2#高爐中修降料面操作實踐

萬剛  崔廣信  朱海龍  郝亞偉

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司一煉鐵分廠）

摘  要：本文主要針對高爐中修大修空料線打水降料面進行總結，積累經驗并嘗試新的操作方法，把放散煤氣時間減到最短；通過先進的爐頂霧化打水設備，合理的爐料結構，采用合適的空料線操作，實現快速、安全、環保、經濟的停爐。

關鍵詞：空料線；霧化打水；回收煤氣；頂溫控制；環保

1 前言

興澄特鋼一煉鐵分廠2#高爐始建于2003年，2012年6月15日停爐大修，2013年3月8日開爐生產。至2017年3月共生產鐵水261.3萬噸，利用系數3.95t/m3.d，冶強較高。2014年開始陸續有冷卻壁燒損現象，至今五段內層破損率61.54%，六段冷卻壁破損率71.15%，由于冷卻壁燒損嚴重高爐進行降低冶強護爐生產，高爐外部爐皮有發紅現象，于是采用外部打水進行冷卻，已嚴重威脅到安全生產；公司決定2017年4月22日計劃停爐15天中修更換五段、六段冷卻壁及爐腰板。本次停爐采用空料線前期回收煤氣法，于4月22日15：00開始停止加料降料面，23日00：05分高爐休風，整個過程歷時9小時5分鐘，料面安全降至風口。

2 停爐前的準備工作

2.1 高爐操作調整

停爐前2#高爐總體運行良好，偶爾有渣皮脫落影響，為了使停爐過程順暢的進行，減少停爐過程中大量渣皮脫落的影響，特制訂以下幾點調整措施。

  （1）布料角度ppp30（4）28（4）kk30（3）28（3）26（2）改為ppp29（4）27（4）kk29（3）27（3）25（2）整體退一度，發展邊緣氣流；減少渣皮厚度，有效減少停爐過程中的渣皮脫落造成的影響。

（2）提前3天焦炭結構為50%準一級焦+50%一級焦，提前1天改為100%一級焦。降低爐渣堿度在1.10～1.15 ,爐溫控制在0.4%-0.7%，物理熱≥1480℃。

（3） 停爐前1天開始輕負荷。停止加料前6～8小時左右改為全焦操作，即停止加料時全焦料到達風口，停爐料理論燃料比600kg/t。停爐前1個班開始調整爐溫和渣系,停止加料前爐溫控制在0.5%-1.0%,堿度1.0～1.10。

（4）全面檢查冷卻設備，確定漏水的冷卻壁并做好標識。排查風口設備，發現漏水及時休風更換，嚴禁風口設備向爐內漏水。停爐降料面前6～8小時對爐腹以下漏水冷卻壁進行閉水處理。

（5）提前安裝先進的爐頂霧化打水設備，高爐利用前期定修機會安裝先進的霧化打水裝制，實現霧化水粒度在200-300μm，可以保證霧化水在沒有到達料面前就已汽化分解，有效減少料面的水分含量，保證降料面的安全進行。

（6）提前進行設備檢查，確保高爐設備不出故障，檢查高爐各個關鍵閥門的靈活性，尤其是蒸汽、N2閥門；同時在爐頂安裝煤氣取樣裝置通過管道至風口平臺，利于降料面過程取煤氣樣送檢。

表1  興澄特鋼2#高爐降料面前爐溫及渣成分，%

3 停爐降料面過程

3.1 降料面操作要求

3.1.1頂溫控制

停爐過程最關鍵的是頂溫的控制，停爐前公司能源部也提出入煤氣管網的溫度要低于200℃，以防止煤氣管網的管道經不住高溫而開裂，防止安全事故發生，針對這種情況分廠特別制定頂溫控制上限300℃，超過此溫度必須采取有效措施，防止TRT出口溫度超過200℃；頂溫主要靠風量、風溫、霧化打水三種手段來控制。如果打水量過多，極易造成爆震現象；如果打水量過少，爐頂溫度超標又對爐頂設備造成損害；所以說頂溫的控制是關鍵的關鍵。本次使用先進的霧化打水設備，有效的控制了頂溫。

3.1.2風量控制

前期盡量使用大風量、高頂壓加快降料面的速度。后期隨著料面的降低，壓差逐漸下降，風量在不斷上升時要逐步控制風量，維持合適的送風制度，防止產生管道氣流。

3.1.3降料面位置及放散時間安排

由于本次不安裝停爐長探尺，當料線超過5.0米以后，后期料線深度主要以煤氣中H2/CO2含量和累計風量進行綜合判定：①H2上升接近CO2數值時，累計風量約35萬m3，料面處于爐身下部。②H2大于CO2數值時，料面進入爐腰部位。③CO2開始逐步回升時，料面進入爐腹部位。因為煤氣中的CO2含量變化與爐料深度近似拋物線的關系。隨著料面下降間接還原反應逐漸減弱，拐點標志著間接還原反應基本結束，CO2值達到最低值約3%-5%，料面相對位置在爐腰附近；拐點過后由于料層逐漸變薄，CO2上升過程被C還原成CO的反應減弱，所有CO2含量會逐漸回升。放散時間主要根據頂溫來決定，當TRT出口溫度超過200℃，就要準備放散。

3.2 降料面過程

4月22日15：00加完蓋面焦15噸后開始停止加料，風量1300m3/min，頂壓90kpa。隨著料面不斷下降，料層不斷變薄，頂壓出現波動，逐步減風降低頂壓，保證合適壓差，避免出現管道行程；同時根據爐溫及理論燃燒溫度調整風溫，16：00風量減至1150 m3/min，頂壓83kpa穩定下來；19：30TRT出口溫度超過200℃，19:45爐頂通N2，20:00開爐頂放散煤氣；20:10切煤氣結束，20:35 CO2含量出現拐點回升趨勢，判斷料面處于爐腹位置，減風至950 m3/min，頂壓21kpa，22:02減風至830 m3/min，頂壓15kpa。 22:30有一次輕度爆震，分析原因是煤氣中氧含量超標所致，23:45觀察風口變暗，風口前焦炭已降到風口中心線以下，判斷料面已降到位，立即組織休風，歷時9小時5分鐘。

3.3 爐前出鐵工作：

爐前的主要任務是保證出凈渣鐵，要保證正常的鐵口深度及角度；通過計算從降料面前一爐開始算起，應該有289t理論鐵量，最后一爐鐵出鐵間隔延長至3小時26分鐘，最后實際出鐵295t，與理論計算量一致。

表2  興澄特鋼2#高爐降料面過程出鐵及鐵渣成分

4 結語

興澄特鋼2#高爐降料面停爐，通過采用先進爐頂霧化打水設備，首次使用均壓N2進行爐頂稀釋煤氣中的H2和O2，合理的停爐爐料結構，優化操作過程控制參數，實現安全、環保、高效停爐。

  （1）停爐前，對爐料結構和料制進行調整，控制好降料面過程的爐渣堿度和爐溫平衡，保證良好的渣鐵流動性；同時對停爐前的設備進行大規模的點檢確認，確保降料面過程設備零故障。

  （2）整個降料面過程采用前期回收煤氣的空料線法，采用大風量，高頂壓，大大縮短了降料面時間，同時利用TRT的降溫功能，有效延長了回收煤氣的時間，既減少了環境污染，又減少了煤氣浪費；

  （3）使用先進的爐頂霧化打水設備。霧化效果好，使得水汽在爐身上部就已經汽化，根本就不會到達料面，因此，這次降料面的焦炭達到風口中心線以下，風口還沒有吹黑，另一方面霧化水到不了料面，避免了和高溫料面直接接觸，減少了因水汽急劇膨脹而產生的爆震；后期一次輕度爆震是因為氧氣含量超標所致，對降料面停爐過程影響不大；本次停爐過程還是比較順利的，風壓、頂壓平穩過渡，直到休風結束。

  （4）本次降料面停爐首次使用爐頂均壓N2進行稀釋煤氣中的H2和O2，有效減少爐身上部可能發生的爆震現象。

  （5）不足之處，最后一次鐵漏鐵口，導致渣鐵排放不暢，雖然理論鐵量出來了，但爐渣有部分未排出，導致風口前下方的焦炭有部分冷渣存在，影響后期的開爐工作。

參考文獻

[1] 范廣權. 高爐煉鐵操作. 北京：冶金工業出版社，2003.295-302

[2] 周傳典. 高爐煉鐵生產技術手冊 [M] .北京：冶金工業出版社，2002年第一版