马钢4号3200m3高炉开炉的实践经验

1、马钢 4 号 3200m3 高炉开炉的实践经验2017-07-06（伏明 蒋裕 聂长果）马钢通过合理选取送风参数，动态调节料制，匹配好送风参数，控制首炉铁出铁时间，控制充足的炉缸温度等一系列操作技术，为开炉达产创造了条件；采取快速降硅、富氧喷煤等强化冶炼手段，实现了开炉后指标的快速提升。马钢 4 号 3200m3 高炉于 2015 年 3 月开工建设，2016 年 7 月建成，设计炉容为3200m3 ，设 32 个风口、 4 个铁口，设计上采用适当矮胖的操作炉型、砖壁合一薄内衬结构。高炉炉底炉缸采用了陶瓷杯碳砖炉底和炉缸结构，关键部位采用进口超微孔碳砖。冷却设备采用全冷却壁冷却结构、联合软水密

2、闭循环冷却系统，热风系统采用3 座卡鲁金顶燃式热风炉，煤气系统采用重力旋风全干法布袋除尘结合TRT余压发电系统，双矩形平坦式出铁场和底滤法渣处理系统等。本文对马钢4 号高炉安全顺利开炉达产的实践进行了总结。马钢通过合理选取送风参数，动态调节料制，匹配好送风参数，控制首炉铁出铁时间， 控制充足的炉缸温度等一系列操作技术，为开炉达产创造了条件；采取快速降硅、富氧喷煤等强化冶炼手段，实现了开炉后指标的快速提升。开炉前准备工作4 号高炉是马钢首座3000m3 级高炉， 面对新工艺、新流程和新设备，开炉前，马钢组织编制了各岗位教材和岗位操作规程，并模拟事故状态制订了多个应急预案，对各岗位人员开展大量的理

3、论培训和模拟实操演练。同时，马钢对设备进行充分的单试、联试。热风炉、高炉烘炉方案和开炉方案结合本高炉特点，吸取其他高炉经验，注重操作性。热风炉烘炉。4 号高炉配套3 座卡鲁金顶燃式热风炉，燃料采用低热值的高炉煤气；热风炉采用助燃空气、煤气双预热系统，设计风温1250 。为此，马钢在制订烘炉方案时，不仅考虑了硅砖低温相变引起的体积膨胀对热风炉砌体稳定性的影响，而且为避免3 座热风炉在烘炉后期同时需要大量焦炉煤气的问题，热风炉采用每间隔2.5 天点火 1座热风炉的方式，依次点燃1 号、 2 号、 3 号热风炉。热风炉采用焦炉煤气烘炉，开始烘炉时间为2016 年 5 月 10 日， 6 月 18 日

4、烘炉结束，单座热风炉烘炉时间为34.5 天。高炉烘炉。高炉烘炉的目的是在低温区烘干热风总管、送风围管水分，逐步加热本体炉墙，去除本体水分，防止耐材急剧膨胀、变形；高温区烘干炉缸耐材水分，固化不定形耐材。4 号高炉烘炉于2016 年 6月 28 日进行，用时288h （含气密性耐压试验），包括初始升温、低温保温、再升温、高温保温、降温凉炉等5 个阶段，降温凉炉期间进行高炉气密性耐压试验。热风炉、高炉检漏耐压试验。热风炉、高炉检漏耐压试验的目的，是检验施工质量及设计能力是否满足高炉正常生产时高压的要求。马钢于 2016 年 6 月 18 日对高炉送风系统进行了检漏耐压试验，方案充分考虑到热风炉混风

5、室硅砖结构特点及冷风管系耐温要求。由于风机原因，耐压试验于8 月 20 日完成，耐压压力为480kPa ；高炉本体和煤气系统检漏、耐压试验于7 月 9 日完成，耐压压力为300kPa 。开炉料填充。底焦。此次底焦装入量为63t ，焦层高度为1100mm ，采用溜槽垂直（8 ）布入，以避免打在炉墙上和砸坏煤气导管，装入后由人工进行扒平。枕木填充。此次开炉采用炉缸填充散装枕木法开炉，在9 号、 17号和 1 号风口分别铺设4m 、 6m 、 9m 辊道，以便将枕木装入炉内。为保证枕木填充率，由人工进炉缸扒平枕木，保证实际平均填充率在0.5%以上，此次枕木实际填充率为0.506% （详见表1）。开炉

6、料。全炉焦比为3.5t/t ，上部料负荷为2.2，碱度为1.05，炉料结构为88% 烧结矿12% 球团矿， 熔剂调碱度，渣中 Al2O314% ，维持合适的MgO 含量。为保证渣铁流动性，马钢在开炉料中维持一定量的萤石和锰矿。为保证在炉喉处焦批厚度0.5m0.6m ，马钢选取焦批 18t ，全炉料共分12 段（详见表2）。布料测试。4 号高炉布料测试时间共计5 天，时间为2016 年 8 月27 日 9 月 1 日，测量料罐最大容积，得出矿石、焦炭的FCG 曲线、极限角，料流宽度等数据，并定期对料面进行扫描，了解装料体积和料面形状，为高炉正常生产调节提供依据。高炉开炉过程送风参数的选择。风口面

7、积。点火时， 风口面积的确定原则为：风量达 4000m3/min时，标准风速达180m/s 以上，实际风速为220m/s 250m/s ；尽量 TOC o 1-5 h z 减少堵风口个数，经核算后，送风风口为26 个， 其中 4 个加装准70mm竹筒套（ 3 号、 15 号、 19 号、 31 号），送风面积为0.3035m2 。送风参数。点火时的送风比一般在0.4 0.55 之间，点火风量设定为 1800m3/min ，相当于送风比0.53。点火风温为750 。开炉料制。开炉料制为C987651333223O9876523322。开炉初期操作。送风点火。4 号高炉于2016 年 9 月 6

8、日 15:58 送风点火，16:36风口全部点着，点火30min 后料开始自动下降；根据现场煤气化验情况，结合炉顶温度，18： 40 开始引煤气，19:55 引煤气结束，投用6个干法除尘筒体；7 日 0:35 开始依次捅开3 号、 19 号、 31 号、 15 号竹筒套，风量加至3300m3/min ，风压为230kPa ； 1:17 时 4 个铁口开始喷渣，5:03 出零次铁，11:2013: 00 捅开 11 号、 27 号风口，风量加至 4200m3/min ，风压为280kPa ， 14:06 出一次铁，16:00 时O/C 为 3.0， 17:00 开始喷煤（详见表3）。料制调整。2

9、016 年 9 月 7 日 22:00 开炉风压稳定性变差，高炉开始不接受风量，频繁出现边缘管道。9 月 8 日 11 日，马钢逐步采取抑制边缘的料制后，炉况逐步稳定；13 日风量加至6000m3/min ，风压为 370kPa ； 14 日捅开 17 号、 23 号风口，开始富氧；15 日捅开 7 号风口，全风操作；16 日产量达到7219t ，系数为2.256t/ （ m3 d） （详见表4）。渣铁排放。为避免出第一次铁前渣量过大，造成憋压现象，送风后13h ， 2016 年 9 月 7 日 5:03， 4 号高炉出零次铁，累计风量达到320万立方米，1 号 TH 、 2 号 TH 、 4

10、 号 TH 出少量渣，3 号 TH 出渣量约为5t。根据零次铁出渣情况，马钢决定使用3 号 TH 出一次铁，同时为避免一次铁铁量过少，适当延长出铁时间。2016 年 9 月 7 日 14:00，累计风量达到426 万立方米，计算炉缸内贮存铁量达到150t 左右， 4 号高炉安排出一次铁，第一次铁累计时间22h ， 出铁时间1h ， 出铁约 200t ，铁水物理热1440 ，铁水含Si 量为 3.82% ， S含量为 0.026% ，流动性良好；投用撇渣器，改冲水渣作业。鉴于出铁时铁口状况不佳，出铁时间偏短，为减轻炉前工作量，在开炉初期，4 号高炉只用3 号 TH 出铁， 9 月 8 日 4:1

11、3 第 4 炉铁时投用1 号 TH，两个铁口对角出铁。开炉后强化冶炼降硅操作。降硅是高炉开炉后强化冶炼的一个重要的手段，而降硅速度过快则有可能导致炉况温度不足等事故，因此， 控制合适的降硅速度尤为重要。此次开炉第一炉铁水含Si量为 3.82% ， 物理热为1440 ，流动性良好，24h 负荷加至3.0， 焦比为 517kg/t 。 但从第 2 炉铁开始，炉温下降较快，铁水含Si 量降至 2.0%以下，物理热低于1400 ，之后 Si 含量维持在1.0%1.5% 。 2016 年 9月 11 日铁水温度达到1500 以上， Si 含量快速降至0.7% 以下，为加风创造了条件。富氧喷煤。4 号炉点

12、火24h 后由于炉温下降过快，开始喷煤，为保证理论燃烧温度风温逐步加至1000 以上； 2016 年 9 月 14 日开始富氧， 16 日产量达到7218t ，高炉利用系数为2.256t/ （ m3 d），喷煤量为 28t/h ，理论燃烧温度控制在2270 ；18 日产量达到7501t ，利用系数为2.34t/ （ m3 d）；10 月 10 日产量达到7832t ，利用系数为2.45t/ （ m3 d）。开炉过程经验总结马钢 4 号高炉开炉取得了成功并实现了快速达产，获得了很多好的经验，但也有不足之处。人员培训、方案和设备试车准备充分。热风炉高炉烘炉以及开炉方案的制订根据自身特点，结合其他高炉经验，注重操作性，并进行了广泛的讨论和部署。开炉前，马钢对设备进行充分的单试、联试，在试车过程中，不断发现问题、消除隐患，保证了开炉过程中未出现大的设备故障及操作事故。马钢实现了安全快速引煤气，4 小时内引煤气成功，并确保所有干法筒体内布袋无破损或糊死，为高炉顺利开炉及加风加压创造了有利条件。操作制度调整果断。开炉初期，高炉出现中心气流不足、边缘管道频繁、不接受风量的问题。马钢果断调整料制，疏导中心、抑制边缘， 调整后参数快速恢复，指标迅速提升。在降硅过程中，马钢牢牢把握物理热不低于1500 这个原则，在初期物理热低时，及时采取提炉温措施；物理热达到要求时，迅速降低铁水