晁團效  陳振勇  紀永增  林云航

（江蘇省鑌鑫鋼鐵集團有限公司  江蘇 連云港 222113）

摘要：鑌鑫2高爐根據(jù)公司生產(chǎn)經(jīng)營計劃決定擴容改造。煉鐵廠根據(jù)2高爐設(shè)備配置和爐況順行情況，采用爐頂打水空料線降料面法停爐，降料面過程中克服各種困難，耗時733分鐘，科學安全將高爐料面降到風口區(qū)域。

關(guān)鍵詞：降料面；爐頂溫度；打水量

1  概況

根據(jù)公司生產(chǎn)經(jīng)營計劃，決定對2高爐停爐擴容改造，由于停爐時間緊，停爐所需備件準備不充足；高爐爐況調(diào)整時間短，爐缸存在局部不活；爐頂打水設(shè)備沒有檢修等，給高爐降料面操作造成一定影響。煉鐵廠根據(jù)2高爐生產(chǎn)實際情況，結(jié)合國內(nèi)同類高爐降料面經(jīng)驗，決定本次停爐采用爐頂打水空料線降料面法。

2   2高爐降料面停爐方案

2.1   停爐方法及基本要求             

 1）、本次采用打水空料線降料面法停爐。生產(chǎn)科制定2高爐降料面操作方案和技術(shù)規(guī)程。計算好休風料和降料面所需時間，事故預防等。

（1）將高爐料線降至風口中心線，(料線零位標高到風口標高19.83m)休風，計算好休風料，2高爐降料面爐頂打水量和高爐送風參數(shù)，預計12—14h左右。

（2）爐頂溫度嚴格按200℃～300℃控制，下限不低于200℃控制。（氣密箱溫度<60℃）。

2）、為了高爐空料線期間安全順行，在高爐停爐前進行高爐上部和下部清洗作業(yè)，盡量減少爐墻黏結(jié)物和爐缸內(nèi)的凝鐵和鈦化合物，防止對放殘鐵的不利影響。本次停爐前準備時間短，高爐調(diào)整爐況僅10小時，采取降低爐渣堿度，提高爐溫，改全焦炭冶煉。高爐冷卻設(shè)備檢查不到位，存在一定安全隱患。

2.2、降料面計算

2.2.1  高爐爐型示意圖如下：

表1                   高爐內(nèi)型尺寸

2.2.2  裝入量的計算

 高爐風口中心線至料線零點高度19.385m，該部位容積約為1195.4m³，扣除1.6米料線體積約53.07m³，停爐負荷料裝入體積為1142.33m³，（焦炭堆密度按 0.58t/m³，）壓縮率平均按13%計算，則每批料的體積為48.6m³（礦批42t,焦批15t），則風口中心線以上部位需加負荷料24批，總計360t焦炭。加上蓋面焦45t，焦炭總量405t，總鐵量為608t，休風料渣量為209t。

3）降料面時間：降料面過程中，停爐中焦炭總量608 噸，取平均噸焦風耗風量為3000Nm3/t，停爐總風量為 608*3000=1824000Nm³，考慮其他高爐以往的經(jīng)驗需以過剩系數(shù)1.25，理論計算降料面過程中總耗風量1824000*1.25=2280000Nm³，此次按總風耗 230萬Nm³考慮，本次降料面至風口時間預估約需12-13個小時左右。

3   實際生產(chǎn)情況

3.1   高爐停爐前生產(chǎn)情況

2高爐停爐前生產(chǎn)穩(wěn)定，高爐生產(chǎn)技術(shù)指標較好，爐況運行良好，由于公司采取低庫存生產(chǎn)模式，焦炭（品種）配比更換比較頻繁，焦炭熱強度和反應性不同，對爐缸活躍性、高爐爐況產(chǎn)生一定影響。高爐停爐前生產(chǎn)參數(shù)見表2。

表2     2高爐停爐前生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)

3.2    2高爐降料面前生產(chǎn)情況

26日白班51批料加焦炭8.8t，中班第二批料改全焦冶煉：礦批42t，焦批14.3t，焦丁0.7t，焦炭負荷2.80，改全焦冶煉，[Si]=0.40—0.65%，[S]=0.030—0.050%，R₂≤1.05，維持爐渣下限生產(chǎn)，使用風溫調(diào)整爐溫；料線1.6m，料制O^{37  35.2  33.2   31  28.4}  _{2  3  3  3  3}C ^{38.1 36.4   34.6  32..6  32.4  27.8}    _{2  2  2  2  2  2。}爐況順行良好，渣鐵物理熱充沛，流動性良好。27日1：30左右，高爐爐溫正常，硫磺合適，高爐順行突然變差。大減風后料線運行逐漸改善。高爐曲線如下：

              圖1    2高爐降料面前12小時生產(chǎn)曲線

   高爐塌料后，爐況逐漸好轉(zhuǎn)，鐵水物理熱變化不大，化學爐溫上升比較快。2：00左右發(fā)現(xiàn)5號風口小套漏水，并控制。通過工長調(diào)整，爐溫、硫磺逐漸恢復正常。2高爐爐況運行較好，沒有下休風料，還是全焦冶煉，負荷2.85。高爐12：00開始停止上負荷料，2高爐降料面操作，降料面前期采用全風壓操作，風溫1050℃，根據(jù)爐頂爐溫情況下蓋面焦；當爐頂溫度高時，采用爐頂打水控制爐頂溫度，根據(jù)爐頂溫度和料線深度情況控制高爐風量和爐頂壓力，爐頂壓力比正常生產(chǎn)時高30—50kpa。12：48發(fā)現(xiàn)5號風口漏水嚴重，決定休風后更換。13：40開始加蓋面焦炭41.4t，14：12—16：47更換5號風口小套。高爐曲線如下：

                圖2      降料面期間休風更換風口曲線

高爐休風更換風口后送風，爐況可以，爐前出鐵困難，一直到高爐休風前40t左右，爐前出爐渣比較少。高爐休風過程中，13：30—13：50爐頂溫度控制不合理，造成爐頂溫度偏高，使高爐箱體布袋破損。高爐降料面過程中，出現(xiàn)幾次小煤氣流，高爐稍微減風煤氣流正常，主要原因是高爐爐頂打水霧化不好，出現(xiàn)打水柱，造成煤氣小爆震。高爐送風后，發(fā)現(xiàn)爐頂料線被燒壞，無法觀察到實際料面深度。降料面過程中，由于時間緊，爐頂煤氣人工分析滯后，只做二次，判斷爐頂煤氣成分主要靠爐頂煤氣在線分析和安環(huán)部爐頂煤氣成分檢測，判斷高爐實際料面深度，調(diào)整2高爐降料面操作參數(shù)確保爐頂溫度在控制范圍。到19：40左右，爐頂煤氣H₂含量上限運行（爐頂煤氣H₂含量見圖3），高爐實際料面可能到爐腰下部位置，高爐決定放散爐頂煤氣，繼續(xù)降料面到風口區(qū)域。0：40左右，高爐出現(xiàn)煤氣流，高爐減風，部分風口變黑.高爐繼續(xù)送風降料面；根據(jù)風口運行和爐頂溫度情況，高爐于3：13休風停爐。高爐停爐后，發(fā)現(xiàn)爐料降到風口平面下300-500mm。

       圖3、4    2高爐降料面過程中爐頂煤氣H₂含量和高爐生產(chǎn)曲線

2高爐降料面操作參數(shù)如下，

                     表3     2高爐降料面生產(chǎn)參數(shù)

2高爐降料面每半小時風量和爐頂壓力見下表。高爐從降料面開始到休風共用時12小時43分鐘，累計風量175.06萬m³（計算風量，沒有做實際累計風量）；降料面打水量沒有累計，根據(jù)經(jīng)驗風量計算高爐體積1980m³（參考寶鋼數(shù)據(jù)）。

表4  2高爐降料面每半小時生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

此次降料面從6月27日12：00-19：58為高壓段，20：00-（次日）3：13高爐休風停爐，總耗風量達到175.1萬m³；高壓段風量85.5萬m³，占比48.8%，耗時300min。常壓段風量89.56m³，占比51.2%，耗時493min。此次降料面共計耗時13h13min，常壓段時間太長，主要原因是0：40風口發(fā)黑影響對當時爐況判斷，延長了降料面時間。高爐降料面理論計算耗風量228萬m³，差距比較大，主要是：1）實際風量取每半小時風量，不是累計風量，影響風量數(shù)據(jù)統(tǒng)計；2）高爐降料面期間爐頂壓力不同，每噸焦炭風耗不同引起。

本次降料面數(shù)據(jù)異常不同于同類型高爐降料面，主要是降料面過程中休風更換風口和爐頂打水霧化程度不好引起，如果高爐爐頂打水霧化程度良好，高爐料面過程大概到1：00左右完成（0：40左右，高爐出現(xiàn)煤氣流，高爐減風，部分風口變黑，高爐繼續(xù)送風降料面）。爐頂打水霧化良好，爐頂溫度下降均勻，高爐不容易產(chǎn)生煤氣流，高爐爐頂溫度容易控制，將加速降料面進程，估計高爐降料面時間10—11.5小時。

3.3  2高爐降料面爐前出鐵管理

    2高爐降料面生產(chǎn)過程爐前出鐵管理，高爐車間制定詳細的操作方案，特別是特殊爐前事情處理，對高爐降料面生產(chǎn)過程中高壓段和常壓段出鐵做了嚴格規(guī)定，制定操作預案。2高爐降料面過程中，爐前制定方案和實際生產(chǎn)相近，減少生產(chǎn)隱患發(fā)生。2高爐降料面過程出鐵情況如下。

表5、6   2高爐降料面過程出鐵情況和爐渣。

4   爐頂空料線打水降料面小結(jié)

2高爐本次爐頂打水空料線降料面停爐生產(chǎn)過程比較順行，高爐降料面共用時793分鐘，高爐順利將料面降到風口區(qū)域，高爐共出鐵三次，共計出鐵491.1t，鐵水爐溫適宜，物理熱充沛（1500℃左右），前二次爐渣流動性良好，第三次鐵由于高爐減風出鐵，鐵水量小，爐渣流小，出鐵量少，渣鐵流動性整體比較差，爐前勞動量大。

4.1  高爐降料面休風料計算科學，降料面過程爐溫和爐渣物理熱合適，爐渣和鐵水成分合理，爐渣、鐵高風壓段流動性良好，爐前出鐵順利，爐渣、鐵量大，高爐壓量關(guān)系配合良好，料線均勻，風口活躍，爐頂溫度稍微偏高，爐頂打水可以控制爐頂溫度。12：00——13：40期間，頂壓高，并使用透平發(fā)電，降低降料面能耗。到13：55高爐退透平發(fā)電，14：15—16：45高爐休風更換5#風口小套，高爐安全休風，末發(fā)生安全事故。高爐送風后爐況順行，壓量關(guān)系良好，爐頂溫度控制較高，因爐頂打水霧化不好，高爐出現(xiàn)小煤氣流，減風5——10Kpa高爐煤氣流穩(wěn)定。送風后料面深，高爐加風受到制約，爐前出鐵困難，到高爐休風時，爐前出鐵35t左右，大量爐渣鐵難排放，堆積爐缸內(nèi)，給高爐放殘鐵增加難度。

4.2   高爐從12：00開始爐頂空料線打水降料面操作，前期留5批料和45t蓋面焦，到19：58高爐打開爐頂放散不回收爐頂煤氣，共使用風量91.05萬m³風量，計算高爐體積1073m³，減去5批料和蓋面焦體積（310m³），共計體積763 m³，正常生產(chǎn)時高爐料線大約15.6m左右，高爐休風影響、結(jié)合爐頂煤氣H₂含量趨勢，高爐實際在17.5m左右（2高爐休風時爐頂溫度偏高，燒壞料線設(shè)備，高爐料線無法使用；結(jié)合同類型高爐爐頂打水降料面生產(chǎn)實踐）。高爐降料面過程因冷卻設(shè)備休風，對爐前出鐵影響比較大，高爐實際料線與計算料線差距大。

4.3   高爐爐頂打水空料線降料面對爐頂高壓水量有一定要求，水量充足，打水霧化要求嚴格，否則發(fā)生高爐煤氣爆炸現(xiàn)象。本次降料面過程中爐頂打水霧化不好，有水柱出現(xiàn)，既影響降料面過程，延長降料面時間，有可能發(fā)生爆震現(xiàn)象，高爐被動減風，特別是深料線時，水柱直接打到紅焦炭上，可能發(fā)生爆炸事故。0：46高爐因為爐頂打霧化不好，產(chǎn)生煤氣流高爐減風，當時沒有控制打水量，造成水直接接觸焦炭，并將焦炭打黑，影響對當時爐況判斷。當時采取措施到位，預防高爐降料面過程中事故發(fā)生。

4.4   降料面過程中高爐理論鐵量735t，實際出鐵491t，鐵量差244t，在可控范圍內(nèi)，如果高爐不休風，可能出鐵還要多。因此，高爐降料面前加強設(shè)備點檢，盡量降料面前休風更換，杜絕或者減少降料面過程中休風，預防事故發(fā)生，給爐前出鐵提供條件。

4.5  爐頂打水空料線降料面爐頂打水量和爐頂溫度一定要配合良好，否則發(fā)生煤氣爆震事故或者燒壞布袋除塵布袋，爐頂壓力使用相對較高，壓差控制低。本次降料面過程發(fā)生幾次小煤氣流；13:27---13：48左右爐頂打水量和爐頂溫度配合沒有處理好，造成布袋除塵器布袋破損。

5   結(jié)語

5.1   2高爐降料面時間比較緊，降料面準備工作不充分，各崗位設(shè)備點檢不充足，降料面前燒損風口沒有及時更換，對降料面影響考慮不全面，致使降料面過程中更換，增加了安全風險，也造成高爐不好出鐵，爐缸殘鐵量增加。因此，對于高爐降料面生產(chǎn)，降料面前加強設(shè)備點檢巡檢，禁止降料面期間休風，確保安全生產(chǎn)。

5.2  高爐降料面期間如果必須休風，嚴格按照高爐降料面操作預案執(zhí)行，停止爐頂打水和爐頂通蒸汽和氮氣，確保爐頂正壓后，高爐方可休風。

5.3  高爐降料面采取爐頂空料線打水法降料面，爐頂打水量必須充足，打水霧化程度必須良好，禁止打水有水柱出現(xiàn)，防止因打水霧化不好產(chǎn)生爆震。爐頂四周打水量必須均勻，確保四點溫度在正常范圍波動。爐頂溫度高必須減風，防止因爐頂溫度過高造成爐頂設(shè)備、煤氣除塵系統(tǒng)故障。

5.4  降料面過程中高壓段爐前盡量出好鐵，確保出凈渣鐵，防止低壓段爐前不好出鐵。

5.5  高爐計劃降料面，應提前調(diào)整爐況，適當活躍爐缸，處理爐墻粘結(jié)物：適當降低爐渣降低，發(fā)展邊緣煤氣，降低煤比，稍微提高燃料比，采用鈦礦護爐的應提前15—20天停止或者減少入爐鈦礦，活躍爐缸，降料面結(jié)束盡量出凈爐缸爐渣鐵。

5.6  參照國內(nèi)同類型高爐，高爐降料面高壓段風量占75%左右，常壓段25%，本次降料面風量數(shù)據(jù)異常主要是因為爐頂打水霧化不好，出現(xiàn)水柱，產(chǎn)生小爆震，28日0：46左右產(chǎn)生煤氣流，減風后風口全部發(fā)黑，影響工長對降料面過程判斷。對爐頂空料線打水降料面高爐操作，降預休風提前到降料面前，等到爐況發(fā)揮好后開始降料面，可以節(jié)約降料面時間，可以盡量出凈爐缸渣鐵。

5.7  本次降料面過程中，人工化驗爐頂煤氣成分次數(shù)比較少，主要依靠爐頂煤氣在線分析和安環(huán)部爐頂煤氣分析判斷高爐實際料面位置，高爐工長依次調(diào)整高爐降料面生產(chǎn)參數(shù)，存在一定事故隱患。2高爐工長憑借科學計算和豐富實踐經(jīng)驗，準確、安全將高爐料面降到風口帶下200-300mm處，末發(fā)生安全事故，在鑌鋼高爐降料面停爐方面創(chuàng)造優(yōu)異成績。