米。

利用12月7日处理8#上短节跑风休风机会时对风口进行局部调整，把8#和20#风口由110mm扩大到直径120mm，风口进风面积增至0.268m2,在下部进风面积扩大后，扩大矿石、焦炭的批重，焦批8.9吨，矿批40吨，装料制度调整为矿角41373428（3322）焦角40373428（3322），风量逐步达到3300m3,开炉5天利用系数就达到2.67t/（m3*d），最高日常4398吨。

通过上下部的摸索，调整、煤气成分分布更加合理，煤气利用率迅速提高。

开炉煤气利分析如下图

3.3.3富氧大喷吹与快速降硅操作

开炉送风风量1000m3,焦批10吨，矿批22吨，燃料比746kg/t，18小时后出第一炉铁，炉温6.66%，铁水温度1480度。

炉况顺行良好，随着风量的增加，逐步扩矿批，降低燃料比，风量在开炉35h达到3450m3/min,矿批增加到36吨，并变喷煤负荷，煤比100kg/t，燃料比526746kg/t，炉温下下放到2.3~2.7%，后不断降低燃料比探索现有条件下的最佳燃料比与炉温间的匹配关系，到12月8日14：

00后炉温逐渐进入目标控制范围，（0.4~0.6%），此时燃料比稳定在500kg/t左右，煤比150kg/t。

开炉后48小时风量、炉温、燃料比、矿批都已到位，实现了快速开炉的目标。

4#高炉投产后，铁厂原燃料组织变得紧张，特别是自产焦炭的供应不足，为保证全厂原燃料的平衡，4号高炉投产后第37h开始富氧喷煤100kg/t，72h

开始使用外购焦20%，79h开始使用焦丁200kg/p，51h后喷煤达到并稳定在150kg/t，高炉焦比明显下降，大大缓解了铁厂焦炭的需求，同时使高炉生产快速进入正常秩序。

3.3.4炉前技术的进步

在开炉泥包的制作上，开炉炉内未预做泥包，因为通过以往经验，往往预做的泥包材质与风口炭砖材质不同，出现分层现象，钻入渣铁或漂移，造成铁口断裂或难开现象，起不到预做泥包保证铁口深度的作用。

开炉初期为了铁口易开，使用低强度炮泥，在高炉温的情况下未因铁口难开影响炉况的恢复，随着产量的提高，逐步增加炮泥强度，配用部分3#、5#高炉高强度炮泥，保证每天出铁12~14炉，每炉出铁时间控制在1.5h左右。

3.3.5快速开炉达产的实绩

高炉开炉是一个系统工程，不仅包括高炉操作技术，设备运行状况，原燃料条件，铁水运输及前期的准备、调试，每一个环节都有可能影响高炉开炉达产、高产、稳产。

4#高炉开炉后投产后第三天产量3159吨，第五天产量4398吨，利用系数达到2.67t/（m3*d），焦比342kg/t，煤比150kg/t，综合燃料比平均509kg/t，（利用系数图），4#高炉快速开炉达产、高产、稳产是太钢炼铁人的骄傲。

4、存在问题

高炉炉前开口机、液压炮为原有设备，本次中修未进行更换，中修开炉后风压330~340KPa,中修前风压一般在270kpa，中修后风压提高60kpa，泥炮打泥压力目前2.2MPa,转炮时间16秒，设计要求2.5~2.6MPa，目前明显感觉到转炮速度慢，往往造成跑泥化液压炮延伸件现象。

风量大，热风炉风机能力不够，烟道温度260~320，送风温度初末温度相差50度左右，尤其能力差的1#2#同时送风时，风温只有1087度，与其它炉子送风时相差100度风温。

5、结语

1）高炉开炉料的计算、装料方式与炉料分布是整个开炉过程的基础和核心

技术，是快速达产的关键，料面的测试为高炉开炉提供了理论依据。

2）采用全开风口送风，开炉操作过程中，通过调整风口直径，扩大风口面

积，有利于增加风量，提高冶强，扩大矿批，富氧大喷吹，高炉各种制度快速调整到正常水平，煤气利用分布合理，炉况稳定顺行，3）在开炉顺利的情况下，尽快提高煤比、降硅降燃料比、使用中块焦、使

用焦丁、使用外购焦等措施，大大缓解铁厂的焦炭平衡，同时使高炉生产快速进入正常秩序。

4）加强炉前管理，加强设备检查，开展铁口的维护攻关，狠抓出铁正点率，

保证出铁次数，为炉况快速恢复及稳定顺行创造了条件。