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高爐長期非計劃休風是高爐生產過程中的重大生產事故，主要表現在高爐休風的非計劃性和長期性。高爐長期非計劃休風的爐況恢復由于技術要求高、不確定因素多、操作難度大，處理不當不但會嚴重影響高爐的正常恢復進程，而且極易引發鐵口出鐵困難、爐前跑大流、風口燒壞或爆炸、煤氣系統爆炸等重特大生產事故。高爐長期非計劃休風的爐況恢復是高爐生產過程中需要高度關注的技術性難題，也是關系到高爐安全和正常生產的重大問題。
安鋼1號高爐（2200m3）自2016年11月到2017年7月間，因環保限產等原因，先后進行了5次休風停爐，一次是計劃性休風停爐，一次是高爐降料面休風進行搶修，其余3次均為非計劃性或嚴重超計劃時間的休風情況。安鋼通過總結之前高爐長期非計劃休風的處理經驗，并結合實際休風的具體情況，制訂科學合理的高爐送風方案，使得這幾次高爐長期非計劃休風復風后，高爐爐況恢復較快，在較短的時間內安全順利地達到了正常爐況狀態，未發生任何安全生產事故，達到了安全、順利、快速恢復爐況的目的。
1號高爐長期非計劃休風情況
從2016年11月份到2017年7月，因環保限產原因，1號高爐休風停爐情況見下表。
表：1號高爐休風及爐況恢復情況
注：點擊后可放大
2016年11月至2017年7月，1號高爐的5次休風，第1次休風是計劃性休風，休風時間為5天多，時間相對較短；第4次是因環保限產原因，高爐降料面到風口，休風進行檢修，主要項目是更換漏水冷卻壁、進行爐體噴涂和風口帶整體澆筑（爐缸未清理）等；其余3次均是較長時間的非計劃休風。其中，第2次計劃休風時間為7天，實際休風15天，且由于時間原因，高爐休風料未下達；第3次和第5次均屬于嚴重超過計劃休風時間的情況，當時計劃休風天數為15天左右，實際休風時間分別為36天和46天。
爐況恢復過程
2016年11月至2017年7月，1號高爐經歷了幾次時間較長的非計劃休風。在爐況恢復的過程中，安鋼根據當時高爐狀態，制訂了科學合理的高爐休風燜爐方案和高爐復風方案，整個爐況恢復過程順利穩定，未發生任何生產事故和安全事故，達到了安全、順利、快速恢復的目的。
總結幾次爐況恢復的過程，在高爐長期非計劃休風高爐爐況恢復過程中，重點要處理好以下幾個技術關鍵點：
高爐爐體密封
高爐非計劃休風，如果預計時間較長，從高爐休風之初就要高度重視爐體的密封保溫工作。爐體密封是減少休風期間高爐熱量散發的有效途徑之一，對高爐送風后爐況的快速恢復至關重要。
爐體密封可以分為上部、中部和下部3個部分。
下部密封：主要部位是風口區域。風口是高爐在休風期間進入空氣的主要部位，空氣從風口進入后，會導致爐內焦炭燃燒，造成熱量損失和焦炭損耗，通過爐頂放散閥的抽力將熱量抽走，因此風口區域的密閉是爐體密封的重點部位。原則上，超過72小時的休風，除了用炮泥將風口小套內填充嚴實外，還要將直吹管卸掉，將炮泥填充到風口小套外沿，并用黃油進行密封；超過120小時的休風，要在風口中套外沿內砌磚，并在砌磚內部填上沙子，在砌磚外部涂抹黃油進行密封，并定期對風口密封情況進行檢查，出現裂紋要及時補抹黃油，防止進入空氣。
上部密封：主要部位在爐頂料柱頂部區域。料柱上部進行密封，一是要減少熱量散發，二是防止上部焦炭燃燒。對于較長時間的非計劃休風，除了休風前最后一批料放料要放礦批外，為了保證料柱的密封性，要在料柱上放沙子或水渣進行密封。同時，在保證爐頂檢修安全的前提下，爐頂放散閥要只開一個，以減小抽力，減少熱量損失。
中部密封：主要在爐體部位。對爐殼開焊等地方進行及時補焊、封堵，防止進入空氣加速焦炭燃燒。
冷卻制度調整
對于長期休風的高爐，首先要在休風的第一時間將漏水的風口進行更換，同時將漏水的冷卻壁關閉，防止往爐內大量漏水；其次要調整冷卻制度以降低冷卻強度，減少帶走的熱量。
冷卻制度調整包括兩個方面：一是調整水量，二是調整來水溫度。水量調整要按照操作規程進行分階段控制水量，超過10天的休風，水量要按照不超過正常水量的50%進行控制，但要防止最上層冷卻壁出現斷水現象。同時，高爐密閉軟水系統的回水不再進行冷卻，直接作為高爐來水使用，一般溫度保持在50℃~60℃。這樣可以縮小來水溫度和冷卻壁壁體溫度差，減少水循環帶走的熱量。
復風前的準備工作
高爐長期非計劃休風復風前的準備工作內容繁多，需要做大量認真細致的工作。要綜合考慮工藝要求、設備調試、能源介質、生產組織、安全防護等各個方面，復風前充分、嚴謹、細致、科學的復風準備工作，直接決定復風后高爐爐況的恢復情況。
設備方面。高爐長期非計劃休風復風前進行充分的設備試車是十分重要和必要的。一是高爐較長時間休風后，設備要進行必要的調試和試車；二是特別對于因設備故障造成高爐非計劃休風的，復風前對設備修復后恢復的功能必須進行調試，必須滿足高爐復風后生產的要求；三是復風前進行充分的設備調試試車，可以提高復風后高爐正常運行的設備保障力，防止在復風期間因設備故障影響高爐爐況的正常恢復，延長高爐爐況的恢復時間，甚至造成較大的設備事故和安全生產事故。設備要進行充分的單體試車和聯動試車，充分暴露問題，確保高爐復風后設備的正常運轉。
能源介質方面。能源介質系統必須進行專項確認。高爐各系統使用的風、電、水、氮氣、氧氣、壓縮空氣、蒸汽等介質要進行檢查確認，各種能源介質要達到正常生產的參數要求標準，各崗位要對本工種各種能源介質進行確認，不能滿足生產要求的要及時解決。
安全防護方面。安全防護要充分考慮高爐在復風生產過程中可能出現的問題或事故，對關鍵設備設施進行必要的防護或改造，以免事故發生后，因其導致事故擴大。
一是高爐復風后可能會出現鐵口出鐵困難，爐缸積存大量渣鐵的情況。一旦鐵口出來渣鐵，極有可能出現爐前跑大流現象，燒壞爐前設備、鐵路軌道等設備設施。而開爐初期會大噴鐵口，鐵口附近及對面的電纜電線都需要進行必要的防護。復風前要對爐前開口機、液壓炮進行安全防護，對渣鐵溝進行加高加固，防止爐前跑大流燒壞爐前設備和設施。二是爐底的設備設施要進行安全防護，防止渣鐵流到爐底燒壞設備設施。三是風口區域設備進行必要防護，風口要清理干凈，嚴禁堆放雜物，防止風口燒穿后燒壞設備。四是爐頂設備要進行必要的防護，嚴禁堆放易燃物品，防止頂溫過高引起爐頂著火等。
工藝方面。高爐復風前工藝方面參數的確認和制訂是整個準備工作的重中之重，直接關系到爐況恢復的順利程度，主要包括以下幾個內容：
第一，送風風口數量的確認。由于休風的非計劃性，高爐一般是在較重的焦炭負荷下休風，或者高爐嚴重超過計劃休風時間，高爐爐缸熱量損失較大，處于虧熱狀態。因此，在高爐復風前要充分給予考慮，對于時間較長的非計劃休風，要按照爐缸凍結或比照爐缸凍結處理。在送風風口數量上，對于多鐵口高爐，一般考慮只開要出鐵的鐵口上方的風口，一個鐵口上方開4個~6個，情況較嚴重的，甚至考慮每個鐵口上方只開2個風口；對于暫時不出鐵的鐵口，上方的風口可以臨時堵上。根據安鋼的經驗，長期非計劃休風高爐復風，送風的風口一般不超過總風口的40%。
第二，鐵口和風口之間貫通的確認。確認鐵口和風口之間貫通是高爐爐況恢復的核心工作。只有鐵口和風口之間是貫通的，才能確保不會在鐵口上部形成渣鐵凝結殼，送風后熔化的渣鐵才能及時通過鐵口出來，同時，有利于在局部建立小的活躍區，逐漸帶動爐缸活躍和帶動料柱松動、下料，利于高爐爐況的恢復。因此，必須有充足的時間、使用各種必要的措施，打通鐵口和風口的通道。首要的是對鐵口和風口之間的貫通情況進行初步判斷。方法是鉆開鐵口通道，根據鐵口前的吸附力情況進行判斷。如果吸附力較大，說明鐵口和風口之間的貫通情況較好，反之說明貫通情況較差。
鐵口的吸附力只是對鐵口和風口之間貫通情況的初步判斷依據。為了確保鐵口和風口之間是貫通的，對于長期非計劃休風的情況，一般要在鐵口通道中埋入特制的氧槍，熔化鐵口泥包前的渣鐵并排出，達到以下幾個目的：一是埋入氧槍通入氧氣，熔化爐缸內的涼渣鐵并排出，在鐵口通道前騰出一定的空間，在高爐復風前建立一定的空間和活躍區，有利于高爐的順利恢復；二是通入氧氣，提高鐵口區域的溫度，有利于高爐送風后熔化的渣鐵及時達到鐵口泥包前，防止因溫度不足而在鐵口上方凝結成渣鐵殼，造成高爐出鐵困難；三是通過鐵口通道前端燒氧，排出涼渣鐵，使鐵口和風口之間的焦炭松動，確保鐵口和風口更加通透，利于高爐爐況恢復；四是埋入氧槍，可以改善第一次鐵的渣鐵流動性，減少爐前清理工作量，為后續高爐爐況的順利恢復贏得時間。氧槍示意圖見附圖。
圖：氧槍示意圖
關于氧槍的使用，要注意以下幾個方面的問題：一是氧槍的埋入時間。埋入氧槍要比高爐復風提前至少8個小時，且在埋入通氧4個小時后，拔出氧槍一次，排出熔化的渣鐵。清理后，重新埋入氧槍通氧，直至高爐送風以后仍保持氧槍的埋入。安鋼1號高爐2017年2月10日在嚴重超計劃休風36天后復風的過程中，提前送風時間20多個小時埋入氧槍，熔化排出了大量渣鐵，且在高爐送風后仍埋著氧槍進行通氧，第一次鐵出鐵非常順利，渣鐵流動性較好，渣鐵量大，效果非常明顯。因此，在高爐復風前，要至少拔出氧槍一次，排放熔化的涼渣鐵。二是氧槍設計要同時有氧氣和壓縮空氣通道，這樣可以防止只通氧氣時氧槍容易被燒壞的問題，延長氧槍的使用壽命，同時防止燒壞鐵口通道。三是在氧槍末端安裝窺視孔，以便觀察前端燃燒情況，防止前端熄火。四是氧槍要在復風前埋入鐵口，并要為復風前拔出一次氧槍排出渣鐵騰出空間，否則會使鐵口和風口之間的焦炭層坍塌。可以進一步確認鐵口和風口是貫通的，防止出現鐵口通道“透氣不透液”的情況，杜絕高爐復風后鐵口噴火但出渣鐵時出不來的情況。
第三，復風料的制訂。長期非計劃休風高爐熱量損失較大，在復風料的制訂上主要考慮補充熱量。對于高爐因緊急情況來不及下休風料、高爐重負荷非計劃休風和高爐已經下休風料、實際休風時間遠超過計劃休風時間的兩種情況，在復風料制訂上要區分考慮。
對于高爐因緊急情況來不及下休風料、高爐重負荷非計劃休風時間較長的情況，要重點考慮集中加足量的焦炭。焦炭的加入方式一般采取底焦+輕負荷料，底焦的數量要考慮非計劃休風時間的長短，加入體積至少要達到爐缸體積或爐缸體積+1/2爐腹體積的水平。2015年6月份，安鋼2號高爐（2800m3）因設備事故重負荷非計劃緊急休風11天（當時焦炭負荷4.8），高爐復風時底焦加入體積為爐缸+1/2爐腹的水平，恢復情況較好。
對于高爐已經下休風料、實際休風時間遠超過計劃休風時間的情況，由于料柱焦炭負荷較輕，復風料以輕負荷料為主，適當集中加入附加焦。
同時，在復風料的堿度平衡計算方面要適當降低爐渣堿度，爐渣二元堿度控制在1.10~1.15比較合適，但也不能控制得過低，過低不利于提高爐缸溫度。另外，要控制好終渣中MgO、Al2O3含量，適當降低Al2O3含量，提高爐渣中的鎂鋁比，以改善爐渣流動性、提高爐渣溫度。因此，對于大量集中加焦炭的復風料，可以考慮適當配加熔劑，以調劑爐渣成分。總之，復風料的制度要遵循“寧熱勿涼、寧酸勿堿、爐渣成分合理、性能優良”的原則。
生產組織方面。高爐長期非計劃休風要充分考慮到高爐復風后的生產組織難度，做好周密的應對準備工作。這主要包括：一是復風后前幾次出鐵，因渣鐵物理熱溫度較低，流動性差，造成爐前工作量巨大，清理工作滯后會影響爐況恢復進程，甚至造成風口灌渣、爆炸等惡性事故；二是要嚴防高爐出渣鐵困難時，鐵口通道被燒氧氣破壞變大變淺，出渣鐵時出現跑大流燒壞爐前設備的事故；三是要準備充足的焦粉、河沙、氧氣管等物資，保障需要時的充足供應；四是爐前要組織好大量的人員和機械力量，以最快速度做好爐前的清理工作，做好下一次出鐵的準備工作，為爐況的盡快恢復爭取時間；五是要準備更多的設備維修力量，在設備出現故障時盡快盡早恢復。
復風后操作
在做好充分而周密的準備工作后，高爐復風后的操作要做好以下幾個方面：
出鐵口的選擇。2個以上鐵口的大型高爐，長期非計劃休風后出鐵口的選擇，原則上選擇2個出鐵口進行出鐵，特殊情況下甚至只選擇1個出鐵口出鐵。對于選擇2個出鐵口的情況，要有主出鐵口的概念。主出鐵口的選擇，一是要根據現場渣鐵溝的長度，選擇較短的，以減輕爐前清理工作量，及時清理好渣鐵溝，具備出鐵條件對高爐爐況的恢復較為重要；二是要根據氧槍拔出后流出的渣鐵量和渣鐵流動性情況而定，渣鐵流動性好、排出量較大的，作為主出鐵口。當以上2個條件矛盾時，原則上依據第二條定。
富氧時機的選擇。長期非計劃休風高爐爐缸熱量嚴重不足，特別是對于重負荷料非計劃休風的情況，高爐復風后，根據情況要盡早進行富氧，以提高爐缸溫度和改善渣鐵流動性。當輕負荷料下達，鐵水溫度回升后，可根據風口前理論燃燒溫度情況進行減量或停止。
開風口時機的選擇。開風口是高爐爐況恢復進程的重要一步，高爐具備開風口條件，說明高爐爐況恢復有了進展。但開風口一定要在具備條件下進行，否則急于強行開風口會導致風口燒漏等事故的發生，拖延爐況恢復的進程。高爐開風口要遵從一定的原則和具備一定的條件：一是送風的風口要活躍，特別是臨近要開的鐵口的風口要活躍；二是爐溫已經上行，渣鐵流動性良好；三是前期要控制開風口的節奏，爐溫上行后可適當加快開風口的速度。
合理風速的控制。容積不同的高爐，根據開風口數量按照正常生產時的風速控制風量。復風前期風量小，為了有利于松動料柱和爐況的恢復，按照正常風速的上限控制。爐溫已經上行，硅含量達到1.5%以上時，為了緩解壓量關系，可以按照正常風速的中下限控制。
爐況恢復效果
通過以上措施的實施，1號高爐在幾次長期非計劃休風的恢復過程中，復風后爐況恢復順利，未出現設備及安全事故，在較短時間內爐況基本恢復到正常狀態。幾次爐況恢復情況見附表。
序號為2、3、5的3次非計劃休風，高爐爐況恢復較為順利，在恢復過程中，未出現設備及安全事故，爐況恢復按照制訂的方案穩步推進，取得較好的效果。
總結
高爐長期非計劃休風嚴重危害著高爐的安全正常生產，復風后的恢復過程若處理不當，可能引發各種生產安全事故。為了高爐復風恢復過程的安全、平穩、快速，要著重做好以下幾個方面工作：
第一時間做好爐體密封保溫工作，減少高爐熱量損失是爐況快速恢復的基礎。
復風前充分的設備調試，確保設備特別是受損修復設備的功能恢復和正常運轉，是爐況恢復的保障。
細致、必要的安全防護措施和周密、高效的生產組織，可以預防和減少爐況恢復過程中的突發事故，是爐況恢復過程中不可或缺的重要因素。
復風前確認風口和鐵口之間貫通是整改爐況恢復的核心工作，而借助氧槍和氧槍的正確使用是確保風口和鐵口之間貫通的有效途徑，也是高爐得以順利恢復的重中之重。
科學合理的復風料和高爐送風相關參數的選擇，是高爐復風后穩定恢復爐況的重要支撐。
