濰坊特鋼1360m3高爐停爐降料面總結

濰坊特鋼技術科   王心乾

煉鐵廠2號高爐（1360m3）于2007年9月份開爐投產至2017年12月份停爐，一代爐齡10年零3個月，期間共生產鐵水2377855.13t，單立方產鐵量9101t/m3。爐役后期由于爐襯及爐缸侵蝕嚴重，爐腹冷卻壁損壞較多，爐殼局部發紅需外部噴水冷卻等諸多原因，已嚴重威脅高爐的安全生產。公司決定于2017年12月1日空料線停爐大修，更換爐底碳磚和全部冷卻壁。本次停爐空料線采用前期煤氣回收打水降料面的方法，于2017年12月1日中午11:50送風，開始降料面，12月2日凌晨0:17高爐休風，整個空料線歷時11小時30分鐘，料面安全降到風口中心線以下。

1、停爐前的準備工作

為實現快速、安全的降料面，煉鐵廠成立停爐領導小組，事先制定了詳細、周密的操作方案，統一思路后，嚴格按照停爐方案執行。

1.1高爐操作調整

（1）停爐前2#高爐爐況順行度較高，鐵水產量和指標參數均在較好水平，高爐熱風壓力380kpa,日產鐵水4100噸，平均燃料比500kg／t。綜合考慮到2號高爐爐缸活躍程度高，中心與邊緣氣流分布均勻，爐墻較為干凈，為降低消耗損失，就沒有采取洗爐措施，只在停爐前一天，把爐溫提到0.7—0.8%，適當降低爐渣堿度，用高溫氣流．均熱爐渣象征性清洗爐缸．爐墻，減少了停爐前的爐況波動和燃料消耗，避免洗爐出現爐皮發紅甚至燒穿事故，保證停爐的順利安全性。

（2）停爐料。12月1日夜班4：50開始上停爐料，配比燒結69%+球團8%+PB塊23%。停爐料分Q1、Q2兩段，Q1停爐料：（原礦批40t/批）礦批28t/批，干焦批：8.91t(包括焦丁0.3t),硅石300kg/批，綜合負荷（干）：3.14t/t.干焦比530kg/t,理論堿度1.02.Q1停爐料共上20批。Q2停爐料：礦批24.5t/批，干焦批：8.51t(包括焦丁0.3t),硅石450kg/批，綜合負荷（干）：2.88t/t.干焦比580kg/t,理論堿度1.03.Q2停爐料共上14批，Q1、Q2停爐料共34批。調整上料制度：礦 31/3 28.5/3  26/3 ， 焦 34/2 32/2 30/2  28/2  26/2  24/2  16/2，適當發展邊緣氣流。后緊跟5批蓋面焦，蓋面噸數：8.6t * 5批= 43t。

（3）預休風。按計劃預休風前倒空礦焦倉、礦焦槽，并控制休風時料線4m--5m。12月1日7:20打開西鐵場鐵口出鐵，8：15按停爐計劃預休風，安裝爐頂打水槍。預休風時雷達探尺顯示料線6.6m（提前用機械探尺標定雷達探尺，雷達探尺顯示比實際料線淺2m左右）。以下是預休風前鐵水及爐渣成分見表1。

濰鋼2號高爐預休風前鐵水、爐渣成分（%）

表.1

1.2 .外圍準備工作。

  （1）優化爐頂霧化打水裝置。高爐提前改進自制爐頂打水槍，打水槍規格：打水槍總長4.2米，在爐內長度(法蘭盤前段)約3米，打水槍內管徑45mm，從水槍前端開始每隔10mm左右鉆4排眼，共鉆眼21排，距離爐墻1米范圍內沒有開孔（保護爐墻）。在打水槍后頭（法蘭盤后端）1／3處斜45度角再接焊一根（1寸）水管。打水槍使用方法：原直送的45mm管道通氮氣，閥門全開保證通入足量氮氣，增加水的霧化程度；斜著焊接的水管通高壓水，使用時固定氮氣量，通過調節水量大小控制頂溫。在降料面過程中爐內煤氣量驟增，吹入氮氣在一定程度上能稀釋爐內的氧氣和氫氣濃度，同時防止高溫氣流堵塞打水槍孔道。將自制打水槍在停爐前進行進行模擬操作試驗，測的最高打水量（90m3/h），以及不同打水流量的霧化效果，提前調試好打水槍，以便空料線作業時可控制好水壓和流量，保證最佳霧化效果。下圖就是濰鋼自己制作的打水槍及實驗時的霧化效果圖。

圖一



圖二

（2）為避免停爐過程中冷卻設備向爐內大量漏水，高爐提前聯系看水工進行查水．檢漏，關掉漏水冷卻壁。同時對爐體的密封情況進行檢查，對所有的漏點做好標記，利用預休風機會進行焊補處理。

（3）提前校正機械探尺和雷達探尺、在線煤氣檢測系統、校對爐頂上升管四根電偶、爐頂溫度表、爐頂壓力表，確保溫度、壓力準確可靠，保證數據的準確性。檢查爐頂荒煤氣切換系統、熱風爐系統及各蒸氣、N2閥門，保證開關靈活。

（4）、殘鐵溝安放到位，平臺鋪設整齊，燒殘鐵口用氧氣接現場，使用工具準備整齊。爐前根據鋪設平臺位置，演示氧槍氧管距離、長度，并試壓，備足出殘鐵的鐵水包（9個），提前做好準備工作。

2、停爐降料面

2.1. 降料面操作要點

2.1.1.料面位置的確定

停爐降料線期間，根據雷達探尺數值和煤氣成份變化及焦炭燃料消耗情況三者相結合，判斷料面位置。煤氣成份變化規律：開始階段CO2體積分數不斷降低，H₂體積分數不斷升高，煤氣中CO₂降到最低水平(CO₂ 3%～5%)，煤氣中H₂含接近6-8%，說明料面已進入爐腰區。CO體積分數開始降低，CO₂體積分數從最低點開始增加時，說明料面已進入爐腹；當N2含量開始上升時，說明料面已進入風口區；當CO2和CO體積分數相同時，表面降料面操作已接近尾聲。噸焦風耗以2500m3/min為基準進行校核。

2.1.2停止回收煤氣的條件

（1）當料線空到爐腰部位時，出現下列情況時，停止回收煤氣。

（2）煤氣中CO₂降到最低水平(CO₂ 3%～5%)。

（3）煤氣中H₂含接近8-12%。

（4）出現爆震時，壓差波動超過20Kpa.

（5）煤氣溫度高,布袋除塵入口溫度接近220℃（＞10分鐘）。

（6）布袋荒凈煤氣壓差達到9kpa。

2號高爐回收煤氣成份變化曲線

圖三

2.1.3. 頂溫控制

停爐過程最關鍵是頂溫的控制。頂溫嚴格控制在250℃-400℃以內，頂溫主要通過爐頂打水、降低風溫和風量三種手段來控制。打水量過多，爐頂溫度過低，水可能直接打在料面上，這極易產生水汽爆震；相反爐頂溫度控制過高，易燒壞爐頂設備。本次停爐過程爐頂打水采用了自制改進的霧化打水槍，有效控制了爐頂溫度又避免了水汽爆震，頂溫控制在250℃-400℃之間，由于霧化水在沒有到達料面之前，便已吸熱汽化，避免了與高溫料面接觸，從而避免了水蒸汽因體積急劇膨脹而引起爆震。停爐過程中，由于爐頂打水霧化效果好，風壓、頂溫一直穩定在合理范圍內，波動很小，直至空料線結束。

爐頂打水量變化情況

圖四

2.1.4.風量、風溫的控制

爐內操作上嚴格控制風量，維持適當的煤氣速度，防止產生管道行程，隨著料線降低，逐步減少風量。爐腰以上盡量維持正常60%--80%的風量，頂壓維持正常80%--90%的水平。當料線到達爐身下部，爐墻粘結物開始塌落，壓量關系頻繁出現尖峰波動，應及早減風并適當減少打水量，爐腰部位應保持正常60%--70%的風量水平。進入爐腹區域，過了成渣帶逐步進入了緩沖區，應保持正常50%--60%左右的風量水平。總體上,前期可保持高爐盡量使用高頂壓、大風量、高頂溫，可以縮短降料面時間，保證充足的渣鐵溫度。在保證頂溫在合適范圍內的前提下，風溫可保證較高水平，及時控制風量、打水量，以保證降料面的安全、快速。

2.2. 降料面過程

12月1日12：50高爐預休風后送風，隨即引煤氣、改高壓，13：30風量2612m³/min、風壓0.263MPa、頂壓0.170MPa、風溫1139℃，雷達探尺6.6m.為加快下料速度，縮短停爐時間，將手動打水量控制在50m3/h的較高水平，不動風量、風溫，以自動打水控制頂溫。隨著料面的下降，料層開始逐漸變薄，頂壓開始出現波動出現冒尖現象，16:12左右風量減到2050m3/min ，煤氣中H2含量在4%左右，Co2含量降低到3%，H2含量高于Co2含量1%，Co含量下降到20%左右。維持半小時左右時間后，觀察雷達探尺在14.5mm(預測料面實際位置在爐腰中部)，頂壓明顯波動頻繁時，進行切煤氣操作，煤氣回收結束。在19:22左右3#風口黑，小套底部開始淌水，逐步減風至1500 m3/min 左右，20:50左右4#風口黑，到21:301#、2#、3#、4#、5#風口全黑，底部淌水明顯，22:16左右20#、1#、2#、3#、4#、5#、6#風口全黑，此時雷達探尺顯示位置17.41米（預測實際位置19.41m）,已到達爐腹下沿位置，爐前開始出最后一爐鐵（第三爐），出鐵過程中，不斷將爐頂放散倒替放下，提高爐內壓力，力爭最大能力出凈爐內渣

鐵。23:59時9#、10#、11#、12#、13#風口邊緣掛渣明顯，其余風口基本都黑，0:14時鐵口出水，0:17時休風，空料線結束。降料面操作完畢，歷時11小時30分鐘。

高爐降料面過程參數

表.二

2.3. 爐前放殘鐵工作

為了盡可能出凈渣鐵，通過對停爐料的理論計算，結合實際出鐵情況，從空料線開始就決定出三爐鐵，前兩爐鐵基本按照正常間隔時間出鐵，30--40分鐘左右打開鐵口，最后一爐在料面降到爐腹下沿風口發黑時再出鐵。通過對停爐料的理論計算應出鐵水541.8t，實際出鐵水599.9噸，兩者相差58.1噸，從實際扒爐現場觀察基本達到目標要求。

殘鐵重量、成份、及爐渣成分

表.三

表.四

4、停爐結語

1. 降料面的前期盡量保持較高風壓、頂壓、風溫，能加速降料面的進程。

2. 本次降料面采用自制改進霧化打水槍，全開氮氣閥門，增加了爐內氮氣量和打水量，提高了打水的霧化效果，大大降低了爆震的發生機率，從實際進程看，沒有發生一次大的暴震，達到了預期效果。

3. 風溫全用：由于打水槍的霧化效果好、水量大（最大90m3/min），發生爆震機率低，本次降料面風溫一直全用，只是在料面到達爐腹下沿有吹空現象時，才將風溫撤到900℃，從熱量方面加速了焦炭的燃燒速度，加快了降料面的進程。

需改進措施

1. 本次降料面由于爐型、設計等原因，東南和西北方向頂溫偏差較大，最大偏差相差200℃（西北199℃、東南500℃），東南方向溫度高需增加打水量，西北方向需減少打水量，由于單只水槍沒有安裝流量表，造成單個方向的打水量較難調節，頂溫把控困難，建議每個方向的打水槍都安裝流量表。

2. 氮氣總管和分管應安裝流量表，便于實時掌控氮氣量，更好的搭配實時水量，保證霧化效果。

3. 可以嘗試料面進入爐腹區域時，再進行停止回收煤氣操作。

濰鋼1360m3高爐本次降料面操作，嚴格按照停爐預案進行，以降料面過程安全、快速、環保為宗旨，充分結合實際耗風量、頂溫、風溫情況、前期參照煤氣成份的變化，后期利用噸焦耗風量和雷達探尺判斷料面，準確的控制了空料線的整個進程，圓滿完成停爐降料面操作。