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林春山 王荣刚 王雪玮 罗德庆 曹金山 刘刚
（首钢股份有限公司 河北 迁安 064400） 摘 要 首钢股份有限公司4000m³高炉通过改进出铁模式，加强炉前日常操作的技术管理，优化倒场及长期休复风炉前操作，改善了炉前的作业情况提高了炉前的作业效率，保证了高炉顺行。 关键词 大型高炉 炉前操作 技术进步 高炉顺行 前言： 随着高炉大型化的发展趋势，高炉出铁在高炉冶炼过程中成为重要的环节，它将直接影响高炉在生产过程中的顺行稳定[1~2]。然而，三高炉的出铁时常出现憋风，出不净渣铁，甚至造成炉内减风适应，炉缸侧壁温度升高，直接影响高炉的长寿。因此有必要对现有出铁模式和出铁制度进行优化改善。本文针对以上问题，通过对出铁模式的改进和出铁制度的优化，加强炉前日常操作技术进步，改善了炉前出铁效率，保证了高炉的稳定顺行[3]。1 出铁模式的改进 1.1 两场出铁模式 自首钢股份4000m³高炉开炉以来采用两场对角重叠循环出铁模式，开炉初期由于焦炭负荷、冶炼强度、产量均相对较低，两场出铁可以满足高炉顺行要求；随着高炉各项指标的稳步提升，强化冶炼的需求，产量的不断提高，两场出铁抗波动能力逐步变差，两场出铁的弊端也逐步显现出来，甚至影响了高炉顺稳生产。炉门维护困难，两场出铁间隔时间短，铁口内炮泥未能充分烧结，造成铁口潮，出铁时会发生喷溅现象，前期铁流速小，后期铁流速过大，出铁时间不稳定，出铁次数增加，造成恶性循环。辅材消耗高，由于出铁时间短而且不稳定导致出铁次数的增加，炉前钻头、钻杆、炮泥等辅材均相应增高，无法达到增收节支的目标。抗事故能力差，两场生产过程中，如遇到设备原因、鱼雷运输等故障时，导致一个场无法正常出铁，只能进行另一个场连出操作，不仅无法满足高炉高产顺稳的要求，甚至会造成憋风、减风等情况。1.2 三场出铁模式的探索 综合两场对角重叠出铁所存在的不足，结合现有的两场出铁模式的基础上，经过多个部门的反复研究论证，共同协调组织，通过改善炮泥质量，优化鱼雷罐倒运系统，提高冲渣系统的冷却水量和压力，完善炉前风机除尘系统，依据4000m³号高炉的生产、设备实际情况，以双场出铁为基础而创新，于 2012年4月底4000m³高炉开始运行三场轮流重叠出铁模式，且通过制度的不断改进与完善，炉前的出铁效率大幅提高，辅材消耗降低，为大型化高炉高产顺稳、节能降耗提供了有力保障。1.3 三场出铁制度优化 通过不断的实践摸索总结，炉前出铁制度不断修改、完善，直至形成一套比较完整的出铁制度，从而保障炉前出铁的顺利进行。（1）采取三铁口轮流重叠出铁制度；炉外工长要随时将高炉下料速度和炉温情况通报炉前班长，并掌握铁水流速、检查相关铁口工作进度。（2）堵口后60min具备出铁条件，100—120min内打开下一个铁口（根据高炉实际情况允许可延长），双铁口出铁重叠时间控制在≯60min；炉前班长要及时组织好炉外工作，根据铁水流速，掌握双铁口重叠时间；重叠出铁后严禁铁口喷大花。（3）铁口出铁60min内未见下渣，应及时打开相应顺序的下一个出铁口，组织叠加出铁，避免炉内憋风。（4）铁口连出时，间隔时间控制在20min以内，打泥量100L(±20L)，确保出铁时间100min；（5）铁水流速控制在5.5t/min以上；铁口深度控制在3.7m~4.0m之间。按铁水流速和炉门深度调整开口机钻头直径，建议使用55mm钻头；稳定打泥量在220L左右(±20L)，确保炉门深度合格，严禁随意加减打泥量。（6）重叠出铁流速过慢（低于下料速度）且炉内有明显憋风现象，可临时堵一侧铁口（已见渣的铁口），改用60mm钻头后重新出铁.（7）若铁口深度过深（>5m），及时退回开口机，改用大直径钻头（60mm）重新出铁。2 倒场技术进步 2.1 倒场技术的优化 第一阶段：2012年4月份前首钢股份4000m³高炉采用同进同出倒场方式，该倒场方式倒场时 2个旧铁口连续 2次铁就全部倒成新铁口。由于每次倒场后新铁口深度均只有3.0m 左右比正常3.8～4.0m 浅得多，所以刚倒场后12h左右无法及时出净渣铁，亏渣铁导致高炉压差升高，影响到高炉顺行。而且容易发生卡焦炭现象，造成新投的场出渣铁不顺，加上新投入场次的主沟温度低，渣铁混合物迅速冷凝，最后造成新投的主沟铸死。第二阶段：2012年4月份后，三场出铁模式运行，倒场操作改变，根据渣铁沟侵蚀程度，首先将其甩场进行重新浇筑操作，此时仍然有两个正常铁口，当投入新场时，由两个正常铁口轮换与新铁口进行出铁操作，使两个老场带着新场出至少4次以上直至新场炉门达到正常标准后，按正常出铁顺序出铁，在倒场过程中，始终保证有两个正常铁口出铁，特别是在新场投入的前两个炉次，由于停场时间过长，导致炉内泥包的缺失，炉门过浅，而且维护炉门需要一个过程，在新投入的场次铁量或者出铁时间达到要求时，及时打开一个老场，并且用的大一号的钻头，确保渣铁能及时排净，此操作有利于新铁口炉门的维护，基本上杜绝了因倒场出铁造成炉内憋风的现象，确保了炉内顺稳生产。2.2 倒场操作制度优化 （1）提前一周所有炉前设备强化检修完毕，开始连锁试车，保证投场前运转正常。（2）甩场前72h，如炮泥出现质量波动，影响炉门质量，则及时改换泥种，打泥量加至240L，保证待甩场铁口深度3.5m以上。最后一次铁如跑泥，倒场顺延。（3）投场前保证主沟、渣铁沟、摆动沟升温合格，用焦炉煤气大火烘烤一周以上，温度达到100℃~150℃。残铁沟铺好烤干，具备放残铁功能。（4）新场投场前24~36h将炉门钻开，重新补泥，打泥量控制在120-150L左右。（5）炉内在倒场期间全力适应炉外，给炉外创造较为宽松的环境，新场第一次铁，正间隔10min。（7）新场第一次铁在炉门较为稳定的情况下，如炉内情况允许，尽量晚出老场，使新投场出铁时间大于100min，如低于100min采取连出措施，连出期间兼顾老场小坑结盖情况，停除尘风机并做好保温。（8）如果新场出铁不正常如出现跑大流、频繁卡炉门，要及时打开老场，保证炉内顺行。（9）新场30min不见下渣，联系工长及时打开其它出铁场，（10）新场第一次堵口打泥，打泥量控制在120L左右，逐步加至正常泥量。（11）若新场第二次铁在老场堵口后仍然频繁卡焦炭，20min左右把另外一个备用场打开，联系工长，新场视炉内情况与小坑内铁水流动性，在允许的条件下堵口。（12）新投场主沟较窄，热损失多，堵口后做好保温工作。出4次铁后可按正常顺序出铁。（13）旧沟放残铁后不得打水，待新铁口两次铁后，与工长联系，炉内正常可开展旧沟拆除工作。3 炉前日常操作的技术管理 首钢股份4000m³高炉追求的是均衡稳定的出铁目标。开口时间控制在10~15min，重叠时间15-30min，铁次日均控制在8~10次，出铁中优先保证出铁流速5.5~6.5t/min 与铁口深度 3.8～4.0m，而后追求出铁次数、出铁时间等其它参数。操作上从堵口时打泥与铁口泥包的控制、开口方法掌握、等方面确保出铁稳定并及时排净渣铁。3.1 预钻及分段式开口技术 首钢股份4000m³高炉正常铁口深度3.8~4.0m，为提高一次开口成功率，确保准时开口，全面推行预钻及分段开口技术。在堵口90min后对铁口进行预钻，预钻深度1.0~1.2m，要求开铁口时，开口机钻进深度达到1.5m之前，只用旋转，不用冲击与雾化。开口机钻进深度达到1.5m之后，开雾化，开冲击将铁口打开。 3.2 稳定打泥量及打泥压力 堵口压力直接关系到炉门的质量问题，影响开口的正点率，若打泥压力低，会影响炮泥在铁口孔道内的紧实度，导致泥芯在孔道内烧结不均匀，当再次开口时容易造成炉门提前渗铁，导致抗渣铁水侵蚀性能下降，给炉门开口造成困难；打泥压力过高，打进孔道内的泥量过少，会影响泥包的形成，造成炉门过浅，导致下一炉次出铁时间大幅缩短，影响炉内顺行。这方面我们采取分段式加压打泥技术，当打泥压力过低时，在打进70%的炮泥后，让其在炉门内烧结10秒左右的时间，然后将剩余的20%的炮泥打入孔道，由于先前打进的泥强度提高，促使后打进的泥压力自然提升，从而保证了烧结强度，提高了抗铁水侵蚀性能，使出铁时间得以提高。有了合适的打泥量和打泥压力，出铁时间和出铁状态长期维持在一个良好的状态，而在泥炮恒温系统的作用下，确保了堵口时炮泥的打泥压力合适，能保证炮泥顺利打进孔道。稳定的打泥量主要是基于对泥包的维护，一方面维持泥包的稳定对于炉门两侧的侧壁温度高的点位起到一定的保护作用，减少铁水对其的侵蚀；另一方面泥包的稳定确保了出铁时间稳定。在这方面，严格执行出铁制度，统一四班的技术标准，要求每一炉次打泥量在220L左右，且上下调节浮动不超过±10L，确保打泥量的稳定。4 长期休风后复风炉前操作 高炉长期休风后复风,炉况的恢复进程快慢取决于炉能否及时将炉的凉渣铁排放出来。（1）休风前要大喷铁口，确保渣铁出净，同时控制好堵口泥量，休风前减风出铁，炉内压力降低，适当降低打泥量，控制在100L左右。（2）复风后第一炉次铁选用渣铁沟短的场次出铁，大钻头（65mm或70mm）确保凉渣铁排放顺畅 。（3）复风后第一炉次铁的开口时间要以炉内恢复状况为准不宜过早，通过入炉风量达到4500m3/min出第一炉次铁，料批4-5批料，防止炉内存铁量少造成铁口大喷使主沟和渣铁沟淤积，影响恢复进度。（4）视炉况恢复，风量大小及时投入第二个场次进行出铁，根据炉内恢复情况掌握的出铁节奏，待两场的出铁均超过三个炉次，主沟和撇渣器无凝筑危险时，投入第三个场，开始正常节奏出铁。（5）对长期闷炉和降料面高炉复风，炉前采用先致裂爆破的方式来打通风口与铁口之间的通道，再采取埋氧枪技术，大喷铁口，确保了复风后渣铁排放顺利。5 技术进步效果 首钢股份4000m³高炉通过多年的不断探索与创新，炉前操作技术取得了长足的进步，炉前出铁实现了均匀稳定，炉前各项操作指标都取得了长足的进步，主要的技术指标见表1。 
6 结语 通过对出铁模的改进，极大地改善了炉前作业的状况。预钻及分段式开口技术的应用，稳定打泥量及打泥压力，有效的保证了炉门状态的稳定。倒场制度化、标准化的制定，有效的减少了倒场对炉况的影响。长期休风后出铁的操作完善，确保了复风后渣铁排放顺利，为炉况恢复提供了有力保障。7 参考文献 [1]张刚，郭先燊，侯建.邯钢3200m³高炉炉前操作技术进步[J].北京：河北冶金，2014:15:54-57. [2]伏明，李明.马钢2500m³高炉炉前技术进步[J].炼铁，2003.10-13. [3]李夯为.太钢4350m³高炉炉前出铁管理改进实践[J].山西冶金，2010.19-21. 来源：《炼铁交流》杂志2021年第五期
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