潘偉恩，丁時(shí)明，柏德春

（廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司 煉鐵廠，廣東 韶關(guān) 512000）

韶鋼3200 m3高爐停爐實(shí)踐

潘偉恩，丁時(shí)明，柏德春

（廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司 煉鐵廠，廣東 韶關(guān) 512000）

韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵廠受到原燃料品質(zhì)下降的影響，爐況失常，決定對(duì)高爐進(jìn)行停爐中修。詳細(xì)介紹了停爐的全過程，包括降料面前的爐況、休風(fēng)前的準(zhǔn)備、停爐操作、爐外出鐵等環(huán)節(jié)，總結(jié)了此次停爐中修的成功經(jīng)驗(yàn)。

高爐；降料面；休風(fēng)；停爐；爐外出鐵；風(fēng)口

2015年10月，受原燃料品質(zhì)下降的影響，韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵廠3 200 m3高爐爐況失常，決定于2016年2月降料面停爐中修。通過洗爐墻、完善打水裝置、安裝氮?dú)獯祾?、預(yù)休風(fēng)操作等步驟，料面成功降至風(fēng)口下。本文擬對(duì)大高爐停爐過程從制定計(jì)劃、應(yīng)急預(yù)案和具體施工各環(huán)節(jié)進(jìn)行論述和總結(jié)，以期能為相關(guān)工程實(shí)踐提供參考。

1 降料面前的爐況

降料面操作是國(guó)內(nèi)高爐進(jìn)行爐型再造普遍采用的方法之一，降料面過程操作控制要求較高，且爐容越大操控難度越高。經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐，通過大風(fēng)量操作的降料面方法得到普遍認(rèn)可。降料面之前，高爐的爐況基本順行，燃料消耗偏高，燃料比為580～590 kg/t，煤比為150 kg/t。布料模式采用中心加焦方式，在料面中心加適當(dāng)焦炭（占總焦量的20%～30%）引導(dǎo)中心氣流，入爐的礦石質(zhì)量為85 t，入爐焦炭負(fù)荷為3.664，爐體的熱負(fù)荷維持在12 700～16 000 MJ/h。輔料加入：每批配加錳礦和焦炭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.55%和0.35%。采用全開風(fēng)口送風(fēng)方式。停爐前爐況指標(biāo)見表1。

表1 停爐前爐況指標(biāo)Tabel 1 Furnace condition index before shutdown

2 休風(fēng)前的準(zhǔn)備

高爐生產(chǎn)一定周期后，由于上升的煤氣流與爐料接觸不均勻，導(dǎo)致爐墻會(huì)有局部黏結(jié)現(xiàn)象。為了讓降料面過程順利進(jìn)行，避免出現(xiàn)爐墻渣皮大面積垮塌現(xiàn)象，在降料面之前要進(jìn)行洗爐墻操作。洗爐墻主要是通過發(fā)展邊緣煤氣流沖刷爐墻，減少停爐后的扒爐工作量，改善爐缸狀態(tài)、促進(jìn)爐況順行。

2.1 洗爐作業(yè)

洗爐操作是以通過控制合理的煤氣流速，獲得良好的渣鐵流動(dòng)性為原則。休風(fēng)前的第3 d開始洗爐作業(yè)（熱洗），參考同類型高爐停爐的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)[1-4]，確定洗爐的控制參數(shù)為：鐵水溫度（鐵水物理熱）不低于1 505 ℃、鐵水中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（鐵水化學(xué)熱）為0.6%～0.8%、爐渣二元（CaO/SiO2）堿度R2為1.10，保證爐缸熱量充沛。洗爐中密切注意風(fēng)口、冷卻壁情況。噴煤比控制在90～100 kg/t，適當(dāng)少量輔料降低爐渣堿度。

2.2 預(yù)休風(fēng)料加入操作

在降料面過程之前需要安裝停爐操作必要的裝置，以滿足工藝條件進(jìn)行休風(fēng)操作。休風(fēng)爐料加入情況：休風(fēng)料按6段加入，提前一個(gè)冶煉周期（休風(fēng)前8 h）改全焦炭冶煉（噴煤比為0），焦炭負(fù)荷為2.5。2016-02-11T8：15第1段休風(fēng)料（第44批）入爐，礦石質(zhì)量為81 t，爐料結(jié)構(gòu)為90%燒礦+6%巴西球礦+4%生礦，每批配加錳礦1.5 t，白云石0.8 t，硅石1.3 t。第2～4段休風(fēng)料從爐腹、爐腰、爐身下各配加焦炭20 t，爐渣二元堿度R2為1.01，四元（CaO+MgO/SiO2+Al2O3）堿度B2為0.878。第5～6段休風(fēng)料以凈焦加入為主，集中加入焦炭40 t。休風(fēng)采用的布料制度如表2所示。

表2 休風(fēng)布料制度Table 2 Blast furnace blow-down charging system

2.3 爐頂打水槍的安裝

降料面過程爐內(nèi)料層減少，爐頂高溫煤氣需通過打水冷卻降溫，打水裝置安裝和打水效果關(guān)系到整個(gè)降料面進(jìn)程。2月11日利用高爐預(yù)休風(fēng)對(duì)爐頂4根懸臂測(cè)溫進(jìn)行改造使其帶有霧化功能。安裝前檢查并試運(yùn)行爐頂打水裝置，進(jìn)行霧化效果試驗(yàn)，確認(rèn)打水管道暢通，確保安全可控。

2.4 氮?dú)獯祾哐b置

降料面過程中爐內(nèi)煤氣驟增，必須通入一定量的氮?dú)?，以平衡爐內(nèi)CO的含量。爐體設(shè)置了12個(gè)靜壓力孔通入氮?dú)?。加裝爐身氮?dú)夤?yīng)裝置，并配備流量表、控制閥門等。在降料面過程中，向爐內(nèi)料面上吹入氮?dú)?，稀釋爐內(nèi)氧氣和氫氣的濃度，防止?fàn)t內(nèi)出現(xiàn)爆震。為防止高溫煤氣流等從噴氮孔吹出或堵塞孔道，從送風(fēng)開始就吹入氮?dú)?，直至降料面完成?2個(gè)靜壓力孔的氮?dú)獾目偭髁靠刂圃? 000 m3/h以上[5-6]。

2.5 煤氣取樣

降料面進(jìn)程通過爐頂煤氣成分變化來判定，因此煤氣取樣點(diǎn)的設(shè)置要合理，煤氣取樣化驗(yàn)要及時(shí)準(zhǔn)確。完善煤氣取樣裝置，并確認(rèn)取樣線路暢通且不漏氣，煤氣取樣管盡量減少拐點(diǎn)，加裝反吹掃設(shè)施，各閥門要安全可靠。

3 停爐操作

停爐操作主要是控制送風(fēng)量和燃燒下降料面的過程。隨著爐頂溫度的上升，整個(gè)過程也是逐步降低風(fēng)量的過程。此次降料面停爐的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)如下：

1）2016-02-12T07：18送風(fēng)，送風(fēng)后爐身靜壓力孔通入低壓N2，流量為1 780 m3/h[5]，同時(shí)爐頂齒輪箱通入N2和冷卻水，以強(qiáng)化設(shè)備冷卻。

2）07：30裝入焦炭量共計(jì)40 t，分2次稱量裝入。

3）07：32高爐煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)通煤氣操作，7：40出現(xiàn)頂壓異常波動(dòng)（東南方向），爐頂溫度選用其它3個(gè)點(diǎn)為參考值。

4）07：56爐頂溫度達(dá)到335 ℃，爐內(nèi)裝入第1批20 t焦炭。

5）09：40煤氣系統(tǒng)的調(diào)壓閥組出現(xiàn)設(shè)備故障，導(dǎo)致爐頂壓力大幅下降（其中CD閥全開，無(wú)法動(dòng)作，爐內(nèi)減少風(fēng)量至3 000 m3/min）。

6）09：53故障排除，開始恢復(fù)風(fēng)量，前期高爐采取高頂壓大風(fēng)量操作。由于布袋除塵系統(tǒng)的檢測(cè)溫度比高爐爐頂溫度高出150 ℃，而高爐打水是根據(jù)爐頂溫度控制的，從而造成布袋除塵系統(tǒng)實(shí)際溫度較高（超過350 ℃），除塵箱體的密封硅膠大面積燒毀導(dǎo)致煤氣泄漏。12：08開始分次進(jìn)行減風(fēng)操作：12：08減風(fēng)300 m3/min，13：08減風(fēng)500 m3/min，13：16減風(fēng)500 m3/min。14：00布袋回收煤氣的箱體僅存6個(gè)可用，爐頂打水控制溫度由350 ℃降至180 ℃。14：00—16：00平均風(fēng)量下降至2 000 m3/min。

7）23：53觀察送風(fēng)風(fēng)口情況： 3#、9#風(fēng)口出現(xiàn)“掛渣”現(xiàn)象。23：57料面進(jìn)入爐腹下部，出于安全考慮，噴煤冷風(fēng)改用全氮?dú)獯祾遊5-7]。

8）2016-02-13T00：00煤氣中二氧化碳與一氧化碳含量達(dá)到平衡點(diǎn)[7]，這表明間接還原結(jié)束，降料面工作接近尾聲。

9）00：00觀察送風(fēng)風(fēng)口情況，發(fā)現(xiàn)26#風(fēng)口小套漏水。00：40停止回收煤氣[8-10]。00：53打開爐頂放散閥，切斷爐內(nèi)煤氣操作。01：43關(guān)閉混風(fēng)閥；打開4個(gè)出鐵口進(jìn)行空噴操作，直至出鐵口內(nèi)無(wú)渣鐵流出。01：50 煤氣中O2的體積分?jǐn)?shù)大于0.5%，超過半數(shù)風(fēng)口出現(xiàn)吹空現(xiàn)象，爐頂溫度急劇飆升，說明熱風(fēng)直接吹到了爐頂。

10）01：53高爐休風(fēng)操作。調(diào)整頂壓保持爐內(nèi)正壓，停爐操作結(jié)束。停爐過程中累計(jì)耗風(fēng)量為3 602 844 m3。

降料面爐況運(yùn)行具體參數(shù)見表3。

表3 降料面爐況運(yùn)行參數(shù)Table 3 Operating parameters of the falling surface

4 爐外出鐵

降料面期間，爐前按照停爐要求組織出鐵[3,6]，2016-02-12T07：18送風(fēng)，送風(fēng)后142 min（09：40）打開出鐵口，11：40出鐵口正常出渣，出鐵量為770 t，出鐵耗時(shí)3 h。爐內(nèi)渣鐵流動(dòng)性較好；13：36第二次打開出鐵口，出鐵量300 t，出鐵耗時(shí)5 h。爐內(nèi)渣鐵流動(dòng)性較好；當(dāng)料面降到風(fēng)口中心線以上約1.5 m時(shí)，出最后一爐鐵，即19：46第三次出鐵，出渣鐵55 t，至此，休風(fēng)料中的理論渣鐵量已出凈。當(dāng)料面降至高溫區(qū)時(shí)，爐墻黏結(jié)物開始熔化并向下滴落，容易堵塞送風(fēng)風(fēng)口，此時(shí)操作人員應(yīng)在保證安全的前提下勤觀察風(fēng)口狀況。23：53 觀察送風(fēng)風(fēng)口情況發(fā)現(xiàn)3#、9#風(fēng)口有掛渣現(xiàn)象，2016-02-13T01：00所有風(fēng)口有掛渣現(xiàn)象，這表明降料面已接近風(fēng)口。2016-02-12T23：33打開3#出鐵口，2016-02-13T00：21打開1#出鐵口，00：41打開2#出鐵口，00：54打開4#出鐵口。4個(gè)出鐵口打開后，僅有少量渣流出，出鐵口是空噴煤氣狀態(tài)，這標(biāo)志著降料面操作已完成，具備了停爐操作的條件。

5 停爐過程及煤氣成份變化

降料面全過程控制基本平穩(wěn)，打水量根據(jù)煤氣成份和料面情況適時(shí)調(diào)節(jié)。煤氣中，當(dāng)CO體積分?jǐn)?shù)開始降低，CO2體積分?jǐn)?shù)開始增加時(shí)，說明料面已進(jìn)入爐腹[8]；當(dāng)N2含量開始上升時(shí)，說明料面已進(jìn)入風(fēng)口區(qū)；當(dāng)CO和CO2體積分?jǐn)?shù)相等時(shí)[8-10]，表明降料面操作已接近尾聲。降料面過程中，CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)與料面的變化趨勢(shì)如圖1所示；降料面過程中，主要參數(shù)變化趨勢(shì)如圖2所示。

圖1 CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)與料面的變化趨勢(shì)Fig. 1 Variation trend and volume fraction of CO and CO2 on the surface

圖2 降料面過程主要參數(shù)變化趨勢(shì)圖Fig. 2 Variation of the main parameters of the falling surface process

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

此次降料面操作過程控制良好：停爐過程安全受控；降料面過程中爐況穩(wěn)定，無(wú)任何崩滑料；H2、O2含量控制較好，無(wú)煤氣爆震現(xiàn)象。整個(gè)過程從2016-02-12T07：18—13T01：50，歷時(shí)18 h 32 min，比預(yù)定的20 h減少了1 h 28 min，料面下降至26.6 m左右，基本達(dá)到原定的25.8 m的要求。本次成功停爐檢修可總結(jié)出如下主要經(jīng)驗(yàn)：

1）停爐前爐況、爐溫控制要穩(wěn)定。煤氣流分布合理：2016-02-11預(yù)休風(fēng)后，調(diào)整了礦石、焦炭布料檔位，加大了發(fā)展邊緣氣流的力度，爐體熱負(fù)荷、爐體溫度逐步上升，同時(shí)中心保持充沛氣流，促進(jìn)了爐況的穩(wěn)定。

2）根據(jù)爐墻的黏結(jié)情況進(jìn)行洗爐操作，調(diào)整合適的洗爐參數(shù)。爐體熱負(fù)荷、爐體溫度呈上升趨勢(shì)時(shí)，爐內(nèi)應(yīng)補(bǔ)足熱損失避免爐溫失常。

3）爐頂打水量要根據(jù)爐頂溫度變化，嚴(yán)格控制打水量。一是打水槍霧化程度要好，可以充分降低頂溫；二是爐頂溫度盡量控制均勻，在煤氣出口溫度與爐頂溫度相差較大時(shí)，以布袋除塵系統(tǒng)的溫度為基準(zhǔn)來控制爐頂打水。

4）關(guān)鍵步驟操作的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和時(shí)機(jī)選擇合理。停爐幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是：加大保安氣體的通入時(shí)間、煤氣回收的時(shí)間、停爐出鐵時(shí)間次數(shù)安排、改常壓時(shí)間、切煤氣時(shí)間、休風(fēng)時(shí)間。本次停爐的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)條件確認(rèn)和時(shí)機(jī)把握都很好，特別是降料面到達(dá)后期時(shí)，風(fēng)量較少、頂壓和風(fēng)壓差別很小的情況下，改為常壓操作及切斷煤氣操作很成功。

5）煤氣回收的時(shí)間要盡可能維持在16 h以上。本次停爐，煤氣回收時(shí)間較長(zhǎng)，縮短了爐頂放散的時(shí)間（減少煙塵冒出），降低了煤氣出口溫度，減少了打水量。

6）確保設(shè)備可靠運(yùn)行。在停爐前必須不斷地調(diào)試使用停爐操作的設(shè)備、設(shè)施，確保停爐操作期間可靠運(yùn)行，特別是探尺、保安氣體通入設(shè)備、煤氣取樣和壓力控制等閥門及設(shè)備。

7）停爐前冷卻設(shè)備必須徹底查漏，以避免爐內(nèi)泄露導(dǎo)致爐缸凍結(jié)事故。本次停爐前，爐體無(wú)漏水，確保了停爐安全。

8）停爐方案必須細(xì)化。本次停爐前，所有技術(shù)方案、作業(yè)方案、緊急情況下的預(yù)案完備，人員職責(zé)、工作內(nèi)容和信息聯(lián)絡(luò)、管理責(zé)任體制清晰，整個(gè)停爐過程安全有序。

[1]陳喜勇. 宣鋼1#2 500 m3高爐中修降料面實(shí)踐[J]. 科技致富向?qū)В?013(8)：230.CHEN Xiyong. In 1#2 500 m3Blast Furnace Burden Reduction Practice[J]. Guide of Sci-Tech Magazine，2013(8)：230.

[2]張賀順，馬洪斌，任 健. 首鋼高爐降料面停爐技術(shù)的定量化分析[J]. 鞍鋼技術(shù)，2011(1)：48-51.ZHANG Heshun，MA Hongbin，REN Jian.Quantification Analysis on Blowing Off by Dropping Charge Level Technology for BF of Shougang[J]. Angang Technology，2011(1)：48-51.

[3]王天球，張龍來，陳永明，等. 寶鋼1號(hào)高爐停爐大修及開爐操作[J]. 煉鐵， 2012，31(2)：18-20.WANG Tianqiu，ZHANG Longlai，CHEN Yongming，et al. Revamping and Restart of No.1 Blast Furnace Furnace in Baosteel[J]. Ironmaking，2012，31(2)：18-20.

[4]徐 巍，李 祺，汪玉來，等. 天鋼3 200 m3高爐空料線停爐操作實(shí)踐[J]. 天津冶金，2013(增刊1)：21-23，29.XU Wei，LI Qi，WANG Yulai，et al. Stock Line Lowering Practice for Shutdown of 3 200 m3BF in TISCO[J]. Tianjin Metallurgy，2013(S1)：21-23，29.

[5]董國(guó)強(qiáng)，楊曉韜，徐艷麗，等. 唐鋼3號(hào)2 560 m3高爐大修停爐實(shí)踐[J]. 煉鐵，2008，27(4)：28-30.DONG Guoqiang，YANG Xiaotao，XU Yanli，et al.Tangshan No.3 2 560 m3Blast Furnace Shutdown[J].Ironmaking，2008，27(4)：28-30.

[6]田景長(zhǎng)，姜 喆， 車玉滿，等. 鞍鋼2 580 m3高爐大修停爐實(shí)踐[J]. 鞍鋼技術(shù)，2016(2)：49-51.TIAN Jingchang，JIANG Zhe，CHE Yuman，et al.Practice of Blowing-Out of 2 580 m3BF for Overhaul in Ansteel[J]. Angang Technology，2016(2)： 49-51.

[7]趙長(zhǎng)城，張 磊，金國(guó)一，等. 鞍鋼新2號(hào)高爐降料面停爐生產(chǎn)實(shí)踐[J]. 鞍鋼技術(shù)，2015(1)：31-35.ZHAO Changcheng，ZHANG Lei，JIN Guoyi，et al.Operation Practice on Shutdown of Dropping Charge Level in New No.2 Blast Furnace of Angang[J]. Angang Technology，2015(1)：31-35.

[8]張 福. 本鋼7號(hào)高爐空料線停爐操作實(shí)踐[J]. 本鋼技術(shù)，2014(3)： 6-10.ZHANG Fu. Operation Practice of Blowing-Down with Lowering Stockline on No.7 BF of BX STEEL[J].Bengang Technology，2014(3)：6-10.

[9]宋明明，欒吉益，馮增銘，等. 濟(jì)鋼3號(hào)1 750 m3高爐停爐降料面實(shí)踐[J]. 煉鐵，2011，30(4)： 27-29.SONG Mingming，LUAN Jiyi, FENG Zengming，et al. No. 3 Furnace of Jigang 1 750 m3Blast Furnace Ironmaking Practice Falling Surface[J]. Ironmaking，2011，30(4)： 27-29.

[10]李世杰，楊占海，侯 健，等. 邯鋼8號(hào)高爐快速停爐降料面實(shí)踐[J]. 煉鐵，2012，31(4)：48-50.LI Shijie，YANG Zhanhai，HOU Jian，et al. No.8 Blast Furnace in Handan Iron and Steel Shutdown Fast Falling Surface Practice[J]. Ironmaking， 2012，31(4)：48-50.

（責(zé)任編輯：鄧光輝）

Blowing Off in 3 200 m3Blast Furnace of Shaoguan Steel Corporation

PAN Wei,en，DING Shiming，BO Dechun
（Ironmaking Plant，Shaoguan Iron and Steel Group Co., Ltd., Shaoguan Guangdong 512000，China）

Affected by the quality of raw fuels, the furnace of the iron works of Shaoguan Iron and Steel Group Co.Ltd. has been abnormal in condition, which makes the furnace maintenance necessary. A detailed introduction has been made to the whole process of the furnace shutdown, including the conditions of the falling surface, preparatory work before the blowing-down, the operation of the furnace shutdown and the tapping outside the furnace, followed by a summary of the successful experience of the shutdown repairing.

blast furnace；falling surface；blowing-down；shutdown；tapping outside the furnace；tuyere

TF548

A

1673-9833(2017)04-0050-05

10.3969/j.issn.1673-9833.2017.04.009

2017-05-11

潘偉恩（1978-），男，廣東韶關(guān)人，廣東韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司工程師，主要研究方向?yàn)殇撹F冶煉，E-mail：panweien2012@163.com