2#高炉中修降料面操作实践

2#高炉中修降料面操作实践

万刚  崔广信  朱海龙  郝亚伟

（江阴兴澄特种钢铁有限公司一炼铁分厂）

摘  要：本文主要针对高炉中修大修空料线打水降料面进行总结，积累经验并尝试新的操作方法，把放散煤气时间减到最短；通过先进的炉顶雾化打水设备，合理的炉料结构，采用合适的空料线操作，实现快速、安全、环保、经济的停炉。

关键词：空料线；雾化打水；回收煤气；顶温控制；环保

1 前言

兴澄特钢一炼铁分厂2#高炉始建于2003年，2012年6月15日停炉大修，2013年3月8日开炉生产。至2017年3月共生产铁水261.3万吨，利用系数3.95t/m3.d，冶强较高。2014年开始陆续有冷却壁烧损现象，至今五段内层破损率61.54%，六段冷却壁破损率71.15%，由于冷却壁烧损严重高炉进行降低冶强护炉生产，高炉外部炉皮有发红现象，于是采用外部打水进行冷却，已严重威胁到安全生产；公司决定2017年4月22日计划停炉15天中修更换五段、六段冷却壁及炉腰板。本次停炉采用空料线前期回收煤气法，于4月22日15：00开始停止加料降料面，23日00：05分高炉休风，整个过程历时9小时5分钟，料面安全降至风口。

2 停炉前的准备工作

2.1 高炉操作调整

停炉前2#高炉总体运行良好，偶尔有渣皮脱落影响，为了使停炉过程顺畅的进行，减少停炉过程中大量渣皮脱落的影响，特制订以下几点调整措施。

  （1）布料角度ppp30（4）28（4）kk30（3）28（3）26（2）改为ppp29（4）27（4）kk29（3）27（3）25（2）整体退一度，发展边缘气流；减少渣皮厚度，有效减少停炉过程中的渣皮脱落造成的影响。

（2）提前3天焦炭结构为50%准一级焦+50%一级焦，提前1天改为100%一级焦。降低炉渣碱度在1.10～1.15 ,炉温控制在0.4%-0.7%，物理热≥1480℃。

（3） 停炉前1天开始轻负荷。停止加料前6～8小时左右改为全焦操作，即停止加料时全焦料到达风口，停炉料理论燃料比600kg/t。停炉前1个班开始调整炉温和渣系,停止加料前炉温控制在0.5%-1.0%,碱度1.0～1.10。

（4）全面检查冷却设备，确定漏水的冷却壁并做好标识。排查风口设备，发现漏水及时休风更换，严禁风口设备向炉内漏水。停炉降料面前6～8小时对炉腹以下漏水冷却壁进行闭水处理。

（5）提前安装先进的炉顶雾化打水设备，高炉利用前期定修机会安装先进的雾化打水装制，实现雾化水粒度在200-300μm，可以保证雾化水在没有到达料面前就已汽化分解，有效减少料面的水分含量，保证降料面的安全进行。

（6）提前进行设备检查，确保高炉设备不出故障，检查高炉各个关键阀门的灵活性，尤其是蒸汽、N2阀门；同时在炉顶安装煤气取样装置通过管道至风口平台，利于降料面过程取煤气样送检。

表1  兴澄特钢2#高炉降料面前炉温及渣成分，%

3 停炉降料面过程

3.1 降料面操作要求

3.1.1顶温控制

停炉过程最关键的是顶温的控制，停炉前公司能源部也提出入煤气管网的温度要低于200℃，以防止煤气管网的管道经不住高温而开裂，防止安全事故发生，针对这种情况分厂特别制定顶温控制上限300℃，超过此温度必须采取有效措施，防止TRT出口温度超过200℃；顶温主要靠风量、风温、雾化打水三种手段来控制。如果打水量过多，极易造成爆震现象；如果打水量过少，炉顶温度超标又对炉顶设备造成损害；所以说顶温的控制是关键的关键。本次使用先进的雾化打水设备，有效的控制了顶温。

3.1.2风量控制

前期尽量使用大风量、高顶压加快降料面的速度。后期随着料面的降低，压差逐渐下降，风量在不断上升时要逐步控制风量，维持合适的送风制度，防止产生管道气流。

3.1.3降料面位置及放散时间安排

由于本次不安装停炉长探尺，当料线超过5.0米以后，后期料线深度主要以煤气中H2/CO2含量和累计风量进行综合判定：①H2上升接近CO2数值时，累计风量约35万m3，料面处于炉身下部。②H2大于CO2数值时，料面进入炉腰部位。③CO2开始逐步回升时，料面进入炉腹部位。因为煤气中的CO2含量变化与炉料深度近似抛物线的关系。随着料面下降间接还原反应逐渐减弱，拐点标志着间接还原反应基本结束，CO2值达到最低值约3%-5%，料面相对位置在炉腰附近；拐点过后由于料层逐渐变薄，CO2上升过程被C还原成CO的反应减弱，所有CO2含量会逐渐回升。放散时间主要根据顶温来决定，当TRT出口温度超过200℃，就要准备放散。

3.2 降料面过程

4月22日15：00加完盖面焦15吨后开始停止加料，风量1300m3/min，顶压90kpa。随着料面不断下降，料层不断变薄，顶压出现波动，逐步减风降低顶压，保证合适压差，避免出现管道行程；同时根据炉温及理论燃烧温度调整风温，16：00风量减至1150 m3/min，顶压83kpa稳定下来；19：30TRT出口温度超过200℃，19:45炉顶通N2，20:00开炉顶放散煤气；20:10切煤气结束，20:35 CO2含量出现拐点回升趋势，判断料面处于炉腹位置，减风至950 m3/min，顶压21kpa，22:02减风至830 m3/min，顶压15kpa。 22:30有一次轻度爆震，分析原因是煤气中氧含量超标所致，23:45观察风口变暗，风口前焦炭已降到风口中心线以下，判断料面已降到位，立即组织休风，历时9小时5分钟。

3.3 炉前出铁工作：

炉前的主要任务是保证出净渣铁，要保证正常的铁口深度及角度；通过计算从降料面前一炉开始算起，应该有289t理论铁量，最后一炉铁出铁间隔延长至3小时26分钟，最后实际出铁295t，与理论计算量一致。

表2  兴澄特钢2#高炉降料面过程出铁及铁渣成分

4 结语

兴澄特钢2#高炉降料面停炉，通过采用先进炉顶雾化打水设备，首次使用均压N2进行炉顶稀释煤气中的H2和O2，合理的停炉炉料结构，优化操作过程控制参数，实现安全、环保、高效停炉。

  （1）停炉前，对炉料结构和料制进行调整，控制好降料面过程的炉渣碱度和炉温平衡，保证良好的渣铁流动性；同时对停炉前的设备进行大规模的点检确认，确保降料面过程设备零故障。

  （2）整个降料面过程采用前期回收煤气的空料线法，采用大风量，高顶压，大大缩短了降料面时间，同时利用TRT的降温功能，有效延长了回收煤气的时间，既减少了环境污染，又减少了煤气浪费；

  （3）使用先进的炉顶雾化打水设备。雾化效果好，使得水汽在炉身上部就已经汽化，根本就不会到达料面，因此，这次降料面的焦炭达到风口中心线以下，风口还没有吹黑，另一方面雾化水到不了料面，避免了和高温料面直接接触，减少了因水汽急剧膨胀而产生的爆震；后期一次轻度爆震是因为氧气含量超标所致，对降料面停炉过程影响不大；本次停炉过程还是比较顺利的，风压、顶压平稳过渡，直到休风结束。

  （4）本次降料面停炉首次使用炉顶均压N2进行稀释煤气中的H2和O2，有效减少炉身上部可能发生的爆震现象。

  （5）不足之处，最后一次铁漏铁口，导致渣铁排放不畅，虽然理论铁量出来了，但炉渣有部分未排出，导致风口前下方的焦炭有部分冷渣存在，影响后期的开炉工作。

参考文献

[1] 范广权. 高炉炼铁操作. 北京：冶金工业出版社，2003.295-302

[2] 周传典. 高炉炼铁生产技术手册 [M] .北京：冶金工业出版社，2002年第一版