張  宏  孫俊杰

（上海梅山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠）

摘  要  梅鋼2號(hào)高爐按照計(jì)劃停爐中修更換爐腹?fàn)t腰段冷卻壁，通過更換爐頂新打水槍以保證打水霧化效果，使?fàn)t內(nèi)未發(fā)生明顯爆震，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保降料線的目標(biāo)；通過上部制度的調(diào)整，適度發(fā)展邊緣、降低爐渣堿度、配加錳礦等措施，在規(guī)整爐型操作過程中爐況平穩(wěn)，粘結(jié)物脫落受控，停爐后爐身未見粘結(jié)物，洗爐效果良好；通過打水控制與溫度監(jiān)控實(shí)現(xiàn)安全快速?zèng)鰻t，全程受控，風(fēng)口打水槍打水槍出水孔離爐缸邊緣1.5m距離，有效避免了打水直接邊緣，降低碳磚泡水風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞  高爐  中修  爐頂打水  空料線  涼爐

1  前言

高爐停爐維修分為大修和中修，前者須出殘鐵，后者則不出殘鐵。停爐方法可分為填充法和空料線法。前者使用碎焦、石灰石或礫石來代替正常料，維持原來料線或稍微降低。此法比較安全，但停爐后清除爐內(nèi)物料工作量大，耗費(fèi)許多人力、物力、時(shí)間[1-2]。空料線法即停爐過程中不裝料，爐內(nèi)料面下降時(shí)從爐頂噴水以控制爐頂溫度，當(dāng)料面降至風(fēng)口水平時(shí)休風(fēng)。此法停爐后清除爐內(nèi)物料工作量小，費(fèi)用少，故廣為采用[3-5]。采用何種停爐方法，取決于具體條件，如爐容大小、爐體結(jié)構(gòu)、設(shè)備損壞情況、是否要出殘鐵等等[6]。

梅鋼2號(hào)高爐設(shè)計(jì)爐容為1280m3，第四代爐役于2016年3月8日點(diǎn)火開爐，2017年?duì)t況波動(dòng)后，調(diào)整操作參數(shù)后爐況恢復(fù)正常，逐步產(chǎn)能提升，自2017年10月10日開始出現(xiàn)第一根爐腹?fàn)t腰段冷卻壁水管損壞，停爐前爐腹?fàn)t腰段冷卻壁共損壞65塊，損壞率81.25%，爐皮多次出現(xiàn)發(fā)紅，成為產(chǎn)能提升此主要限制性環(huán)節(jié)，同時(shí)已嚴(yán)重影響到高爐的安全生產(chǎn)。

梅鋼2號(hào)高爐按照計(jì)劃于2020年3月10日進(jìn)行停爐中修更換爐腹?fàn)t腰段冷卻壁，此次停爐采用空料線爐頂打水停爐法來實(shí)現(xiàn)安全、順利停爐，空料線至風(fēng)口以下區(qū)域，扒爐缸焦炭至鐵口下方，并對(duì)爐缸進(jìn)行清理。停爐過程中部分借鑒梅鋼高爐停爐經(jīng)驗(yàn)。

2  停爐準(zhǔn)備工作

梅鋼2號(hào)高爐停爐中修主要進(jìn)行爐腹?fàn)t腰冷卻壁的整體更換，以及東西主溝鋼殼更換。2號(hào)高爐停爐過程中計(jì)劃控制H2含量控制在8%以內(nèi)，爐頂齒輪箱溫度<60℃、頂溫按照350~450℃管理，最高不超過550℃，不低于300℃、干法除塵進(jìn)口煤氣溫度<200℃。

2.1  爐頂打水操作

為了保證打水槍的霧化效果，2020年3月9日小休風(fēng)時(shí)對(duì)即將安裝的爐頂打水槍6只全部更換為新打水槍，其中V1b、V2a、V2b、V13改為雙槍，改造后打水槍數(shù)為10只，瞬時(shí)最高打水量80t/h左右，測(cè)試完畢后安裝在原爐頂打水的位置。

2.2  爐內(nèi)操作

為了保證停爐過程爐缸渣鐵具有良好的流動(dòng)性，停爐時(shí)渣鐵排盡，2020年3月4日開始配加錳礦500kg/p，逐步提高鐵水中[Mn]至0.6~0.8%水平，退負(fù)荷至3.9，并配輔料降低爐渣Al2O3，爐渣堿度由1.2逐步調(diào)整降至1.12水平。8日煤粉倉(cāng)空出7:00改全焦冶煉，主要參數(shù)控制如下：

2.2  氣流調(diào)整

考慮到爐身局部區(qū)域存在結(jié)厚的可能，停爐前氣流調(diào)整主要以疏松邊緣為主，同時(shí)為避免邊緣過于發(fā)展導(dǎo)致爐腹?fàn)t腰不受控，上部制度上礦、焦角度由38.5°/38°退至37.5°/37.5°，ET溫度有140℃上升至210℃，全爐水溫差由2.3℃上升至2.7℃左右水平。

3  空料線停爐操作流程

3.1  爐料結(jié)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)且安全的停爐計(jì)劃，對(duì)停爐料的裝入進(jìn)行了理論計(jì)算，計(jì)算的限定條件如下：1）生鐵[Si]含量為0.8~1.0%，[Mn]含量為0.83%；2）爐渣為堿度0.92，其中Al2O3<15%，MgO控制在8%；3）焦炭水分為8%。

工作容積取爐喉下沿到風(fēng)口中心線之間的設(shè)計(jì)容積，根據(jù)計(jì)算；實(shí)績(jī)爐內(nèi)容積約為1133m3（料線設(shè)定1.5m）；預(yù)計(jì)上停爐料36批，另加36t的蓋面焦（按爐料平均壓縮率12％測(cè)算）。

經(jīng)過理論計(jì)算得出：不含蓋面焦停爐料全焦負(fù)荷O/C:2.71，焦比575kg/t；包括蓋面焦在內(nèi)全焦O/C:2.47，焦比629kg/t。高爐停爐時(shí)，礦批為32t，并采用三段爐料結(jié)構(gòu)，分段減輕焦炭負(fù)荷，停用中焦，其中前兩段停爐料的基本組成如表3所示。

第三段為36t蓋面焦，每批12t，共3批。停爐料的總量結(jié)果見表4所示。

3.2  停爐過程中計(jì)劃與實(shí)際對(duì)比

停爐過程中實(shí)際累計(jì)風(fēng)量為127萬m3，比計(jì)劃累計(jì)風(fēng)量129萬m3少了1.4萬 m3，爐頂打水總量441.1m3。為控制較低的壓差，空料線頂壓控制比正常頂壓、風(fēng)量匹配狀態(tài)高30kPa左右，維持高頂壓也有利于出凈渣鐵，加快降料線進(jìn)程。具體如圖3和圖4所示。

3.3  停爐過程中的煤氣成分

煤氣中CO含量的變化趨勢(shì)是隨著料面下降從26.4%上升到32.5%，CO2含量在料面降至15.3m前呈逐步下降趨勢(shì)，由10.25%降至1.7%，此時(shí)料面正好進(jìn)入爐腰區(qū)域，在料面進(jìn)入爐缸區(qū)域后開始逐步回升至最高11.8%，整個(gè)將料面過程中保安氮?dú)饬髁孔罡哌_(dá)14000m3/h，全程H含量均在可控范圍內(nèi)。

除了切煤氣前在線自動(dòng)檢測(cè)分析煤氣成分外，還進(jìn)行人工取樣，人工取樣30 min/次，取樣結(jié)果如表7所示。

總的來說，空料線操作過程控制順利，空料線過程中煤氣H2含量處于可控范圍內(nèi)，爐頂溫度控制平穩(wěn)，且煤氣前控制在300℃左右，切煤氣后，料面進(jìn)入爐腰爐頂溫度控制在300-350℃水平，氣流整體平穩(wěn)，風(fēng)壓波動(dòng)較小，煤氣O2含量控制好，無爆震等現(xiàn)象。

4  涼爐操作流程

本次2號(hào)高爐停爐不放殘鐵，中修后爐缸碳磚需要繼續(xù)使用。為了保護(hù)爐缸碳磚，通過爐缸電偶監(jiān)控，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)打水情況，控制涼爐打水量，避免碳磚泡水。

4.1  涼爐準(zhǔn)備工作

涼爐準(zhǔn)備工作主要是安裝涼爐所需的設(shè)備裝置。本次涼爐主要由爐頂打水和風(fēng)口插入打水槍打水。鐵口排水排至主溝，風(fēng)口排水由風(fēng)口排水槽往下排至沖渣溝內(nèi)。風(fēng)口打水槍和檢測(cè)裝置在停爐封盲板后安裝。

4.2  涼爐打水操作

梅鋼2號(hào)高爐涼爐難點(diǎn)在于保證安全的情況下將爐缸有效冷卻的同時(shí)還要保護(hù)好爐身碳磚，這需要嚴(yán)格控制打水量，打水原則：當(dāng)風(fēng)口、鐵口有水流出即停止打水。2020年3月10日20:00開始涼爐，14日18日涼爐結(jié)束，此次打水涼爐共耗時(shí)94h，耗水量共計(jì)624t，爐芯溫度降至93℃。涼爐過程詳見圖5所示。

5  結(jié)論

梅鋼2號(hào)高爐按照計(jì)劃停爐中修更換爐腹?fàn)t腰段冷卻壁，通過一系列停爐操作，實(shí)現(xiàn)安全、順利的停爐，具體經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）通過上部制度的調(diào)整，適度發(fā)展邊緣、降低爐渣堿度、配加錳礦等措施，在規(guī)整爐型操作過程中爐況平穩(wěn)，粘結(jié)物脫落受控，停爐后爐身未見粘結(jié)物，洗爐效果良好。

（2）本次停爐降料線過程頂溫控制較為精準(zhǔn)（前期300~350℃，15m料線后350~400℃），爐頂打水霧化效果較好，爐內(nèi)未發(fā)生明顯爆震，實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保降料線的目標(biāo)。

（3）此次停爐過程總耗風(fēng)量127萬m3與計(jì)劃耗風(fēng)量基本一直，此次降料線過程中的計(jì)劃噸焦風(fēng)耗采用分段計(jì)算，實(shí)施效果與實(shí)際基本相符，以風(fēng)耗計(jì)算料線與實(shí)際料線基本一致。

（4）通過打水控制與溫度監(jiān)控實(shí)現(xiàn)安全快速?zèng)鰻t，全程受控，風(fēng)口打水槍打水槍出水孔離爐缸邊緣1.5m距離，有效避免了打水直接邊緣，降低碳磚泡水風(fēng)險(xiǎn)，涼爐結(jié)束時(shí)，爐芯溫度降至93℃。

6  參考文獻(xiàn)

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[3] 高鵬，李華軍，盛國(guó)良. 馬鋼4000m3高爐中修停開爐及快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐[J].煉鐵，2019，38(01):46-50.

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