李万全

(河钢集团有限公司，河北 石家庄 050023)

高炉开炉是一项复杂、繁琐的系统工作，涉及到联动试车、烘炉打压、炉内装料、送风点火、炉前出渣出铁组织等各个方面，其中开炉装料料制的选择、送风参数的确定以及第一炉渣铁能否出净是决定开炉效果好坏的关键，这些不仅决定了加风达产的进程，也对后续高炉强化冶炼有深远的影响。经过数十年的不断发展和改进，目前试验出几项开炉新技术，在国内多座高炉成功应用并取得较好的效果，被大家普遍认可和采纳。

1 全焦开炉技术

高炉开炉炉缸填充传统普遍采用枕木填充方式，近几年部分高炉逐步开始应用全焦填充方式开炉，在国内应用实践结果显示，两种开炉方式均可达到预期的开炉效果。与传统的枕木填充方式相比，全焦开炉省去了凉炉、拆卸风管、风口二套、小套、装入枕木、再回装风口小套、二套等步骤，比传统枕木+木材开炉节约时间50小时左右，具有开炉工期短、成本低、人工劳动强度低的优点，但同时也面临送风初期着火难、炉缸升温慢、炉料下降空间不足、料速慢等问题，特别是大型高炉应用全焦开炉方式，优势明显但也面临较大的挑战，为了克服以上技术难点，发挥全焦开炉的优势，需要从配料、装料、送风操作等多方面进行精心准备，主要采取的措施有：

1.1 铁口预埋氧枪操作

全焦开炉死铁层及炉缸中下部填充的都是冷焦炭，因而初期炉缸温度较低。在送风初期，通过铁口预埋氧枪通入氧气和空压风，自下而上加热炉缸特别是铁口区域，热量损失小、热效率高，有利于快速提高炉缸温度[1]，保证了送风后渣铁热量充足，增加渣铁热量储备，不需要长期维持过高的炉温来加热炉缸，降炉温时间短，有利出好第一次铁和快速加风，加快开炉达产进程。

预埋氧枪需安装流量计、逆止阀、温度传感器(如图1所示)，氧枪长度根据铁口深度确定。铁口预埋氧枪在检漏试压完成后，与焊补漏点、风口堵泥、铁口保护板安装等相关工作同步进行；氧枪在开炉料至铁口中心线上部即可开始点火加热炉缸[2]。

图1 预埋的氧枪图片

某2500 m3高炉应用铁口预埋氧枪技术，先后在四个铁口均安装氧枪进行点火用氧枪加热炉缸24小时，每支氧枪氧气流量300 m3/h，氧气压力0.6 MPa以上，空压风压力0.4 MPa以上，将氧枪置于开口机上送入铁口，氧枪插入深度3.5 m左右。按铁口4、1、3、2的顺序进行插枪作业，先插入1颗氧枪，待炉内焦炭点着后插入后续氧枪加热炉缸，最终将炉缸温度提升至1400 ℃以上。送风后4小时左右，拔出氧枪查看喷渣铁情况，优先拔出不出铁铁口氧枪， 出铁铁口依据喷渣铁情况确定出铁组织进度。

某2800 m3高炉应用铁口预埋氧枪技术开炉，氧枪长度5500 mm，通氧总流量2000 m3/h，氧气压力0.9 MPa，空压风压力0.45 MPa。最终将炉缸温度提升至1400 ℃以上(根据火焰温度判断炉缸加热情况)。

由于开炉前氧枪加热炉缸充足，炉缸热状态良好，高炉不必维持长时间的高炉温来加热炉缸，使得炉温控制反应较快，高炉温维持时间短，降炉温速度快，不必过多担心炉温低渣铁出不净，避免了以往开炉炉温反复的弊端，加快了加风进度，为炉况快速恢复达产达效创造了有利的条件。

1.2 合理的焦炭负荷

为了降低软熔带形成期对炉内透气 性的影响同时利于初期炉缸蓄积热量， 正常料采取固定焦批、矿批逐渐增大的分段加负荷技术进行装料(见表1)。开炉装料选择比枕木开炉低10%左右的总焦比，多层分段配料都满足合理的炉渣成分要求。其中四元碱度控制在高炉正常生产水平，Al2O3在13%～14%，较高的MgO/Al2O3在0.6～0.7，开炉初期出渣良好。开炉焦炭采用干熄焦，可减小水分蒸发对上部料柱透气性的影响，对开炉加风有积极的作用。

表1 某2500 m3高炉开炉料

某2500 m3高炉全炉料配置采用三段式过渡死铁层、炉缸、炉腹、炉腰、炉身下部2米装净焦，炉身下部2米以上装2米空焦，2.5负荷料装到正常料线3米处(如图2所示)。

图2 高炉开炉料示意图

某2800 m3高炉开炉配料相关参数选择是：总焦比3.2 t/t·p，正常料焦比800 kg/t·p，焦批15 t(按照炉喉500 mm、炉腰200 mm的厚度确定)，正常料和空焦碱度R2=1.05(见表2)。

表2 某2800 m3高炉开炉料

开炉送风过程中矿批不宜过大，以正常生产矿批的一半较为合适，避免送风前期在中心煤气流较弱的情况下边缘过重，导致料柱透气性低发生悬料；开炉上部料制以疏导为主，先用小矿批，疏导两边气流，增加煤气通路，提高风氧量。根据炉况尽早喷煤富氧，有利于快速提高炉缸热量。

1.3 全风口开炉

全风口开炉打破以往依靠堵风口增加送风初期鼓风动能的做法，考虑到开炉初期炉内填充物主要为焦炭，料柱孔隙度大，鼓风穿透性强，以正常生产的风口布局进行全风口开炉，不必担心初期吹不透中心等等问题，一方面可以保证炉缸工作更加均匀活跃，有利于料面下降更均衡及出渣铁，另一方面开炉不受捅风口对加风进程的影响，缩短达产时间。

某2500 m3高炉30个风口，风口面积0.3393 m2，送风风量2800 m3/min，风压70kPa，风温1035 ℃，送风后15分钟风口全亮，20分钟风量达到3450 m3/min，风压109 kPa，进行快速加风进程，前期出渣出铁顺畅，且避免了后期的减风捅风口操作，实现了快速全风。

在高炉软融带形成之前应注意控制风量，防止风量过大造成悬料，软融带形成后稳步加风；随着加风操作，及时提高炉顶压力，首次出铁前压差控制不大于120 kPa。

1.4 快速富氧

在保证安全的前提下快速富氧，有利于理论燃烧温度的提高，有利于快速降低铁水含[Si]的前提下保证铁水充足物理热，并且可以实现快速喷煤，提高煤粉热效率，改善风口活跃性，对开炉达产达效起到积极作用。富氧的时机选择以炉内料柱稳定下降为主要参照依据，送风前期风量达到料动风量后，即可开始富氧，加速焦炭的燃烧

有利于迅速的提升炉缸温度，保证后续出渣铁及加风进程。由于开炉前氧枪加热炉缸充足，炉缸热状态良好，高炉不必维持长时间的高炉温来加热炉缸，使得炉温控制反应较快，高炉温维持时间短，降炉温速度快(见图3)，不必过多担心炉温低渣铁出不净，避免了以往开炉炉温反复的弊端，为炉况快速恢复达产达效创造了有利的条件。

图3 高炉开炉降[Si]进程

某2500 m3高炉开炉送风后，24小时即开始富氧5000 m3/h，以加快焦炭燃烧加热炉缸，效果较好。某3200 m3高炉开炉送风25小时后开始富氧喷煤，炉缸活跃性改善，接受风量能力增强，达到了快速加风耗焦降炉温的目的。

1.5 快速引煤气操作

点火送风后快速引煤气操作，可加快加风进程，缩短开炉达产时间。某2500 m3高炉送风21分钟即引煤气改高压操作，取得了较好的效果，且对减少煤气放散、降低环境污染起到了积极的作用。

某3200 m3高炉开炉创新引煤气方式，送风后马上关闭炉顶放散阀，开启30%左右煤气遮断阀引煤气，煤气经过布袋除尘器后，进行净煤气点火放散，通过该放散阀对高炉顶压进行控制。高炉快速将风量加到3000 m3/min，加速布袋内低温气体的置换，48分钟就完成全引煤气，创开炉引煤气最快纪录，且避免粉尘与CO污染。引煤气后可以快速提高顶压，有利于快速加风。

2 深料线送风技术

深料线送风是在检漏处理完毕后不等温度下降随即装料，在料线10米以上时即进行送风，在装料的同时进行送风操作。深料线送风的优势：一是送风初期因料柱较薄能够减少料柱阻力，增加初始风量[3]；二是带风装料可减少炉料碰撞产生的粉料，同时吹出炉料中的部分粉末，蓬松料柱；三是热风装料能挥发掉部分开炉料中的水分，减少点火后水分蒸发对料柱透气性的影响，同时有利顶温回升和提高前期炉料蓄热量，降低开炉焦比[4]；四是减少装料时间缩短工期。

深料线送风面临的主要难点：一是在送风状态下，料流会受到炉内气流向上的浮力，实际料流落点发生变化，实际布料角度要比正常装料角度偏大[5]，需要根据风量大小进行修正；二是常规的开炉操作过程中，为保证精确布料，装料时要对布料参数进行实际装料测量，而深料线送风是在封闭、带压的情况下装料，无法观察料面，常规的布料参数测量装置无法使用，需要对测量设备进行升级改造。

封闭条件下装料，为保持正常料面形状，形成合理的矿焦料层结构。先准确计算料流轨迹，再参照料流轨迹确定不同料线的装料矩阵，特别是边缘起始最大角度的确定。其中死铁层及炉缸料流落点必须距离边缘2 m以上以避免焦炭打击风口，料线到达4 m以内按照正常生产时候设定的补偿角度上料。某2800 m3高炉设定的边缘起始最大角度见表3。

表3 不同料线装料的最大起始角度

3 应用效果

某2500 m3高炉首次应用全焦开炉、预埋氧枪操作、全风口开炉、送风快速富氧、快速引煤气操作等先进开炉技术，送风后18小时顺利出铁，31小时全风作业，72小时产量达到6000吨，实现了快速达产达效，120小时产量达到7500吨的历史最高水平，并且缩短开炉前工期50小时左右。

某2800 m3高炉应用全焦开炉、预埋氧枪操作、全风口开炉、快速引煤气操作、高温装料、深料线送风等技术，也实现了3天达产达效的较好效果，并且缩短了工期72小时以上。

4 结语

(1)铁口预埋氧枪保证了送风后炉缸渣铁热量充足，有利于快速加风，对改善送风初期出渣铁状态效果显著。

(2)全风口开炉不受送风过程中开风口进程影响，且全风口炉缸更加均匀活跃，有利出渣铁，降低出渣铁对加风进程的影响。

(3)合理的开炉料焦炭负荷是开炉顺利加风达产的关键，需根据计划加风进程进行匹配，过低或过高的开炉料负荷会严重影响加风及富氧进程，延长开炉达产时间。全焦开炉选择比枕木开炉低10%左右的总焦比，多层分段配料满足合理的炉渣成分要求，其中四元碱度控制在高炉正常生产水平，MgO/Al2O3控制在0.6～0.7的较高水平，开炉初期出渣效果良好。

(4)送风前期风量达到料动风

量后，开始富氧加速焦炭的燃烧有利于迅速地提升炉缸温度及理论燃烧温度的提高，有利于在保证降低铁水化学热的前提下保证铁水充足物理热，对开炉达产起到了积极作用。

(5)全焦填充炉缸、全风口开炉、深料线送风、快速富氧、快速引煤气操作，对加快加风达产进程、缩短开炉达产时间起到较好的作用。