柳钢1#A高炉炉前技术进步

许正国 姚明 梁有勇 黄坚

摘 要：对柳钢1#A高炉炉前作业技术进行总结，主要根据炉前耐材、铁口管理、炉前钻头、钻杆消耗，出铁模式的规范管理，改善炉前作业环境、降低炉前劳动强度等方面取得了较大的进步。

关键词：炉前作业；规范管理；技术进步

前言：

柳钢1#A 1500m3高炉，设有2个铁口，铁口夹角170°。2010-3月开炉投产，随着冶炼强度的不断提高，生产节奏加快，炉前作业负担加大，铁口管理及对限制因素的不重视，严重制约了高炉生产的安全稳定，炉况的稳定受限于炉前出铁，生产局面非常被动。为改变炉前作业对生产组织的影响，技术人员与生产骨干的协同攻关，对炉前作业的限制环节进行梳理及改进，为高炉的稳定顺行，指标改善奠定了良好的基础。

1、规范炉前操作管理

炉前操作是高炉冶炼操作中一个非常重要的组成部分，随着高炉冶炼的强化，及时出尽渣铁，是确保高炉炉况稳定顺行和强化冶炼稳步推进及安全生产的关键环节。规范炉前操作的管理，可提升铁口操作的稳定性，改善炉前作业环境，降低炉前劳动强度，推进炉前作业标准化，助推高炉生产的高效稳定。

1.1规范铁口及泥套的管理

1.1.1、柳钢1A高炉开炉时铁口角度控制在10°左右，随着生产年限增加，炉缸侵蚀程度加大，逐步调整铁口角度在11°～12°，有效的适应渣铁量变化对铁口的角度要求。铁口的稳定性在实际生产过程中更多的体现在铁口中心线统一，通过对开铁口过程的观察分析，对铁口角度的稳定做了相应的规范：

（1）、在铁口框架上方开口机的挂耳轴上增加铁口中心定位挡板降低开口机因受力的偏移幅度；

（2）、每周炉前大班长要求对铁口中心线进行校正，保证开口机、液压炮与铁口中心线重合。

（3）、每周设备点检员对开口机固定螺栓进行紧固校正、检查液压炮、开口机的运行状态，保持炉前设备的稳定运行；

1.1. 2、1A高炉铁口受作业空间窄小，铁口泥套的制作实现浇筑存在较大困难，泥套的制作仍使用铁口捣打料进行制作，铁口泥套的寿命较短，为降低铁口磨损对生产安全的影响，每周对两个铁口泥套进行重新制作，炉前技师进行现场指导及质量监督。利用大沟修沟时间，将铁口泥套用专用泥套打磨器钻进200mm～400mm的深度，填充捣实用煤气火进行烘烤，提升泥套的整体强度。并对铁口保护板进行更换，保护板钢板厚度有原来的20mm增加到40mm，降低铁口保护板的烧损率，减少了铁口漏泥的安全隐患。

1.2 规范炉前操作管理

炉前出铁是炉前工作的主要任务，安全、有序的出尽渣铁是高炉指标改善、炉况优化的基础。规范的出铁操作不仅可以降低炉前作业劳动强度、改善高炉生产稳步进行，同时在改善铁水质量、降低安全风险、提升上下道工序的生产节奏具有非常大的影响。

1.2.1 规范铁口操作

（1）、一杆式钻穿铁口 1A高炉以前的开铁口模式延续小高炉的操作，先用 φ50mm钻头钻铁口深度1500mm～2000mm，再用φ32mm的六角钢钎捅穿铁口，但六角钢的强度低、在铁口内部推进速度慢，挠性低造成内部不规则，经常出现钻不穿、粘结拉不出，被迫烧氧开铁口，炉前劳动强度大，开铁口时间长，严重制约高炉炉况的强化，经过对钻头直径、开口机雾化能力的改进，实现了一杆穿的开铁口模式。将开口机使用氮气+水的汽雾化方式，氮气压力由原来的0.8MPa提升到1.6MPa，配合冷却水形成强力的雾化冷却效果，在保障钻头的冷却效果的同时使钻铁口产生的粉末能有效排出，提升了开口机的运行效率，开铁口时间由20分钟降到5～8分钟，提升了开铁口的效率，大大降低了钻头钻杆的消耗量（表2）。

（2）、 实施铁口预钻技术 铁口预钻在小高炉使用有水炮泥时使用较多，但随着高炉设备的不断升级及使用高强度的无水炮泥，很少有高炉进行铁口预钻的要求。车间从减少开铁口时间对炉况的影响上考虑，要求在液压炮退炮十分钟后在炉底铁水罐容铁空间≥50t时，对铁口预钻1000mm～1500mm，通过一段时间的运行，对炉前的工作组织形成了良好的效果：①、将设备的点检、运行检查提前，出现故障可以及时进行处理，降低了开铁口过程中设备故障率；②、将出铁前的准备工作提前，形成出铁前两次检查确认，消除因出铁准备不足造成的安全隐患；③、铁口预钻后可以增加内部的烘烤时间，降低泥包前段在径向周向的温度差，可以有效消除铁口通道内应力对铁口通道的破坏作用，提高铁口泥包前段的强度，实践表明可以有效延长铁口稳定出铁时间10～15分钟，降低了铁口通道出铁过程中的侵蚀速率；④、缩短开铁口时间，由正常的5～8分钟降低到3～5分钟，实现铁口随时具备出铁条件；⑤、铁口预钻得到有效烘烤后，缩短铁口开出前期喷溅时间，降低炉前除尘压力，有效杜绝了因开铁口长时间喷溅造成的环保事故。

1.2.2、统一对高炉容铁量的认识 控制合理的出铁间隔

炉缸安全容铁量是指炉缸能安全容纳的最大铁水量，只有明确高炉的安全容铁量，才能对生产过程中的炉缸存渣铁量进行定量的判断，对每炉出铁量进行分析，指导炉前出铁的组织管理。根据炉缸尺寸参数、铁口角度等影响因素由计算公式可知1A高炉的安全容铁量正常为370-440t之间，考虑到渣铁的滞留率，每次出铁量应为安全出铁量的60%---80%。所以每次出铁量在270---360t是合理的。按照渣铁排放的要求，铁口流速应略大于铁水生成速度，通过对炉前出铁情况的跟踪统计，对钻头直径、出铁间隔时间进行了规范，在保证及时出尽渣铁的同时，出铁时间延长、炮泥消耗降低、铁水质量得到了较大改善。

（1）、铁水流速的控制及钻头尺寸的选择 考虑出铁过程中时间推移及铁水生成速度及排放速度的前后变化，按照小时8批料计算，批重39000kg，矿石单耗1668kg/tFe，每小时铁水生成量为187吨，铁水生成速度为3.11t/min左右。根据对现场使用φ45mm、φ50mm、φ55mm钻头的使用铁水流速的统计分析，在目前原燃料质量和冶炼强度下，使用φ45mm钻头的铁水流速能维持在3.5～4t/min，可以實现铁水的有效排放。

（2）、出鐵间隔时间的控制 受炮泥质量、炉容等各方面因素影响，1500m3高炉不能像大型高炉出铁的“长流水”作业，制定合理的出铁间隔时间，在保障炉缸渣铁的贮存量不超过正常风压控制的安全量（120～150t），逐步探索合理的出铁间隔时间，通过现场的尝试，当一次出铁堵口后35～40min后炉内风压开始出现上升征兆，经过多次的操作统计分析，正常炉况条件下出铁间隔时间控制在20～25min是安全合理的，为出铁的安全准备提供了更多的时间，若炉况影响或外围条件限制未能及时出尽渣铁，缩短间隔时间维持炉况的稳定。

（3）、经过对出铁时间的控制及钻头的合理选取，单炉的出铁量由140～180t/次提高到现在的250～330t/次，时间提升到了70～90min/次。每炉出铁时间及量的增加，增加了炉内渣、铁间的界面接触时间，同时通过渣铁温度的稳定提升了炉缸中心“死料堆”温度场，进而改善炉缸活跃程度，提升铁水质量，近两年1A高炉铁水优质率得到了较大提高。2017年平均为91.9%，2018年1月至7月平均为89.88%。

1.2.3 控制合理的打泥量 控制合理的铁口深度

正常生产时，每炉的铁口打泥量与炉缸状况、炉内操作制度的合理性、气流稳定性、出铁量、出铁间隔、炮泥质量、油泵油压等因素均有较大的关系。为规范控制合理的打泥量，维持合理的铁口深度，减少因人员操作能力的差异造成的铁口深度不稳定，在炉前操作室及高炉值班室装打泥计时器对炉前打泥时间进行规范，打泥时间控制在4～7s之间，铁口深度维持2800mm—3100mm。在根据液压炮上的打泥指针进行综合控制，对不按要求的操作进行统计分析，并纳入经济责任制。对于铁口漏泥、打不进泥等异常情况的铁口打泥控制，要求出现漏泥较多的铁口，必须在另一个铁口出铁期间重新做好泥套或更换炮帽后并进行安全确认后，重新打开铁口后重新进行堵口，以维持铁口深度的稳定。对铁口打不进泥的情况，在消除隐患后采取同样的操作。降低出铁安全隐患，杜绝浅铁口、跑大流等炉前事故的出现。

2、开展技术攻关及创新 提升设备运行效率

炉前设备的运行稳定、高效能提升炉前作业的作业率，炉前均为液压设备，其结构紧凑、稳定可靠的优点为高炉的运行提供了可靠的保障，但实际生产中，作业环境恶劣，造成设备故障率高炉，经常一些微小的故障均会严重制约炉前作业的有序进行，车间组织技术人员对以往的设备故障进行方向，积极组织技术攻关及创新，为炉前工作的高效运行提供了保障。

（1）、借鉴液压系统可以通用的特点，通过对两边液压油管的串联，实现两边液压炮、开口机通过阀门的转换实现交互操作，实现了特殊情况下能有效封堵铁口；

（2）、对炉前的液压操作设备增加了备用系统，并且定期要求班组进行备用系统的切换操作以熟练掌握操作步骤、时刻保持备用系统良好的工作状态。有效杜绝了曾出现过出铁堵口时，打泥手柄或阀芯断裂封不上铁口的事故，通过这一改造，避免了出现铁口打不开、堵不上等事故的发生。

3、强化炮泥的使用管理

炮泥的质量必须满足生产的需要，随着冶炼强度的提升，大风量、大富氧、高顶压等强化措施的应用，铁口的渣铁处理量明显增大，炮泥质量的稳定才能维持生产的高效稳定。柳钢高炉使用炮泥均为承包炮泥，炮泥质量的稳定很大程度上与炮泥使用量、炮泥使用成本及供应商的原材料和制造成本成一定的比例关系，所以现场使用炮泥质量效果的好坏将对炮泥质量的稳定有较大关系。1A高炉使用炮泥经历了四川建冶、顺祥、宏达等多家供应商。但以前对炮泥使用的没有进行规范，炮泥使用量的波动非常大，对炮泥是使用只是具有使用的感受，没有形成良好的数据跟踪分析。不能很好的体现炮泥质量的合理性。2017年下半年开始使用宏达炮泥后对炮泥使用的数据进行跟踪分析。对铁口深度、开铁口情况、出铁时间、铁水流速、出铁量、打泥情况等影响因素引起每炉出铁进行如实统计。经过几个月的跟踪汇总及对影响因素的分析，督促供应商对炮泥质量进行改进，。对每批次到现场的炮泥进行规范使用，建立使用管理档案，严格按生产日期批次进行使用。规范现场炮泥的堆放位置，避免因长时间炮泥靠近炉前高温区造成炮泥质量劣化，影响使用效果。通过一系列管理措施的实施，炮泥质量得到了明显的改善，炮泥消耗量维持稳定合理值，控制在0.5～0.65kg/tFe，大大降低了炉前耐材使用成本。

4、结论

柳钢1A高炉经过近两年对炉前操作管理的改进，在出铁模式及铁口管理取得了明显的进步。有效促进了高炉炉况的优化和生产指标的改善。

（1）、铁口维护逐步规范化，降低了铁口隐患发生率，为高炉的稳定顺行提供了良好的作业环境。

（2）、通过推进设备运行管理及创新工作的开展，提升了炉前设备的运行效率，降低了设备故障对炉前作业的影响。

（3）、规范的炉前作业管理，改善了炉前安全运行环境，使炉前操作积极向标准化、流程化推进。

（4）、炉前的安全运行管理是一个系统的工程，科学的工艺管理、稳定的设备运行、严格的操作制度的综合因素的汇集，才能保证实现炉前工作的井然有序，为高炉的长效稳定奠定基础。

参考文献：

[1]周传典.高炉炼铁生产技术手册.北京：冶金工业出版社，1999.

[2]张殿友.高炉冶炼操作技术.北京：冶金工业出版社，2007.

[3]刘云彩.现代高炉操作.北京：冶金工业出版社，2016.5.