徐德强  申海峰

摘  要：永通高炉长期焖炉22天又5.5小时，通过前期科学的焖炉计划和停炉后细致的检修准备，加之复风时的及时有效调整，做到了停炉、开炉过程安全、有序、科学、高效，高炉复风后48小时炉况恢复正常，实现了快速开炉达产。

关键词：焖炉；停炉；快速；开炉

1  引言

永通高炉炉容588m³，于2022年1月29日18：35因环保因素计划焖炉，休风时料面深度约6米，计划焖炉22天，实际焖炉22天又5.5小时，2022年2月21日0：06顺利复风。此次焖炉采用全焦焖炉技术，是永通公司史上焖炉时间最长，炉况恢复周期最短的一次，焖、开炉技术含量大，焖炉操作科学、安全，开炉过程快速有序。焖炉期间进入炉内作业，对炉喉水冷钢砖及无冷区耐火砖衬整体更换，检修工艺安全可靠。送风前首次使用致裂器贯通铁口与风口，铁口埋氧枪。送风48小时开14个风口送风（共16个风口），风压、风量恢复至正常时的90%，因铁水处理困难，导致开风口速度放缓，耽误炉况恢复。开炉后炉况稳定顺行，是永通公司开炉史上又一突破。

2   焖炉前的准备工作

2.1焖炉前辅助岗位准备工作

(1) 27日白班（休风前48小时）清理炉顶各平台的积油、杂物等易燃物，并准备好灭火器材。

(2) 27日白班（休风前48个小时）卷扬系统开空4个料仓，联系上辅料。高炉停炉所用萤石、硅石、白云石、锰矿提前备好，并取样分析，辅料上仓后，要调试好流量及称量，确保配料准确。

(3) 28日白班（休风前24小时）对水系统进行全面检查、检漏，确保无漏水现象。炉皮漏点检查，并做好标记，待休风后处理。

(4) 28日白班（休风前24小时）停配碎铁，清理干净料仓。休风前4个小时水渣上仓，为休风后封料面做准备。

(5) 28日白班（休风前24小时）喷煤系统改为全精煤冶炼，且提前计算好总煤量，确保在休风前将煤仓、煤罐喷空。

(6) 28日白班（休风前24小时）准备好堵风口（如：耐火砖、砖套、堵泥、河沙、黄油等）各项用具。

(7) 29日白班（休风前8小时）动力系统除尘布袋反吹一遍，休风前卸净重力除尘器和干除尘的除尘灰。

2.2 焖炉前的操作制度调整

(1) 休风前保持炉况顺行，风压不超300kpa，做好外围设备检查、维护，杜绝减、慢风现象发生，保持良好的操作炉型。

(2) 27日白班（休风前48小时）开始配用锰矿、萤石，改善渣铁流动性，全面活跃炉缸。

(3) 27日白班（休风前48小时）控制铁水含硅0.6～0.8%，含硫0.025～0.045%，上部调剂适当放开边缘，装制调整为矿最大角度32°，焦最大角度33°，并确保铁水温度≥1480℃，严格控制炉温下限，保证充沛的炉缸温度。

(4) 28日白班（休风前24小时）停配焦丁，优化休风前原、燃料结构，入炉碱度核算按炉温上限计算为1.05～1.10，加强炉况调剂，确保炉渣具有良好流动性。

(5) 28日中班16：00（休风前26小时）调整铁口角度，铁口角度由11°提至13°，有利于将炉缸中的渣铁排放干净。

(6) 28日中班21：00（休风前21小时）逐步减轻焦炭负荷，降煤比，略减矿批。

(7) 29日夜班7：00（休风前11小时）改全焦冶炼。10：30（休风前8小时）停煤，并做好全焦料衔接，根据负荷变化逐步停氧。

(8) 休风前最后一炉铁打开铁口后，卷扬机按通知备料，最后一次下料按矿石组织，炉顶温度按200～250℃控制，利于炉顶点火。

(9) 准备充足铁水罐，确保按时出净渣铁准时休风,提前联系残铁罐，休风后及时放干净贮铁式大沟内渣铁。

(10) 焖炉前的炉况调整比较关键，根据实际炉况的变化及时调整参数，保持两股气流稳定，炉温稳定，料速均匀稳定，风口圆周工作合理均匀。休风前参数调整见下表1。

表1  休风前操作参数调整表

2.3焖炉料的选择

本次停炉休风为了配合更换炉喉水冷钢砖及无冷区高铝耐火砖衬，料线降至炉身中部（零位以下约6米），考虑降料面后高炉的热损失较大，焖炉时间较长，焖炉料全炉焦比2.56t/t.Fe，焖炉料体积481.6m³，焖炉料总负荷0.64，休风时要求净焦到达炉缸，通过白云石，锰矿、莹石、硅石调整炉渣成份（炉温按1.5，碱度按0.85计算） 。1月29日中午12：00点开始下焖炉料（提前6个小时），18：35顺利休风焖炉。焖炉料单详见下表2及焖炉料参数表3。 

表2  焖炉料单

表3  焖炉料参数

(1) 净焦CC↓20批（共40车），焦批5000 Kg，同时按每4车焦炭后配一车1000Kg萤石组织。

(2) 空焦料CCR↓6批，焦批5000 Kg，白云石800Kg/批，萤石400Kg/批。

(3) 负荷料6批，CC↓+CC↓+OOR↓，负荷1.25，焦批8000Kg（CC+CC）,矿批10000Kg：烧结75%：球团25%，萤石400kg/批，白云石600Kg/批，硅石300 Kg/批，锰矿400Kg/批。

(4) 负荷料下至休风（估6批），CC↓+CC↓+OOR↓，负荷,1.5，焦批8000kg（CC+CC），矿批12000kg：烧结75%：球团25%，萤石400kg/批，白云石500Kg/批，硅石300 Kg/批，锰矿400Kg/批。

(5) 焖炉料体积481.6m³，料线6米左右，焖炉料总负荷0.64，全炉焦比2552kg/tfe，出铁量95t。

表4 焖炉料成份分析%

3. 休风停炉操作

29日12：00下休风料定风量操作、控制顶温下料。随着休风料的入炉，风量逐渐增大，煤气利用逐渐变差，顶温中心和边缘温度逐步升高，控制风量以稳定煤气流为主，炉内操作根据实际情况用风温调节炉温趋势，确保炉温充沛。保持一定的风量，既得满足一定的料速，又得控制好压差，保证气流不过吹。下休风料时按300℃-350℃控制顶温下料，严格控制荒煤气温度不超260℃。18：35顺利停炉，料面按要求降至6m左右，停炉过程控制有效，顶温在预定范围波动，炉况稳定，实现安全停炉，具体控制过程见下表5。

表5 下休风料及降料面过程控制表

注：17：20最后一炉铁打开铁口出铁，透风后喷铁口，18：23堵口，装有水炮泥满炮膛。

4. 焖炉后工作安排

4.1 焖炉后密封工作

(1) 休风后迅速将风口小套与直吹管全部卸下，用泥堵至风口二套中间，大套砌砖，填河沙，抹黄泥，再用黄油密封，确保不进风。

(2) 高炉进风系统用盲板加铅油封死，避免因热风围管及热风总管降温过快而造成耐材破损。

(3) 29日22:35（休风后4小时）将提前准备好的水渣（约11.8t）用布料溜槽均匀步在料面上进行上部密封。30日10：45（休风后16小时）再上一车水渣（约6t）进行密封。

(4) 30日10:35（休风后40小时），为减少炉顶放散阀的自然抽力，炉顶放散阀关至1/3开度。30日0:00（休风后5.5小时）倒流阀关至1/3开度，6:40（休风后11小时）关闭倒流阀。

(5) 炉顶上、下料罐所有阀门处于关闭状态，人孔保持敞开。

4.2 焖炉后冷却系统控制

(1) 关闭所有炉外喷淋水和漏水冷却壁及炉喉钢砖供水，关闭炉顶气密箱供水，严禁往炉内漏水。

(2) 打开热风阀、燃烧阀排污口，同时必须查漏，发现漏水的务必更换。

(3) 29日20:20（休风后2小时）开路停一台泵，20:45开路泵全停（风口小套全卸下）。

(4) 30日2:00（休风8小时后）闭路系统停一台泵，流量控制到正常水量一半1034m³/h。

(5) 30日8:30（休风14小时后），控制风口大、中小套及炉底冷却供水压力181kPa-61kPa，闭路供水流量1034--568m³/h，控制不断水。

4.3 焖炉后建立巡检台账

(1) 休风焖炉后建立完整的巡查记录台账，每两小时对所有炉体密封点检查确认，定期补油，确保无漏风现象。

(2) 每两小时检查一次冷却系统控制执行情况，保证无漏水。

(3) 每两小时对炉顶温度变化情况进行记录。

(4) 每四小时对料面着火及料面深度变化情况进行监测记录。

(5) 每四小时对炉内CO含量测量一次，为进入炉内检修作业做好准备工作。

4.4 焖炉后检修作业

根据焖炉后检修工作安排，炉喉水冷钢砖及无冷区耐火砖衬损坏严重，需要全部拆除，重新砌砖。焖炉后通过对炉内CO含量值连续监测，虽在逐步降低，但是仍不具备进入炉内作业条件。2月3日在人孔大平台下方，东、南、西、北四个方向开4个人孔，用风扇向炉内鼓风，达到稀释、降低炉内CO含量的目的。2月5日具备作业条件，开始安装作业吊盘，为确保炉内作业人员安全，检修前用河沙对料面再覆盖一次，在施工吊盘下方安装两个风扇向炉外抽风，炉顶大人孔用风扇向炉内鼓风，大放散全开，并用便携式煤气报警器连续监测，专人监护，保证施工人员安全。2月10日更换水冷钢砖、无冷区砖衬及炉体灌浆工作结束，2月17日进入炉内捡拾掉落料面的碎钢砖，2月18日料面铺18根枕木，点燃烘烤新砌砖衬。

5. 开炉前的准备工作

5.1制定详细的开炉方案

   高炉长期焖炉22天后开炉，在永通公司尚属首次。公司高度重视，制定了详细的开炉方案，成立以经理为总指挥的开炉指挥部,分工艺组、设备电气组、开炉协调组、安全环保监督组、后勤外围保障组五个专业组将开炉方案每一项工作落实到人，送风复产前的准备，复风条件的确认，复风具体操作以及复风安全环保措施等都做了详细规定，确保每一项工作都有安排、有落实。

5.2开炉前设备检查和试车

（1）开炉送风前充分调试设备、试车和各种能源介质的再确认。

（2）热风炉、干除尘确保各个阀门开关灵活、工作可靠，确保无跑风、无泄漏。

（3）送风风机提前8小时试运行，透平机、BPRT系统和吸附制氧系统都要具备投用条件。

（4）上料系统提前5天联动试车，确保信号正常、探尺准确、皮带开启正常，各仓称量、布料器及角度校对无误。

（5）高炉闭路和开路供水系统运行正常，满足供水要求。冲渣泵试运行正常，压力、水量满足冲渣要求。

（6）开炉前对高炉各个系统、设备进行全面不间断联动试车，过程统一指挥，专人操作，确认到位，严格按照正常生产时，设备运行状态的标准运行验收，确保送风时运行正常无误。

（7）焖炉期间3座热风炉均处于停烧状态，热风炉热损失较大，为了复风后有较高的风温使用，2月17日21：00（送风前3天）1#2#炉用天然气烘炉，为复风后快速提高炉缸温度创造条件。

5.3开炉前处理铁口、风口及埋氧枪

此次开炉首次应用了致裂器对铁口进行预处理，大大缩短了铁口与风口的贯通时间，用致裂器定向致裂，可快速打通铁口与铁口上方风口的通道，减少送风前期风口窝渣铁风险。致裂器工作原理：致裂器前置储液管内充装液态CO2，启动加热装置瞬间产生大量热量，液态CO2瞬间气化，体积急剧膨胀，产生强大推力，从而得到定向致裂目的。

(1) 19日14：00（复风前34小时）回装3#-14#风口及直吹管，抠净风口内的残渣，人工掏或用氧气烧，使炉内大块焦炭散落为止，然后用有水泥填实。堵风口，采用先堵有水炮泥，中间加砖套，后再加有水泥的方法，确保不吹开，回装及堵风口过程严格执行“掏净、填满、堵严、上紧、验收”十字方针。

(2) 20日9：30（复风前14.5小时）预处理铁口，头钻用80mm钻头钻进1000mm后用氧气烧铁口，烧进深度3000mm，见焦炭吹出。

(3) 20日12:00(复风前12小时)用致裂器处理铁口。用致裂器处理铁口6次，每次崩过后，用扬灰测试铁口有吸风现象，说明铁口与上部已贯通。

(4) 20日16：00（送风前8小时）成功埋氧枪，氧枪插进深度2500mm(正常铁口深度2000mm)，氧枪与铁口接触面用石棉绳缠紧再用有水炮泥密封严实，通入压缩空气和氧气，空：氧=0.3：0.2Mpa，氧气与空气管道上安装压力与流量计，过程可控。在一定的配比下，保证氧枪前端着火，充分点燃炉缸焦炭，利于加热炉缸底部。过程中注意观察，防止氧枪过烧，造成铁口孔道烧损。另外氧枪富氧过程也要时刻观察各风口联通的情况，并分析是否有效富氧，是否达到加热炉缸的目的。

(5) 20日17：30（复风前6.5小时）处理1#2#15#16#风口，拉下风口小套，从风口前端向下烧，大量烧氧气，烧至风口前端焦炭下塌，保证铁口与风口贯通，风口前焦炭充分燃烧。

(6) 20日20：00（复风前4小时）安装1#2#15#16#风口及直吹管，风口前端圆周空腔填有水泥，每个风口内再装填助燃工业盐一袋（50kg）。

6. 复风开炉操作

2月21日0：06送风。由于此次焖炉时间长达22天，点火时采用铁口上方4个风口送风（1#2#15#16#），初始送风面积为0.0382m²，点火风量为500m³/min，风温840℃左右，送风风口明亮后，风压逐步加至85kPa，风量700m³/min。20日21：50（第一次插氧枪5.5小时后）拔氧枪，流出少量渣。21日4：36（送风后4.5小时）拔第二次氧枪，铁口喷火，无渣铁，用氧气烧铁口后流出渣铁，渣铁量约7t。复风后渣铁粘稠、热量低、流动性差。为了补充长时间焖炉损失的热量，复风后补净焦54t，后续下1.39负荷料。炉况恢复期间，积极组织炉前出铁，减少风口前窝渣铁风险，也为净焦下达炉缸争取时间。直至21日22：45净焦进入炉缸，热量回升后才开始开风口。22日12：00因堵不住铁口被迫减风，风压由225kpa减至90kap。截止23日2：30已开14个风口送风，因公司铁水消耗能力不足，不能继续开风口、加风，严重影响炉况恢复进程，后续根据铁水消耗能力的不断缓解，炉况逐步恢复正常。复风料组成及开风口情况见下表6。

表6  开炉料组成及开风口情况

7. 结论

永通高炉焖炉22天又5.5小时，21日0：06复风，炉况恢复期因堵不住铁口减风一次，后续炉况恢复顺利。此次开炉实现快速复产是永通公司炼铁技术的重大突破，一些开炉复产经验、技术以及更换炉喉钢砖与砖衬作业工艺值得学习总结：

(1) 公司领导高度重视、精心组织、科学安排，制定焖、开炉方案。

(2) 焖、开炉料单制定合理，休风料执行到位，布料规律，按要求下达指定位置，下休风料过程控制稳定、安全，为复风顺利创造了有利条件。

(3) 焖炉后，高炉密封工作严密可靠，从回装风口、直吹管时扒出的整块大粒焦炭可以判断风口密封工作较好，有利于促进开炉进程。

(4) 检修期间各项工作进度安排合理、安全。进入炉内更换炉喉钢砖及无冷区砖衬工作，严格按照工艺要求执行，检修质量良好，施工安全，均按预期时间完成了检修任务。

(5) 首次使用致裂器，大大缩短了铁口与风口贯通时间，加快了恢复进程。

(6) 铁口埋氧枪时间滞后，造成复风后炉缸热量不足，影响炉况恢复进程，应复风前24-48小时埋氧枪充分加热炉缸，提高炉缸热量，有利于复风后快速恢复。

(7) 复风前期，渣铁温度低、流动性差，炉前操作、出铁组织有力，能保证按时打开铁口出铁，及时排出凉渣、凉铁，减少了风口前窝渣铁风险，避免了发生事故，造成炉况反复。

(8) 开炉前试车到位，准备充分，开炉过程中未因设备原因造成减、慢风。

(9) 开炉期正值寒冬，未提前与炮泥厂家沟通调整炮泥质量，开炉期间因炮泥硬，打不动泥，炮泥加热保温设施又欠缺，造成铁口深度不易维护。22日12：00因堵不住铁口减风操作，对炉况恢复造成比较大的影响。

(10) 公司生产条件限制，在铸管未全线复产之前，铁水处理能力不足，导致炉况恢复滞后，影响炉况恢复。

(11) 焖炉前、焖炉后、开炉前对职工进行安全教育及危险源再辨识。严格执行安全操作规程，设立专人安全监护作业，做到了安全停炉、安全检修、安全复产。  

参考文献：

［1］ 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2012：429-480

［2］ 王筱留.高炉生产知识问答[M].北京:冶金工业出版社,2004：242-270