承鋼2500m3冶煉釩鈦礦大高爐開爐技術進步【摘 要】承鋼煉鐵廠共有八座高爐，年產能力800萬噸，主要冶煉釩鈦礦，其中三座2500m3大高爐，分別于2006年、2008年、2009年送風投產，在開爐過程中，通過對開爐技術的反復摸索，最終總結出了一套完整的開爐技術，實現了2500m3冶煉釩鈦礦大高爐5天達產，為冶煉釩鈦礦大高爐順利實現快速開爐達產達效提供了技術保障，本文主要介紹承鋼在2500m3大高爐開爐技術上所取得的進步。【關鍵詞】大高爐 釩鈦礦 開爐 技術進步1.概述承鋼煉鐵廠現有八座高爐，年產能力800萬噸，主要冶煉釩鈦磁鐵礦，配備有3臺180m2燒結機、3臺360m2燒結機、2座12m2豎爐，其中5#、新4#、新3#三座2500m3大高爐，分別于2006年12月1日、2008年9月16日、2009年8月23日送風投產，5#高爐于2009年1月3日至6月20日停爐檢修，6月21日再次送風點火，由于我廠2500m3大高爐是世界上冶煉釩鈦礦最大的高爐，國內外沒有現成的經驗可循，經過這四次對2500m3大高爐的開爐，對開爐操作制度進行了反復的摸索，最終形成了一套完整的冶煉釩鈦礦2500m3大高爐開爐技術，為今后大高爐順利實現快速開爐達產達效提供了強有力的技術保障。5#高爐、新4#高爐、新3#高爐有效容積2500m3，分別配備3座承鋼旋流頂燃式熱風爐， 5#高爐采用串罐式無鐘爐頂，新4#高爐、新3#高爐采用并罐式無鐘爐頂，高爐都采用皮帶上料方式，高爐本體主要參數如下:表1項 目符 號單 位5#新4#新3#有效容積Vum3250027302730爐缸直徑Dmm112001140011400爐腰直徑dmm126001278012780爐喉直徑d1mm840084008400有效高度Humm292002920029200死鐵層深度h0mm220024002400爐缸高度hmm470047004700爐腹高度hmm350035003500爐腰高度h3mm180018001800爐身高度h4mm172001720017200爐喉高度h5mm200020002000爐缸斷面積m105.7102.07102.07爐腹角78.6978.7578.75爐身角83.0482.7282.72u2.342.282.28風口數個303030鐵口數個4442.開爐指標三座2500m3大高爐四次開爐30天內的主要技術經濟指標如下:表2指標單位5#（1）新4#爐5#（2）新3#爐開爐時間年.月.日06.12.108.9.1609.6.2109.8.23實際產量t46323.92 122375.48 136157.27 151732.76 平均日產t1494.32 3947.60 4392.17 4894.61 利用系數t/m3d0.60 1.58 1.76 1.96 一級品率90.46 84.23 81.38 86.10 Si+Ti均值1.511 0.601 0.865 0.643 Si+Ti合格率1.96 74.6455.01 81.47入爐品位55.54 55.89 56.79 58.23 礦耗kg/t1872 1799.84 1712.21 1643.19 焦比kg/t591 487.11 441.38 390.97 煤比kg/t083.49 103.46 134.36 焦丁比kg/t02.62 5.75 17.90 綜合焦比kg/t591 560.43 528.75 512.78 球比27.22 36.18 34.43 31.58 風溫916 1041 1134 1132 鐵損9.03 6.00 2.75 1.17 休風率20.65 5.97 5.50 5.22 噴煤開始時間天48683達產時間天60655懸料次數（開爐至達產）次0100崩料次數（開爐至達產）次45000三座2500m3大高爐經過四次開爐，開爐期間各項主要技術經濟指標都取得了明顯的進步，其中達產時間由60天縮短為5天，開爐30天中綜合焦比由591kg/t降低到512.78kg/t，入爐焦比由591kg/t降低到了390.97kg/t，利用系數由0.60 t/m3d升高到1.96 t/m3d，并且實現了送風64小時后噴煤，月噴煤比由0提高到了134.36kg/t，大大降低了開爐成本，實現了快速開爐達產達效。3.烘爐及鐵口處理2500m3高爐四次開爐烘爐均采用焦炭烘爐結合鐵口通風的方式，這種方式可和熱風爐烘爐同步進行，既節省時間又免去了高爐的二次涼爐，且可提前加熱爐缸達到爐缸提前預熱的目的。從開爐后高爐運行狀態看，烘爐效果良好。在鐵口泥包及孔道烘烤方面，采用內部焦碳烘烤結合外部混合煤氣烘烤，但從這幾次開爐初期鐵口使用效果來看，這種烘烤方法短時間內不能滿足2500 m3高爐鐵口泥包烘烤的要求，由于在送風點火后出第一爐鐵前繼續鐵口通空壓風，導致鐵口部位烘烤效果較差，出渣出鐵產生不同程度的噴濺，且造成了出鐵初期鐵口維護困難，5#爐、新4#爐開爐第一爐鐵鐵量都在100噸以上，在開爐第三天左右爐前都出現了不同程度的跑大流，對達產進程產生了影響。新3#高爐第一次鐵出渣50噸，無鐵，兩次出渣后對鐵口孔道進行了充分的預熱，避免了直接接觸高溫鐵水造成鐵口泥包、孔道及鐵口窩開裂現象的出現。在爐況基本順行的前提下，第一個鐵口出鐵量大于500噸，儲鐵大溝過鐵順暢的情況下，第一個鐵口見風時立刻打開第二個鐵口，保證第二個鐵口第一次出鐵時或風或渣，對鐵口進行了預熱和烘烤，隨后正常使用。在后序生產中沒有出現鐵口維護困難和跑大流現象。此種開爐鐵口處理方法不用鐵口噴吹，第一爐鐵鐵口好開，爐前工作強度小，同時免去了噪音和環境污染。4.儲鐵式大溝的使用三座2500m3高爐均采用儲鐵式大溝，5#高爐第一次開爐時采用干式大溝出鐵，后在生產過程中逐步改造為儲鐵式大溝，其它三次開爐時都直接設計為儲鐵式大溝，由于開爐初期爐溫較高，渣鐵黏度大，考慮到其對儲鐵式大溝使用壽命的影響，在新4#高爐和5#高爐第二次開爐時對大溝進行了處理，使用半儲鐵式大溝出鐵，即在主溝內砸入一層500mm有水鐵溝料，避免高粘度渣鐵直接接觸大溝澆注料，隨著出鐵量的增加和渣鐵黏度的降低，鐵溝料被逐步沖刷干凈，自然轉換為儲鐵式大溝。但由于主溝內砸料，造成主溝容積減小，前三次開爐均出現了爐前跑大流事故，導致高爐減風，影響了高爐達產進度，因此，在新3#高爐開爐時，直接使用了儲鐵式大溝出鐵，將撇渣器用專用模具檔死，第一次打開鐵口全部是渣，對大溝進行了充分預熱，在新3#爐開爐后大溝一次性通鐵量達到15萬噸以上，達到了大溝的設計壽命，未對大溝的使用壽命造成影響。同時杜絕了爐前跑大流事故的發生，加快了高爐達產進程。5.開爐料結構四次開爐均采用自產普通燒結礦（低釩鈦礦）+外購普通球團礦（低釩鈦）的爐料結構，為改善渣鐵流動性，5#高爐第一次開爐時配加大量的錳礦和螢石，由于錳礦價格較高，且錳礦和螢石同時配加，與單純配加螢石的效果相差不大，因此在之后的新4#、新3#高爐開爐時取消了錳礦，只配加部分螢石，同樣渣鐵流動性較好，未對爐內和爐外操作造成影響。在裝開爐料過程中，5#高爐第一次開爐料結構為凈焦+空焦（焦炭+燒結礦）+負荷料（負荷料+集團焦），并分別在凈焦和空焦后集中加螢石20噸，負荷料中配加錳礦和螢石。其它三次開爐時爐料結構都為凈焦+空焦（焦炭+灰石）+負荷料，其中5#高爐二次開爐和新3#高爐開爐時在風口帶集中加入約140m3木材，便于送風點火初期風口快速著火，并在木材燃燒后產生空間以便松動整個料柱，使整個料柱在形成軟熔帶之前具有良好的透氣性，消除送風初期的崩料、懸料現象，提高送風初期爐況順行程度，為前期快速加風創造了條件。表3 開爐料結構開爐料單位5#（1）新4#5#（2）新3#送風料線m44.65.75凈焦加入量t875759.68511127螢石/錳礦t200020空焦焦炭加入量t275350256200爐渣堿度倍0.871.071.110.96螢石/錳礦t202017.0112.8負荷料焦炭加入量t290302.5266344焦比Kg/t710648786664爐渣堿度倍1.021.061.150.95螢石/錳礦t1086918.5535.2全爐焦比t/t2.93.133.663.23表4 開爐料加木材對送風初期爐況的影響送風初期參數單位5#（1）新4#5#（2）新3#送風風溫400750450500起步風量m3/min1059750570750風口著火時間min50351520風口全亮時間min16013030120料動時間min2801801702605#高爐二次開爐風口著火時間較短，主要原因是開爐前爐缸中殘留大量的固態涼渣鐵，烘爐時烘爐紅焦在風口帶部位，因此送風后能迅速著火；新3#高爐開爐初期料動時間較長，主要原因是送風初期由于送風裝置跑風嚴重，加風進度較慢及休風63分鐘處理，剔除這部分因素的影響，新3#高爐開爐時料動時間應該在150分鐘以內。6.送風參數的選擇6.1 送風面積的確定表5風口參數單位5#（1）新4#5#（2）新3#風口個數個14242024風口直徑mm125612010+1251120風口面積m20.17970.2940.21890.2716.2 堵風口原則由于5#高爐送風初期采用的是3200m3/min的小風機因而堵風口較多， 5#高爐第一次開爐和新4#高爐開爐時，堵風口原則都是一方面保證送風風口盡量均勻，另一方面出鐵鐵口上方的風口不堵，以利于出鐵；5#高爐第二次開爐時由于爐缸中殘留大量的固態涼渣鐵，采用了集中堵風口的方式，堵存鐵量較多部位的風口，即采用偏風口送風，選擇存固態渣鐵較少部位的鐵口出鐵，且其上方風口不堵，利于出鐵；新3#高爐開爐時采用對角線均勻堵風口方式，其中每個鐵口上方各堵一個風口。此種堵風口方式未對出鐵產生一定的影響，因此新高爐開爐堵風口盡可能均勻，沒有必要強求鐵口上風口全開。7.操作制度的調劑7.1 加風進程5#高爐是當時世界上第一座冶煉釩鈦礦最大的高爐，第一次開爐時沒有現成的經驗可循，開爐前設備安裝調試不到位，采用邊調試邊生產的方式，開爐最初的十天，由于外圍消缺因素太多，風壓風量基本上是隨外界條件的變化進或退，風口也隨著休送風頻有增減，風口面積和礦批的調整基本上是以適應風量為原則。負荷的調整是在焦炭批重基本不動的基礎上增加礦批重。在其它三次大高爐開爐時，吸取了5#高爐開爐的經驗教訓，開爐前進行了充分的空負荷、重負荷試車，設備運行狀態良好，大大降低了開爐初期的設備休慢風率，加快了加風達產進程。新4#高爐開爐初期，由于加風過快，上部裝料制度與風量沒有很好的匹配，造成中心過度開放煤氣利用率降低，出現了爐溫下降過快的現象，被迫減風控制并補加凈焦，對達產進程造成了一定的影響，且在初期爐前發生了出鐵跑大流事故，影響爐內加風進度。5#高爐二次開爐時借鑒新4#高爐的經驗，爐溫控制比較合理，降爐溫過程順利，也沒有出現大的設備事故，但同樣發生了爐前跑大流事故，被迫減風出鐵。新3#高爐整個加風進程基本和計劃相符，但由于渣下地影響了部分進程。圖17.2 下部操作制度的調劑表6 下部操作制度的調劑送風時間開爐爐次風量m3/min送風面積m2標準風速m/s鼓風動能kgm/s風溫點火24小時5#（1）1866 0.1797 173 19289 819 新4#2576 0.2944 146 5183 861 5#（2）2340 0.2225 175 9755 913 新3#3303 0.3499 157 6307 860 2448小時5#（1）1694 0.1858 152 7569 854 新4#2934 0.3067 159 6190 983 5#（2）3186 0.2319 229 9832 879 新3#3653 0.3130 195 6400 922 4872小時5#（1）1795 0.1688 177 12376 890 新4#3331 0.3189 174 7291 1015 5#（2）3853 0.2794 230 10078 976 新3#4158 0.3180 218 9315 1013 7296小時5#（1）2358 0.1852 212 15613 896 新4#3585 0.3189 187 7987 974 5#（2）3779 0.2926 215 9314 985 新3#4092 0.3435 199 8767 1029 96120小時5#（1）2665 0.2155 206 11644 920 新4#3723 0.3189 195 9048 1036 5#（2）4520 0.3074 245 12216 1027 新3#4728 0.3367 234 11647 1097 121144小時5#（1）2411 0.2332 172 8508 924 新4#4286 0.3557 201 10697 995 5#（2）5005 0.3326 251 14355 1101 新3#4661 0.3402 228 11836 1157 145169小時5#（1）2832 0.2161 218 13006 926 新4#5156 0.3680 234 11891 1027 5#（2）4933 0.3275 251 14136 1141 新3#4696 0.3396 230 11810 1148 7.3 上部裝料制度的調劑表7 上部裝料制度的調劑送風時間高爐批重（t）料制點火24小時5#（1）30k36.5(3)34.5(3)32.5(3)34.5(1)，J39.5(2)37.5(2)36.5(2)32.5(2)29.5(2)新4#39.5k36(3)33(4)30(3)，j36(3)33(3)30(3)27(3) 5#（2）37K37(2)35.5(2)34(2)32.5(2)，J40(3)37(3)34(2)31(2)28(2)18(1)新3#36.6k36(3)34(4)31(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)2548小時5#（1）30k36.5(3)34.5(3)32.5(3)34.5(1)，J39.5(2)37.5(2)36.5(2)32.5(2)29.5(2)新4#42k38(3)36(3)34(2)32(2)30(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3) 5#（2）35K35(2)33(4)30.5(2)，J40(3)37(3)34(2)31(2)28(2)18(1)新3#37.5k35(3)33(4)30(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)4972小時5#（1）30k34(2)32(3)30(3)32(1)，J38(2)36(2)34(2)31(2)28(2)新4#41k36(4)34(4)31(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）40K35(2)33(4)30.5(2)，J40(3)37(3)34(2)31(2)28(2)18(1)新3#40.5k35(3)33(4)30(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)7396小時5#（1）31k34(2)32(3)34(3)32(1)，J38(2)36(2)34(2)31(2)28(2)新4#45k38(2)36(3)34(3)31(2)，j36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）39K38(2)36(4)34.5(2)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1)新3#44k35(3)33(4)30(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)97120小時5#（1）34k34(2)32(3)34(3)32(1)J38(2)36(2)34(2)31(2)28(2)新4#48k38(2)36(3)34(3)31(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）46K40(1)38(2)36(4)34.5(2)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1) 新3#46.5k36.5(3)34.5(4)32.5(3),J40(3)38(3)35.5(2)32.5(2)29.5(2)26(1)121144小時5#（1）33k33(3)31(3)29(3)31(1)，J36(2)34(2)32(2)29(2)26(2)新4#52k38(2)36(3)34(3)31(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）48K42(1)40(2)38(2)36(2)34.5(2)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1)新3#52k37.5(2)36(3)34(3)32(2),J39.5(3)37.5(3)35(2)32(2)29(2)26(1)145169小時5#（1）31k33(3)31(3)29(3)31(1)，J36(2)34(2)32(2)29(2)26(2)新4#60k37(2)34.5(3)32(3)30(2)，J37(3)34(3)31(3)28(3)5#（2）50K42(2)40(2)38(2)36(2)34.5(1)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1)新3#54k37.5(2)36(3)34(3)32(2),J40(3)38(3)35(2)32(2)29(2)26(1)7.4 降爐溫過程高爐開爐過程中，爐溫控制是一項重要內容，直接影響著加風達產進度，因此選擇合適的開爐焦比和造渣制度是很重要的，在點火送風后，負荷料的焦比與加風進度的合理匹配是控制爐溫的關鍵點。四次大高爐開爐過程中，對開爐焦比和堿度以及降爐溫過程進行了反復摸索。5#高爐第一次開爐初期降爐溫過程較緩慢；新4#高爐開爐初期加風過快，導致爐溫下行劇烈，后慢風及補凈焦再次提爐溫，對加風進程造成了一定的影響；后兩次開爐時，在爐溫控制方面吸取了前兩次開爐的經驗，在5#高爐第二次開爐時，由于爐缸中殘留大量的固態涼渣鐵，初期爐溫控制較高，但降爐溫過程相對比較順利，新3#高爐開爐爐溫和降爐溫過程都控制的比較合理，是新3#高爐開爐初期能夠快速實現噴煤的前提。表8 四次開爐首爐鐵爐溫堿度控制范圍首爐鐵單位5#（1）新4#5#（2）新3#Si+Ti5.4342.1825.4723.204物理熱1259133313311500R2倍0.911.051.381.17圖2 開爐降爐溫過程圖3 開爐過程中堿度控制范圍8.設備消缺5#高爐第一次開爐時，由于配套的大風機沒有完工，被迫使用3200小風機開爐。由于施工工期較為緊張，采取邊上料邊調試的方式進行，導致開爐初期設備事故較多，開爐一個月中由于設備