摘 要  對(duì)首鋼通鋼2號(hào)2680m3高爐干法除塵回收煤氣降料面停爐進(jìn)行總結(jié)。通過有效控制風(fēng)量、頂壓、頂溫加快降料面速度，2號(hào)高爐實(shí)現(xiàn)了安全、快速停爐。

關(guān)鍵詞 大型高爐 干法除塵 降料面  停爐   

通鋼2號(hào)高爐（2680m3）于2007年9月26日點(diǎn)火開爐，高爐共有30個(gè)風(fēng)口，3個(gè)鐵口，高爐采用薄壁爐襯，從爐底到爐喉共15段冷卻壁，串罐無料鐘爐頂，煤氣除塵采用干法除塵。2015年6月，高爐因檢修要求，公司決定對(duì)高爐進(jìn)行降料面停爐，這也是通鋼首次對(duì)大型高爐進(jìn)行降料面停爐。7月3日9：56分開始降料面操作，于7月4日1：10分降料面結(jié)束，此次降料面歷時(shí)15h14min，共耗風(fēng)261萬m3，回收煤氣時(shí)間8h26min，占整個(gè)停爐時(shí)間55%，打水量1415m3，實(shí)現(xiàn)了安全、快速降料面的目標(biāo)，為今后大高爐干法除塵回收煤氣降料面積累了經(jīng)驗(yàn)。

1 停爐前的準(zhǔn)備工作

1.1空料面前爐內(nèi)調(diào)整

（1）爐內(nèi)措施。原則必須保持爐況順行，為確保爐況平穩(wěn)過渡到全焦冶煉，高爐采取分步降低負(fù)荷。7月1日零點(diǎn)班焦炭負(fù)荷由正常的5.0t/t降至4.52t/t，夜班焦炭負(fù)荷降至4.38t/t，7月2日白班焦炭負(fù)荷降至3.93t/t；適當(dāng)提高爐溫，降低爐渣堿度，提高物理溫度，改善爐渣流動(dòng)性；7月1日變裝料制度，采取適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流的裝料制度，由，目的消除爐墻粘結(jié)的渣皮，減少空料線時(shí)的爆震。

（2）休風(fēng)料安排。高爐從零料線到風(fēng)口中心線總高為25.2m。7月3日零點(diǎn)班第二批開始上停爐料，停爐料結(jié)構(gòu)：燒結(jié)礦60%+球團(tuán)礦35.8%+螢石4.2%，焦炭負(fù)荷2.5t/t，焦丁1.5t，焦批20t，礦批50t，驗(yàn)算爐渣堿度1.02，為了確保渣鐵流動(dòng)順暢停爐料中加螢石。至7月3日5：40分預(yù)休風(fēng)時(shí)共上20批料。

1.2 預(yù)休風(fēng)

（1）預(yù)休風(fēng)之前，對(duì)冷卻設(shè)備查漏。2號(hào)高爐雖然投產(chǎn)7年多，本體冷卻系統(tǒng)設(shè)備完好，無漏水現(xiàn)象。

（2）校對(duì)爐頂溫度及打水流量表，確保頂溫準(zhǔn)確，打水量控制準(zhǔn)確。

（3）確定打水水源。打水對(duì)停爐是至關(guān)重要的，一旦停爐過程中斷水，影響停爐進(jìn)程，極易導(dǎo)致大事故的產(chǎn)生。所以高爐選取風(fēng)口小套事故水作為爐頂打水的水源。該水源可供給打水壓力1.5MPa、水流量280 m3/h，理論計(jì)算打水量最大量為150m3/h[1]，能夠滿足停爐打水要求。從爐前出鐵場(chǎng)引4根打水軟管到爐喉打水孔處，與在爐喉打水孔處安裝的4根打水管相連，在爐前平臺(tái)軟管連接處安裝流量表和閥門，控制爐喉打水量。打水槍長(zhǎng)4.6m，直徑57mm，前端封死（爐內(nèi)端），深入爐內(nèi)靠近爐墻1m內(nèi)不開孔，其余部分圓周上開四排孔，夾角90°，孔徑Φ5mm，孔距100mm。如果爐頂溫度過高，為防止水管變形，安裝打水管時(shí)要在復(fù)風(fēng)之前安裝并少量通水。

（4）安裝3號(hào)機(jī)械軟探尺，確保能夠探測(cè)到24m的深度，并保證靈活使用。

（5）高爐爐頂放散閥在微機(jī)程序內(nèi)實(shí)現(xiàn)安全閥的作用，即頂壓大于160kPa時(shí)能夠自動(dòng)打開，保證停爐安全。

（6）從爐頂上升管處鋪設(shè)兩條煤氣取樣管到爐前平臺(tái)，并保證暢通好用，煤氣取樣與化檢驗(yàn)聯(lián)系好，空料線期間每30min化驗(yàn)一次爐頂煤氣成分，作為降料面的參考。

2  停爐操作

2.1 降料面操作

2號(hào)高爐停爐于7月3日9：56送風(fēng)，送風(fēng)后料線為11.37m。送風(fēng)后起始風(fēng)量為2200m3/min，風(fēng)壓100kPa，由于料線深，送風(fēng)后頂溫迅速升高，根據(jù)停爐回收煤氣方案要求爐頂溫度不允許超過300℃，10:10爐頂開始打水。10：30高爐引煤氣，考慮煤氣發(fā)生量減少，為減少打水降料面對(duì)除塵布袋的損害，引煤氣時(shí)，干法除塵16個(gè)箱體只投用7個(gè)。在有效監(jiān)控高爐料面下降狀況的基礎(chǔ)上配置合適的送風(fēng)比是實(shí)現(xiàn)快速降料線的有效辦法 [2]。所以高爐引煤氣之后，風(fēng)量到11：30迅速加到4000m3/min，送風(fēng)比達(dá)到1.5，風(fēng)壓達(dá)到190 kPa，頂壓達(dá)到105 kPa，風(fēng)溫達(dá)到1055℃。送風(fēng)后到14：00風(fēng)量都維持在3800-4000m3/min左右。隨料面下降，頂溫升高，爐頂加大打水量。14：30料線降到19.71m，此時(shí)煤氣中CO2值在4.76%。料面達(dá)到爐腰部位上沿，爐頂溫度逐漸升高，不斷增加打水量，爐內(nèi)出現(xiàn)4次小的爆震（見表1），頂壓升至125 kPa，均臨時(shí)減風(fēng)200-300m3/min控制。隨著料線的降低，逐步采取降風(fēng)溫的措施，風(fēng)溫每次降20-40℃。至16：30料線降至21.80m，到達(dá)爐腰部位，此時(shí)雖然沒有明顯的爆震，但是頂壓波動(dòng)次數(shù)增多，而且爐頂溫度持續(xù)升高，高爐將風(fēng)量逐步減至2400m3/min左右，風(fēng)溫降至950℃。19：20料線降至23m到達(dá)爐腹部位，取樣煤氣分析顯示含H28.66%、O21.93%、CO23.79%，料線降到爐腹和爐腰的下部，此時(shí)煤氣中的可燃成分逐漸減少，失去了回收的價(jià)值，頂溫達(dá)到350℃，不具備繼續(xù)回收煤氣條件，18：56切煤氣，風(fēng)壓降至50 kPa，頂壓降至10 kPa。20：30分開始，局部風(fēng)口下部出現(xiàn)掛渣并圓周掛有小毛刺，顯示料面進(jìn)入爐腹下部，但此時(shí)風(fēng)量已低至1800m3/min，停爐進(jìn)程越發(fā)趨于緩慢。因頂溫仍持續(xù)升高，打水量已超過100m3/h，風(fēng)溫繼續(xù)降至850℃，至22：40，風(fēng)口前端全部吹空。

23：10，19號(hào)-30號(hào)風(fēng)口開始變黑，23：40風(fēng)口基本全部變黑，此時(shí)探尺顯示已探不著，按照理論風(fēng)量計(jì)算料面已達(dá)25.8m，高爐同時(shí)打開1號(hào)和3號(hào)鐵口出最后一次鐵，但渣鐵流很小，流動(dòng)性一般。7月4日1：10分出完鐵后高爐休風(fēng)，卸風(fēng)口直吹管，開爐頂人孔和大檢修孔，2h后鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)。高爐降料面參數(shù)見表2。

本次停爐過程中保證了爐況順行，停爐歷時(shí)15h14min，其中回收煤氣8h26min。停爐后查看，邊緣料面基本降到風(fēng)口中心線以下300-500mm的位置，爐缸中心部位料面比邊緣料面高出1500-1000mm，呈“饅頭”形狀。

2.2爐前出渣鐵管理

在停爐過程中應(yīng)適當(dāng)控制出鐵次數(shù)，利于出盡渣鐵，減少爐前勞動(dòng)強(qiáng)度，鐵口角度逐步加大，計(jì)劃2-4h出一次鐵，最后一次鐵距前一次鐵的時(shí)間間隔不能太短，這樣可使?fàn)t缸中預(yù)留一定量的渣鐵，將整個(gè)料柱抬高，使焦炭盡量在風(fēng)口以上部位燃燒。當(dāng)風(fēng)口以上焦炭全部燃燒后，再出盡渣鐵，使殘余爐料下降到風(fēng)口以下，可大大減小停爐后再開爐的工作量及爐況恢復(fù)難度。在本次停爐過程中，主要根據(jù)停爐風(fēng)量和空料線實(shí)際情況來安排出鐵時(shí)間。第一次出鐵安排考慮累計(jì)風(fēng)量71萬m3，13：00打開1號(hào)鐵口，使用65mm的鉆頭開鐵口，13：50分見渣，生鐵含【si】0.69%，渣堿度1.02，渣鐵排凈，14：30堵口，共出鐵400t，累計(jì)耗風(fēng)104.88萬m3?？紤]后續(xù)風(fēng)量使用偏小，全爐總鐵量560t左右，爐內(nèi)殘余渣鐵量較少，決定休風(fēng)前再出最后一次鐵。23：40風(fēng)口全部變黑，同時(shí)打開1號(hào)和3號(hào)鐵口，為了盡量出盡渣鐵，將開口機(jī)角度調(diào)到最大，同時(shí)使用直徑為100mm的鉆頭開鐵口，0：10見渣，生鐵含【si】0.98%，渣堿度1.04，渣鐵流動(dòng)性一般，至0：50堵口，渣鐵排凈，共出鐵130t。

2.3頂溫和打水量控制

停爐最關(guān)鍵的是頂溫的控制，頂溫控制是否合適直接影響爐頂設(shè)備、煤氣系統(tǒng)安全和煤氣回收。頂溫主要通過打水、減風(fēng)和降風(fēng)溫三種手段結(jié)合來控制實(shí)現(xiàn)。此次停爐的頂溫控制原則：高壓回收煤氣階段控制，當(dāng)頂溫超過300℃時(shí)，爐頂開始加大打水量，并做到均壓、連續(xù)，使頂溫保持在小于300℃的范圍；不回收煤氣時(shí)，高爐頂溫控制在450℃以內(nèi)，若頂溫持續(xù)升高要通過減風(fēng)和降風(fēng)溫加以控制，達(dá)到頂溫平穩(wěn)、頂壓波動(dòng)小、爆震小而少的目的。

打水量過多，爐頂溫度偏低，水可能直接打在料面，與熾熱焦炭接觸產(chǎn)生大量氫氣易發(fā)生爆震，不利于安全停爐，同時(shí)造成干法除塵布袋板結(jié)；打水量過少，頂溫控制過高，易導(dǎo)致干法除塵布袋燒壞?？樟暇€前期，風(fēng)量較大，料線較淺，頂溫控制在250-280℃，以反復(fù)加減打水水量為主要控制手段。停止回收煤氣后，料面降到爐腰以下時(shí)，料層很薄，焦炭處于接近完全燃燒的狀態(tài)，料層基本上失去了濾熱作用。煤氣離開料面的初始溫度接近于爐缸焦炭的燃燒溫度，煤氣的熱流強(qiáng)度很大，因此要降低頂溫耗水量就很大，爐頂溫度也不易控制。解決這個(gè)問題的辦法是控制熱源，降低煤氣的熱流強(qiáng)度，即減少風(fēng)量、降低風(fēng)溫，所以停爐后期切忌大風(fēng)量、高風(fēng)溫操作[3]?？樟暇€后期，風(fēng)量使用較小，也不進(jìn)行煤氣回收，此時(shí)主要采取降風(fēng)溫為主要控制手段，同時(shí)將頂溫上限設(shè)置為450℃（通鋼2號(hào)高爐停爐頂溫變化和打水量變化見圖1）。料面降到爐腰，14:30風(fēng)量減至3500m3/min，風(fēng)溫降低到1000℃。16:30，料面降至爐腹部位，風(fēng)量減到2350 m3/min，風(fēng)溫減到900℃，有效控制了頂溫不超過規(guī)定上限值。此次停爐過程中一是齒輪箱溫度保持較好，維持在35-45℃，在安全范圍以內(nèi)，基本和正常生產(chǎn)時(shí)一樣；二是干法除塵回收煤氣也進(jìn)行的比較順利，回收煤氣時(shí)間占空料線總時(shí)間的55%，在空料線中后期，由于頂溫的升高和打水量的增加，干法除塵系統(tǒng)壓差上升比較快，由正常的4kPa升高至10kPa以上，布袋箱體無法反吹，通過逐步增加3個(gè)箱體解決了壓差高的問題。

2.4風(fēng)量和打水量的控制

此次停爐為達(dá)到安全和快速的目的，初期料線淺風(fēng)量盡量大，加快停爐進(jìn)程，隨料面下降逐步減少風(fēng)量，控制煤氣流速不產(chǎn)生管道氣流。頂壓控制上追尋上限原則，將產(chǎn)生爆震頂壓上升后及時(shí)減風(fēng)至低于之前的風(fēng)壓、頂壓值為減風(fēng)依據(jù)。此次停爐整個(gè)過程主要分三個(gè)階段：在料面下降至爐身下部以前，風(fēng)量控制在4000-3500m3/min，頂溫控制在250-280℃，打水量控制在60-80 m3/h；當(dāng)料面下降到達(dá)爐身下部后，為減輕爆震頻率和強(qiáng)度，風(fēng)量逐漸減少至3000-2500m3/min，頂溫控制在300-350℃，打水量控制在60-80m3/h；當(dāng)料面降至爐腹后，為了保持相對(duì)的風(fēng)速能使中心焦炭燃燒，風(fēng)量不能維持過低，基本控制在2400m3/min左右，頂溫上限控制在450℃，水量控制至40-60 m3/h。此次停爐總風(fēng)量和總打水量分別為261萬m3和1415m3。通鋼2號(hào)高爐停爐風(fēng)量和打水量變化見圖2。

2.5 爐頂煤氣

    按料線與煤氣中CO2變化規(guī)律掌握料線深度是成熟的經(jīng)驗(yàn)，但是此次煤氣成分化驗(yàn)沒有在降料面中起到指導(dǎo)作用。此次2號(hào)高爐開始降料面后，在停止回收煤氣之前，14:30料線19.7m，料面降到爐腰，測(cè)得煤氣含H2 5.7%、O2 0.96%，CO2 3.05%，雖然做出煤氣成分從圖表中有一定的趨勢(shì)，但是并沒有明顯的拐點(diǎn)出現(xiàn)。16:30料線21.8m，料面到達(dá)爐腹部位時(shí)，煤氣中成分中CO2僅為2.21%，切煤氣前料線23.86m，CO2為3.79%，CO2并沒有出現(xiàn)較大上升，18：56切煤氣之后，由于頂壓低，沒有取到煤氣樣本，所以19:00之后沒有煤氣成分。所以通過此次降料面今后還要研究煤氣取樣與做樣的問題，因?yàn)榉治鏊某煞譀Q定煤氣是否安全和能否回收。高爐停爐煤氣中CO2%、H2%及O2%含量變化見圖3。

3  停爐總結(jié)

通鋼2號(hào)高爐此次停爐，做到了安全、快速、高效，總結(jié)分析如下：

（1）復(fù)風(fēng)后，較深的料面為快速停爐贏得了時(shí)間，高爐在預(yù)休風(fēng)前裝停爐料后期就有意識(shí)控制料線，休風(fēng)后料線達(dá)到11.7m。

（2）風(fēng)量大利于消耗中心焦柱和加快停爐進(jìn)程。停止回收煤氣前，維持了較高的風(fēng)量和頂壓，整體停爐速度較快，停爐操作的完成只用了15h14min。通過停爐后的結(jié)果看，中心焦柱相對(duì)平坦，說明停爐風(fēng)量比較合適。但整個(gè)料面呈“饅頭”狀，中心料面比邊緣料面高1500-1000mm，說明在控制爆震和頂溫的前提下，可以適當(dāng)提高風(fēng)量，送風(fēng)比可以達(dá)到1.8左右。今后在預(yù)休風(fēng)時(shí)可以考慮將風(fēng)口面積縮小，利于提高風(fēng)速，加快中心焦柱的燃燒。此次停爐料焦炭負(fù)荷2.5t/t選擇比較合適，停爐料生鐵含【si】在0.7-1.0%之間，渣鐵物理熱比較充沛，流動(dòng)性整體較好，利于渣鐵排凈。在空料線操作中，風(fēng)溫作為調(diào)劑頂溫和爐溫的唯一手段使用較為合適，爐溫也控制在預(yù)計(jì)范圍之內(nèi)。

（3）打水量控制比較合理，在整個(gè)停爐過程中，只出現(xiàn)了4次較小的爆震。

（4）通過停爐后的詳細(xì)觀察，整個(gè)爐墻上和風(fēng)口區(qū)比較干凈，說明預(yù)休前的化學(xué)洗爐和裝料制度的調(diào)整效果明顯（見圖4）。

（5）探尺的靈活應(yīng)用。因高爐沒有雷達(dá)探尺，為防止軟探尺過早因溫度高失靈，2號(hào)高爐通過間斷放尺與理論計(jì)算料線相結(jié)合的方式，獲得實(shí)際料面的深度，12：30首次使用探尺，探尺探得料線16.24m，與理論計(jì)算16.52m基本一致，整個(gè)降料面過程共放探尺8次，直到料面降到23.86m后探尺失靈。間斷控制提放探尺解決了以往軟探尺快速燒壞的問題。

4  結(jié)語(yǔ)

通鋼2號(hào)2680m3高爐干法除塵回收煤氣降料面停爐操作，通過有效控制風(fēng)量、頂壓、頂溫加快降料面速度，2號(hào)高爐實(shí)現(xiàn)了安全、快速停爐。

（1）為縮短停爐時(shí)間，在高爐裝停爐料時(shí)，通過爐頭打水盡可能降低料面深度，利于加快降料面進(jìn)程。

（2）控制高爐降料線速度的關(guān)鍵是控制好高合理送風(fēng)比。

（3）此次采用高壓回收煤氣停爐，根據(jù)煤氣量投用布袋箱體，利于減少因含水煤氣造成過多的布袋損壞。

（4）停爐前操作制度的調(diào)整以及準(zhǔn)備工作為安全、快速、高效停爐提供了可靠保障。

（5）停爐降料面過程中出兩次鐵即可，首次鐵應(yīng)計(jì)算停爐料總鐵量的2/3時(shí)出鐵，力爭(zhēng)首次鐵盡可能在風(fēng)量高時(shí)多出，末次鐵因風(fēng)壓低主要以出渣為主。出鐵時(shí)增大鐵口角度，增大出鐵使用鉆頭直徑，力爭(zhēng)出凈渣鐵為開爐打基礎(chǔ).

（6）今后還要尋求提高煤氣取樣與做樣的準(zhǔn)確性，如果有條件需增加雷達(dá)探尺，為安全快速降料面提供更可靠的參考。

5  參考文獻(xiàn)

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