李昌齊
（武漢鋼鐵有限公司，湖北 武漢）
摘 要：高爐休風復風后爐況的快速恢復，既直接影響高爐的產量和能耗，又對高爐爐況的持續穩定順行具有重要意義。文章對武鋼 8 號高爐年修后復風過程及爐況快速恢復進行了總結，通過科學制定休復風方案、細化操作和過程管理等措施，為爐況快速恢復奠定了基礎。生產實驗驗證：爐況恢復時間大大縮短，并且開爐后取得了較好的冶煉效果。
關鍵詞：高爐；復風；休風；快速恢復
某高爐投產已近 15 年，設計了 4 個鐵口和 36 個風口。高爐各項經濟技術指標為平均焦比 333 kg/t，燃料比 504.4 kg/t，利用系數 2.58 t/m3 ·d，高爐投入以來，十多年來都能保持運行穩定，高產較高，能源利用率優化到合理范圍，年均煤氣利用率 49%。根據生產安排進行時長 129 h 年修，主工期項目為 3 m 眼鏡閥更換及旋風除塵器結構檢修。高爐車間結合生產需求和科學的工藝，制定匹配的休風方案、精細化管理制度等措施，在年修送風后實現快速恢復產能的目標。
在提高爐況恢復速度的同時，還要保持渣鐵充裕的物理熱，提高產量比。文章通過對風量與加風速度的研究，分析爐況恢復的工藝過程，完成了縮短爐況恢復時間的任務，還保證了充裕的渣鐵溫度，提高了冶煉效果，減少了因休風造成的產量損失。
1 休風及前期準備工作
高爐的準備工作非常重要，直接影響爐況，決定爐缸等設備狀況。休風前的爐況順行程度是休風后爐況快速恢復的先決條件，因此，一定要確保休風前爐況的穩定順行并做好充分的前期準備工作[1]。
1.1 保證停爐前爐況穩定順行
年修前一周，高爐即注意保持爐況的穩定和順行，在制度調劑上適當發展中心氣流，布料制度以 為主；控制合適的爐溫水平在0.4%左右，杜絕低爐溫；控制合適的爐渣堿度在 1.20左右；確保風速在 260 m/s 以上的大風量，提供強勁的鼓風動能來活躍爐缸，如表 1 所示。
1.2 停爐前爐身檢漏
為了防止年修期間爐身冷卻設備大量漏水，影響檢修安全和年修恢復，在停爐前 Day.4 高爐休風 470min,主要工作是對爐身從上到下徹底檢漏，對漏點進行處理，同時對損壞的風口進行更換。處理完后，高爐軟水補水曲線達到 100 h 以上，從根本上消除了安全隱患。
1.3 保證合適的爐溫及充足的熱量
高爐爐溫較低的休風工況，會導致渣鐵流動性不足，風口出現灌渣積渣等不利工況，嚴重阻礙高爐爐況的快速恢復 [2]。休風過程必然會導致熱量損失，可能出現低爐溫的情況，休風前要確保最后一爐鐵具有充足的物理熱，提高的渣鐵流動性，促進渣鐵外排；充足的物理熱可以維持送風后爐缸的溫度，大大縮短高爐恢復到正常狀態所需的時間。Day.7-8 日，操作將 Si控制在 0.4%以上，并于 Day.7 日 6:00 第 36 批開始每批配加 1 t 的錳礦，布料制度選擇為
，用料結構由燒結礦:程潮球團:南非=69:24:7 逐漸調整為燒結礦:程潮球團:南非=64:24:12，至 20:50 第 110 批每批增加 1.2 t 焦炭，制 23:50 物理熱為 1 494 ℃，Si= 0.4%，R=1.16。具體停爐料加入方案如下：
⑴ Day.8（停爐當日）第 14 批上凈焦 220 t，錳礦30 t（裝料順序為：110 t 焦炭+15 t 錳礦+110 t 焦炭+15 t 錳礦）。焦炭布料矩陣為
，錳礦布料矩陣為
。焦炭分 4 步，每步 26 t，錳礦 1 步，共 15 t。
⑵ Day.8 第 16 批起上正常料，配比為：燒結礦（70%）+海南礦（17%）+球團（13%）+錳礦（1 000 kg/批），焦炭負荷2.6 。為防止煤氣利用率下降過低，布料制度調整為
，中心焦由 3.5 環減至 2.5 環。
實際操作過程中，由于焦集中斗最大存量為 26 t左右，故在調輕負荷過程中維持最大焦批，縮礦批至83 t。第 31 批料休風停爐。具體負荷調整情況見表 2。
1.4 休風前的點檢
作業人員需要在休風前檢查所有冷卻設備，避免出現泄露情況，防止在休風期爐內出現滲漏水問題。休風前的準備點檢工作：堵風口專用的泥、堵耙以及最后一爐鐵所需的炮泥，控制礦槽的槽存在容量的 3/ 4 左右。休風結束后，槽下稱量斗及爐頂料罐需要清理備用。
2 休風操作
2.1 休風料的投放
縮短爐況恢復時間，需要優化休風料的合理配比和投加方案。休風前，車間科學制定了詳細的休風方案，為了提供足夠的熱量，一是逐漸調輕焦炭負荷，二是集中添加 220 t 焦炭和 30 t 錳礦，休風前集中加凈焦，復風后補充爐缸熱量，爐中下段的透氣性需要保持在較高水平，可以縮短復風后爐況恢復時間。休風開始控制第一批凈焦到達風口帶，Si 的合理范圍是 0.6%~0.8%，上休風料過程主要參數如表 3 所示。實際操作過程中，由于兩個焦集中斗最大存量為 26 t 左右，故在調輕負荷過程中保持焦批不變，減少礦批。在 Day.8 日夜班 2:05 第 7 批開始上傳集中焦矩陣。
2.2 休風
休風時維持較高爐溫，渣鐵排盡，是安全休風的基礎。渣鐵會導致灌風口，還會占據爐缸下部空間，導致焦炭無法均勻填充，嚴重阻礙復風過程[3]。休風前使用尺寸合適的鉆頭便于排盡渣鐵。
高爐于 Day.8 日 5:30 打開 2# 鐵口，6:00 打開 4#鐵口，兩個鐵口同時出鐵。6:20 兩鐵口見噴，通過計算夜班理論鐵量 2 737.5 t，實際產量 2 851.5 t，表明爐內渣鐵已基本出凈。高爐風量為 7 100 m3 /min，減風前期減風幅度宜大，每次減風 300-500 m3 /min，后期減風幅度稍小，爐頂壓力按風量與壓差關系控制，手動控制下料，避免滑料。減風以鐵口大噴為依據，見噴即減。風量 3 500 m3 /min 時開始用冷風放風閥減風，至 1 300 m3 /min 確認風口無異常后，放風閥全開放風至零，風口前焦炭全部靜止后，封堵鐵口，于 7:40 休風。
2.3 休風后的工作
（1） 封堵風口，休風期間必須防止空氣進入爐內，空氣會助燃，導致熔融渣鐵燒壞風口。休風爐頂點火結束，需要使用密封磚堵住風口。點火穩定后，根據料面形狀判斷布料情況。料面的形狀說明上部布料制度符合工況需求，合適的布料制度有助于加快爐況恢復速度。
（2） 查水，確保冷卻設備不能向爐內漏水。水系統是檢查工作的重中之重，休風后軟水密閉循環軟水總量減小至 3 100 m3 /h,降低水壓至 0.790 MPa。開爐后快速恢復，必須保證不能往爐內漏水，如發現漏水，立即處理。確保齒輪箱停水，爐頂的灑水閥和手動閥全部關閉。
（3） 查火，爐頂點火不能熄滅。爐頂設備檢修工期長，防止煤氣聚集，確保年修期間安全。高爐爐頂設備進行檢修，現場不能有煤氣，高爐爐頂點火就是為了保證高爐產生的煤氣能全部燃燒掉，所以火不能出現熄滅。
（4） 查風口是否堵嚴實，確保不漏風。
3 快速復風操作
3.1 復風操作
高爐于 Day.8-13 日進行為期 5 天的休風檢修作業。Day.13 日 16:50 高爐復風所需條件準備齊全，原理鐵口的 14 個風口全部封堵，共開 22 個風口，出鐵鐵口上方各開 11 個風口（4#～14#、22#～32#），進風面積0.284 2 m2 。其它風口前端用輕質耐火磚，然后用休風泥堵嚴實，確保風口不自動吹開，且能按計劃透開風口。
復風時控制初始送風風壓 0.08～0.10 MPa，送風宜按照風壓進行操作操作，料柱吹松以后再逐步緩慢增加風量。先將風量加至 3 350 m3 /min，檢查風口平臺有無漏風現象，并加風逐漸將風口前焦炭吹開，風口循環區逐漸增大，實現煤氣初次分布正常，氣流通路逐漸打開。風口焦炭燃燒后熱量快速上升，再增加送風量至 5 500 m3 /min。送風后，先投加 80 t 凈焦，再投加正常料，焦炭負荷按 2.70 投加。根據爐況恢復情況逐步加重負荷。
3.2 快速加風
由于該高爐爐缸較深，在同樣的休風時間下高爐熱量損失相對小爐子要少，更容易保持較熱的狀態，因此允許接受較大的風量。休風前高爐穩定順行，熱量充足，高爐內殘留的少量渣鐵不容易冷凝，因此料柱的煤氣通道基本上保持完好，即孔隙度變化不大，允許接受較大量的煤氣體積。初始風量大，復風速度快，風口前焦炭燃燒速度快，則爐料下降空間就充裕，還原性氣體和熱量也充足，鼓風動能強勁，冶煉過程快速平穩。此次復風過程中，熱風壓力隨風量平穩上升，沒有出現冒尖現象，復風一小時后風量達到 5 500m3 /min。24 h 風量達到 7 011 m3 /min。高爐休風后恢復過程的爐溫變化有以下四個階段[1]：
（1） 送風開始至最低爐溫。此時渣鐵時休風時的存留物，鐵水含硅高，低物理熱，實際含硅量 Si=0.62%，物理熱則是 1 344 ℃。噴煤后燃燒升溫有一定的時間周期，休風前噴入的煤粉燃燒升溫速度低于高爐降溫速度，這個階段爐溫送風呈現下降趨勢。隨著焦炭不斷燃燒升溫速度加快，風口熱量逐步上升，爐缸的物理熱也能達到設計水平。
（2） 最低爐溫到最高爐溫。隨著噴煤燃燒充分，爐內材料升溫，鐵水內含硅量快速上升。需要提高恢復速度，增加送風量和含氧量，增加焦炭投入。
（3） 最高爐溫，在噴煤熱效應的強勁作用下，爐溫達到最高溫度后逐步下降。
（4） 穩定爐溫，爐溫下降到一定程度后呈現穩定趨勢，可以進行正常生產作業。作業人員開始加重負荷，使其達到 3.4 左右。
3.3 組織出鐵
休風恢復時間過長，爐缸工作活躍程度不均，爐前需要盡快出鐵。復風 3 h 后即 19:50 開 4# 鐵口出鐵，防止出現憋風的情況。復風前期，爐缸活躍性太低，爐缸熱量供給不足，渣鐵的滲透性不高、流動性太差，導致出鐵不順。所以第一爐鐵需用大鉆頭，提高渣鐵流動性。出鐵間隔時間必須要短，確保渣鐵快速排盡排空，合理重建煤氣流，加快爐況恢復速度。
3.4 富氧噴煤恢復
為保證復風后高爐具有良好的透氣性，以便于快速加風，復風后采取縮小礦批減輕焦炭負荷的上料制度。由于休風料加了凈焦 220 t，富氧噴煤操作開始時間稍晚一些，于 Day.14 日 1:00 開始富氧 40 000 m3 /h。送煤后，一方面,有助于弱化煤氣粘度，提高其穿透性，強化均勻氣流；另一方面，維持熱量均衡，促進料尺均勻動作和提高送風能力，風量增加則煤量增加。
3.5 爐況恢復
開爐快速達產后，高爐隨即轉入高效強化期，各項操作指標反超休風前，并保持高產低耗態勢，日產鐵量 10 500～11 000 t，燃料比低于 500 kg/t，煤氣利用率大于 49%，如表 4 所示。生產數據證明：該復風的操作工藝，可以縮短爐況恢復時間，強化冶煉效果。
4 結論
（1） 爐況應該在休風前調整好，確保渣鐵具有充裕的物理熱，確保爐缸工況穩定良好，可以快速縮短復風后爐況所需的恢復時間。
（2） 快速恢復的關鍵在于快速送煤氣，盡早改高壓，利于高爐早恢復，壓差控制好，均勻下料。
（3） 休風前集中投加合適負荷焦炭，可以促進料柱透氣性的提高，有利于加風，也可有效的減小復風后鐵水 Si 的大幅波動。
（4） 復風后及時快速出鐵，可以提高爐況的恢復速度，提高加風速度。
參考文獻
[1] 王子金,等.萊鋼 2 號高爐長期休風后爐況的快速恢復 [J]. 煉鐵, 2008(4):31-33．
[2] 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M].北京:冶金工業出版社,2005.
[3] 張殿有.高爐冶煉操作技術[M].北京:冶金工業出版社,2010.