摘  要  本文對(duì)安鋼2號(hào)高爐空料線(xiàn)打水停爐操作進(jìn)行了總結(jié)。通過(guò)認(rèn)真核算休風(fēng)料，合理控制風(fēng)量、爐頂打水量、煤氣成分等各項(xiàng)參數(shù)，順利將料面降到了風(fēng)口以下，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保停爐。殘鐵口位置準(zhǔn)確的選擇及放殘鐵過(guò)程合理的組織，使殘鐵排放比較干凈。停爐后，觀察冷卻壁洗爐效果，發(fā)現(xiàn)除個(gè)別銅冷卻壁掛有少量渣皮外，其他冷卻壁均無(wú)渣皮，洗爐效果較好。

關(guān)鍵詞  高爐  空料線(xiàn)  停爐  放殘鐵  

Blowing-out Operation with Descending Stockline for the No.2 

Blast Furnace of Anyang Steel

WANG Xuefeng  CHEN Quan

(Anyang Iron and Steel Co.,Ltd)

Abstract  The blowing-out operation with descending stock line for the No.2 blast furnace of Anyang Steel was summarized in this paper. Due to the careful burden calculation of the blowing-out and the reasonable control of blowing rate, volume of spraying water, gas composition of BF and other parameters, the stock surface was descended below the center line of the tuyere smoothly and the safe and environmental process of blowing-out was achieved. There is nearly no iron remaining in the hearth after discharging the residual iron process owing to the accurate selection of hole, which discharges the residual iron, and reasonable arrangement. In addition to individual copper cooling stave with hanging a small amount of protective layer on the hot surface, no protective layer was found on the hot surface of other cooling staves. It is demonstrated that the process of washing furnace was successful.

Key words   blast furnace  descending stockline  blowing-out  discharging the residual iron

安鋼2號(hào)高爐有效容積2800m3，設(shè)計(jì)3個(gè)鐵口，30個(gè)風(fēng)口，2007年6月28日建成投產(chǎn)。開(kāi)爐后至2012年高爐順行狀態(tài)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，但之后高爐爐基躥煤氣嚴(yán)重，爐缸側(cè)壁溫度升高，于2015年6月發(fā)生了鐵口燒穿事故。由于爐身中下部的8、9、10段鑄鐵冷卻壁損壞較多，爐缸（尤其是鐵口區(qū)域）耐材侵蝕嚴(yán)重，威脅著高爐安全、高效生產(chǎn)，經(jīng)研究決定，于2016年9月20日進(jìn)行空料線(xiàn)打水降料面停爐大修。

1  準(zhǔn)備工作

1.1  停爐方法的確定

停爐方法可分為填充法和空料線(xiàn)法兩種[1]。為了減小停爐后爐內(nèi)清理工作的繁重及加快停爐進(jìn)程，縮短工期，經(jīng)多次討論，決定采用空料線(xiàn)打水停爐法，將料線(xiàn)降至風(fēng)口中心線(xiàn)（標(biāo)高14.1m）后休風(fēng)。

1.2  設(shè)備方面的準(zhǔn)備

（1）儀表設(shè)備的檢查校對(duì)是為了準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)、控制停爐過(guò)程，避免因儀表設(shè)備問(wèn)題而引起事故。校正頂溫、煤氣分析儀、風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)溫、頂壓、爐頂打水量及水壓等儀表數(shù)據(jù)，加裝微機(jī)累計(jì)風(fēng)量值，修復(fù)、調(diào)試爐頂蒸汽管道。確認(rèn)向爐內(nèi)通入保證安全的氣體設(shè)備管道、閥門(mén)和檢測(cè)計(jì)量設(shè)備，保證測(cè)量準(zhǔn)確。

（2）全面檢查爐殼開(kāi)裂情況，檢查爐皮是否存在煤氣泄漏。若有泄漏點(diǎn)，要利于休風(fēng)機(jī)會(huì)焊補(bǔ)好，并落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)煤氣安全警示標(biāo)志。

（3）預(yù)算停爐爐料，保證料倉(cāng)休風(fēng)后全部騰空。

（4）備好8根Φ40mm噴水槍?zhuān)荛L(zhǎng)伸入爐內(nèi)3600mm，每根打孔長(zhǎng)度3500mm，孔間距50mm，孔徑3mm，從高爐中心向邊緣依次增加鉆孔排數(shù)，最終鉆孔4排。 

（5）確認(rèn)蒸汽、氮?dú)獾冉橘|(zhì)管網(wǎng)的壓力流量和控制閥門(mén)，落實(shí)兩臺(tái)水泵（一用一備）揚(yáng)程大于80m，壓力不低于1.2MPa。

（6）焊制出殘鐵平臺(tái)及制作殘鐵溝和備用殘鐵坑，備好沙子，防止放殘鐵時(shí)發(fā)生意外事故。

（7）提前告知?jiǎng)恿?、生產(chǎn)、能源部門(mén)，做好應(yīng)對(duì)高爐空料線(xiàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的煤氣溫度較高、煤氣量變化、開(kāi)放散產(chǎn)生噪音等緊急情況下的措施，同時(shí)需要保證爐頂打水的水壓、水量、氮?dú)夂驼羝麎毫Α?/span>

（8）針對(duì)爐缸和爐身安全狀況，制訂詳細(xì)具體的停爐操作參數(shù)區(qū)間和煤氣成分控制范圍，制定好放殘鐵方案，包括擬定各種操作預(yù)案，進(jìn)行模擬事故演練，杜絕事故發(fā)生。

1.3  停爐前的操作調(diào)整

（1）調(diào)節(jié)操作參數(shù)確保中心氣流充沛的同時(shí)，適當(dāng)發(fā)展邊沿氣流，逐步提高爐體溫度清理爐墻。

（2）停爐前一個(gè)月停加含鈦礦。改善原燃料質(zhì)量，提高爐缸焦堆的透液性。停爐前2天停用小塊焦。

（3）降料面時(shí)逐步降低爐底、爐缸下部冷卻強(qiáng)度，減薄凝鐵層厚度；將爐底的冷卻水量視情況適當(dāng)減少，進(jìn)一步提高爐底溫度。提高軟水來(lái)水溫度，水溫差按上限管理。在整個(gè)過(guò)程中，密切跟蹤爐缸區(qū)域的所有電偶溫度變化情況，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理。 

（4）調(diào)整高爐造渣制度，改善爐渣流動(dòng)性。

（5）適當(dāng)提高爐溫水平。按照爐溫中上限，堿度下限控制原則，[Si]提高到0.45％～0.55％的水平。停爐前一天0.55％～0.65％的水平。鐵水溫度以1500℃±10℃為目標(biāo)控制。

（6）調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，調(diào)整用料品種，逐步過(guò)渡到停爐料的水平。在停爐前計(jì)算好停爐原燃料使用量并控制上料，便于停爐時(shí)盡量騰空料倉(cāng)。

（7）9月5日爐缸1#鐵口附近側(cè)壁補(bǔ)栽的熱電偶溫度（插入炭磚30mm）急劇攀升。為此，在確保高爐穩(wěn)定順行的情況下，適當(dāng)控制冶強(qiáng)，產(chǎn)量≤6000t/d，氧量≤10000m3/h，[Si]0.45%-0.60%，[S]≤0.035%，倒換鐵口出鐵，停用1#鐵口出鐵。9月15日高爐休風(fēng)，更換漏水的30#風(fēng)口，堵死部分漏水冷卻壁水管，加大爐殼外部噴水冷卻，高爐焦炭負(fù)荷由4.70退至4.40，9月16日開(kāi)始加錳礦洗爐，[Mn]在正常爐溫下按0.8-1.0%控制。9月17日高爐冷卻系統(tǒng)全面查漏，晚上22：00，開(kāi)始退焦炭負(fù)荷O/C=62t/15.5t=4.00。

2  高爐預(yù)休風(fēng)

休風(fēng)配料計(jì)算：[Si]含量為1.0％，計(jì)算爐渣R2比正常下調(diào)0.1，[Mn]含量要達(dá)到0.8-1.0％。爐料結(jié)構(gòu)為：燒結(jié)+球團(tuán)+阿塊+硅塊+錳礦（結(jié)合當(dāng)天燒結(jié)成分可微調(diào)）；每批配500kg螢石。壓縮率按照11%計(jì)算，全爐焦比655kg/tFe，風(fēng)料體累計(jì)37批，休積2268m3，鐵量1158t，渣量500t。爐渣成分SiO2：37.06%；CaO：39.28%；Al2O3：13.36%；MgO：7.30%，R2：1.06，爐渣鎂鋁比0.55。

9月18日10：00開(kāi)始改全焦，布料制度調(diào)整：礦石外部三檔位各加0.5°，布料礦石O（3332）→O（4332），焦炭C（332215）未變，抑制邊緣，開(kāi)放中心。9月18日17：00高爐停止上礦石（按照安排騰空所有礦石倉(cāng)），開(kāi)始拉5批蓋面焦炭（焦批為20t），上完蓋面焦炭后，高爐停止上所有爐料。9月18日18:10料線(xiàn)4 m，高爐準(zhǔn)備休風(fēng)。休風(fēng)前出最后一次鐵，同時(shí)打開(kāi)兩個(gè)鐵口。打開(kāi)鐵口后，控制好上料，鐵口見(jiàn)噴后，按休風(fēng)操作程序操作。高爐預(yù)休風(fēng)前主要操作參數(shù)，如表1所示。預(yù)休風(fēng)完成后，進(jìn)行高爐預(yù)休風(fēng)項(xiàng)目，主要包括：

（1）休風(fēng)后進(jìn)行爐頂點(diǎn)火，風(fēng)口堵泥，所有料罐、皮帶及稱(chēng)量斗要按計(jì)劃騰空，現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉富氧平臺(tái)各閥門(mén)，并停電掛牌。開(kāi)始降料面送風(fēng)前，爐內(nèi)操作畫(huà)面制作風(fēng)量累計(jì)數(shù)據(jù)并清零。

（2）檢查爐喉原來(lái)均勻分布的8根爐頂打水管霧化狀況，損壞的及時(shí)更換。 

（3）檢查確認(rèn)冷卻設(shè)備狀況，風(fēng)口破損的要及時(shí)更換，向爐內(nèi)漏水的冷卻壁要關(guān)閉（漏水已經(jīng)穿管不向爐內(nèi)漏水的正常通水），防止向爐內(nèi)漏水，并且開(kāi)其外部的爐外噴水冷卻爐殼。

（4）拆除十字測(cè)溫，更換為新制作的8根霧化式爐頂打水槍?zhuān)總€(gè)十字測(cè)溫孔安裝兩根，這兩根打水槍在安裝時(shí)要上下錯(cuò)開(kāi)，入口聯(lián)接管不漏水，安裝水泵前后及旁通管道，便于調(diào)整水量。連接和調(diào)試水源，防止連接水管在高壓下斷開(kāi)或裂開(kāi)，在送風(fēng)前4小時(shí)內(nèi)安裝完畢，調(diào)試后保證8根管全部通水(保證不斷水)，避免插入爐內(nèi)受熱變形彎曲或者堵死霧化孔。

（5）休風(fēng)前重力除塵器放灰。

（6）調(diào)試、確定探尺能滿(mǎn)足降料面的要求（料線(xiàn)0位標(biāo)高39.9m，風(fēng)口中心線(xiàn)標(biāo)高14.1m）。

（7）在爐頂壓力取出口增設(shè)一套新的煤氣人工取樣裝置，引至出鐵場(chǎng)平臺(tái)，保證取樣管暢通安全，安裝三通將氮?dú)庖疗脚_(tái)，若煤氣取樣管堵塞，用氮?dú)夥创?，保證降料面過(guò)程中半小時(shí)內(nèi)做一次煤氣成分分析，及時(shí)通知高爐。

（8）進(jìn)行通氮?dú)庠囼?yàn)，確認(rèn)流量和壓力正常。爐身靜壓改為氮?dú)獬Ｍ?，保證降料線(xiàn)送風(fēng)后，稀釋爐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度。

（9）2號(hào)高爐車(chē)間把高爐爐體剖面圖貼于墻上。

（10）試用在Ф650mm大放散閥上加裝的噴水環(huán)管，通過(guò)霧化噴水降低煙塵，同時(shí)注意防止大放散噴水對(duì)爐頂電氣等設(shè)備的影響。

3  預(yù)休風(fēng)后復(fù)風(fēng)降料面

3.1  復(fù)風(fēng)降料面操作參數(shù)的控制情況

鑒于2號(hào)高爐漏水冷卻壁較多，降料面使用最大風(fēng)量原則上控制在正常風(fēng)量的80%（不超過(guò)4000m3），到爐身下部以后控制風(fēng)量在正常風(fēng)量的60%（不超過(guò)3200m3）。9月19日11：46開(kāi)始復(fù)風(fēng)?？樟暇€(xiàn)復(fù)風(fēng)后，保持一定頂壓操作，避免管道產(chǎn)生。9月20日5：58，料面降到風(fēng)口中心線(xiàn)位置，高爐休風(fēng)停爐。整個(gè)降料面過(guò)程中，爐頂溫度平均溫度為320℃，荒煤氣平均溫度為230℃，出現(xiàn)過(guò)三次頂壓波動(dòng)超過(guò)10kPa，但都小于15kPa，沒(méi)有風(fēng)口小套破損。復(fù)風(fēng)降料面過(guò)程耗時(shí)18小時(shí)12分鐘，累計(jì)送風(fēng)風(fēng)量3136126m3，累計(jì)打水量2330t，2號(hào)高爐順利安全停爐。此次停爐過(guò)程的主要參數(shù)控制情況，如表2所示。

3.2  降料面過(guò)程爐頂煤氣成分控制情況

打水空料線(xiàn)停爐最大的安全隱患來(lái)自于煤氣的爆炸，為了保證復(fù)風(fēng)降料面過(guò)程安全的進(jìn)行，需要對(duì)煤氣成分進(jìn)行密切的監(jiān)控。降料面期間，除煤氣自動(dòng)取樣實(shí)時(shí)分析外，還從爐頂壓力取出口新安裝引至出鐵場(chǎng)平臺(tái)的煤氣取樣裝置人工取樣，每0.5小時(shí)化驗(yàn)一次煤氣全成分，通報(bào)到高爐值班室，便于高爐結(jié)合煤氣成分變化綜合分析判斷高爐狀態(tài)。降料面過(guò)程中煤氣成分變化如表3所示。從表中可以看出，煤氣自動(dòng)分析和人工分析H2的最大值分別為3.61%、9.5%，低于12%，平均值分別為1.94%、4.17%；煤氣中氧氣的最大濃度為0.2%，平均值為0.11%，低于煤氣溫度300℃時(shí)1.8%的目標(biāo)值，保證了降料面過(guò)程順利、安全進(jìn)行。

結(jié)合嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)，為了減少對(duì)環(huán)境的污染，在煤氣成分合格的前提下，盡量延長(zhǎng)向煤氣管網(wǎng)送煤氣時(shí)間，同時(shí)爐頂Ф650mm大放散閥上部全部加裝噴水裝置，增設(shè)向爐頂通入蒸汽，考慮到停煤氣拉開(kāi)大放散閥后，噪音大，為了避免影響附近居民，調(diào)整風(fēng)量使用水平，決定晚上9：30停止向煤氣總管網(wǎng)送煤氣，此時(shí)料線(xiàn)位于22.60m，處于爐腰以下，早上6：00休風(fēng)。拉開(kāi)放散閥后，焦炭耗風(fēng)多，降料面時(shí)間不好控制，因此前期使用合適的風(fēng)量，盡量將料面安全控制在爐腰以下部位非常關(guān)鍵。

3.3  降料面出鐵情況

提前2天把出鐵鐵口角度由10°調(diào)整為12°。降料面過(guò)程中組織出鐵三次。在復(fù)風(fēng)后兩小時(shí)左右，組織出第一鐵；大多數(shù)風(fēng)口見(jiàn)黑后，休風(fēng)前，開(kāi)始組織最后一次出鐵，出鐵過(guò)程出鐵角度保持12°，使用大鉆頭并且保證出鐵鐵口深度，以保證停爐前最大限度的出凈渣鐵，最后一次出鐵兩個(gè)鐵口同時(shí)打開(kāi)，并大噴鐵口。三次出鐵累計(jì)出鐵1013t。

4  放殘鐵操作

結(jié)合2號(hào)高爐生產(chǎn)實(shí)踐及國(guó)內(nèi)同類(lèi)型高爐生產(chǎn)情況，根據(jù)爐缸爐底溫度分析了侵蝕情況，初步暫定殘鐵口位置標(biāo)高7.0-7.5m。經(jīng)北科大程樹(shù)森實(shí)驗(yàn)室計(jì)算的爐缸爐底磚襯剩余厚度及與專(zhuān)家交流，最終確定殘鐵口位置選在11＃風(fēng)口下方，標(biāo)高7.359m處。利用檢修測(cè)放殘鐵區(qū)域爐皮溫度，從標(biāo)高6.791-7.595m，每隔100mm測(cè)一個(gè)點(diǎn)，根據(jù)所測(cè)溫度做曲線(xiàn)確定爐皮拐點(diǎn)溫度，如圖1所示，印證停爐前殘鐵口位置標(biāo)高與爐內(nèi)侵蝕程度。

休風(fēng)后，確認(rèn)關(guān)閉爐內(nèi)外一切打水（包括氣密箱水量），已經(jīng)關(guān)死所有漏水冷卻壁通水，殘鐵口部位冷卻壁已關(guān)死，拆除其管子用氮?dú)獯蹈蓛衾鋮s壁內(nèi)殘余水；確認(rèn)高爐已經(jīng)切斷與煤氣總網(wǎng)的聯(lián)系，殘鐵口地面周?chē)鸁o(wú)積水，已經(jīng)鋪好沙子。割開(kāi)殘鐵口部位冷卻壁后，清理里面的碳搗料層和雜物。嚴(yán)禁向該部位打水清掃，清理碳搗料層、雜物后裝溝槽（殘鐵溝第一段），保證裝垂直于爐皮切面必須伸入爐皮冷卻壁之內(nèi)，三面與爐皮焊接，四周縫隙用搗打料搗實(shí)、烘干。制作殘鐵口磚套和泥套，防止鐵水從冷卻壁縫漏下，損壞爐皮發(fā)生爆炸。磚套泥套制作完畢后用直徑60mm的鉆頭向上傾斜5-8°鉆碳磚，每鉆進(jìn)200mm進(jìn)行測(cè)溫?？椎擂D(zhuǎn)至紅色（見(jiàn)紅）時(shí)停鉆，改用煤氣燒。當(dāng)測(cè)得溫度至800℃也要停鉆。鉆頭鉆至約800mm深時(shí)，熱電偶溫度達(dá)到820℃，隨后改用氧氣燒，大約燒500-600mm深時(shí)，鐵水流出來(lái)。殘鐵流出后，專(zhuān)人看管，保證鐵水流入罐內(nèi)，出現(xiàn)斷流及時(shí)捅或用氧氣燒。累計(jì)放殘?bào)w471t，停爐清理爐缸時(shí)，發(fā)現(xiàn)爐缸幾乎沒(méi)有殘鐵，如圖2所示，說(shuō)明2高爐殘鐵口位置選擇比較成功。

5  停爐后爐內(nèi)的情況

高爐停爐后，拆卸全部風(fēng)口小套，觀察到爐缸中除中心堆尖外，料面焦炭均降到風(fēng)口中心線(xiàn)，如圖3左圖所示，這表明此次空料線(xiàn)停爐效果較好，達(dá)到了預(yù)期降料面降到風(fēng)口中心線(xiàn)的要求。停爐后觀察到爐腹至爐身上部除個(gè)別銅冷卻壁表面粘結(jié)少量渣皮外，其它部位冷卻壁光滑無(wú)粘結(jié)物，如圖3右圖所示，說(shuō)明停爐前洗爐洗的比較充分，為后面高爐施工提供了安全保障。

6  結(jié)語(yǔ)

2號(hào)2800m3高爐停爐是安鋼第一個(gè)大型高爐停爐，沒(méi)有大高爐的停爐經(jīng)驗(yàn)，但通過(guò)提前積極準(zhǔn)備，并與同行專(zhuān)家、北科大等交流，2高爐空料線(xiàn)打水停爐降料面過(guò)程、放殘鐵位置選擇及放殘鐵過(guò)程都非常順利，實(shí)現(xiàn)了安全、快速、環(huán)保停爐，降低了爐缸的清理強(qiáng)度，同時(shí)也積累了經(jīng)驗(yàn)，為以后安鋼大高爐停爐打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（1）抓好停爐前的準(zhǔn)備工作，結(jié)合實(shí)際情況，合理調(diào)整爐況，是安全、順利停爐的前提條件。

（2）確保爐況穩(wěn)定順行，停爐前采取發(fā)展邊緣氣流清洗爐墻規(guī)整爐型，取得了良好的效果，減輕停爐后爐墻清理工作。

（3）控制好風(fēng)壓、風(fēng)量和爐頂打水，頂溫以在300～400℃范圍內(nèi)為目標(biāo)進(jìn)行控制，煤氣成分處于安全范圍內(nèi)，是2號(hào)高爐空料線(xiàn)停爐避免爆震較為實(shí)用的方法。

（4）選擇合理的時(shí)間在夜間拉開(kāi)大放散閥，并在爐頂Ф650mm大放散閥上全部加裝噴水裝置降低煙塵，有利于環(huán)保工作。

（5）殘鐵口位置正確的判斷，不僅節(jié)約了成本，而且還縮短了清理爐缸的工期，加快了大修的進(jìn)度。

7  參考文獻(xiàn)

[1] 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012：444-445.