呂凌云

（云南曲靖呈鋼鋼鐵集團公司煉鐵廠）

摘  要  高爐降料面時必須確保爐頂設備和煤氣系統(tǒng)的安全，對爐頂霧化打水、爐頂溫度、煤氣回收、高爐各項操作參數(shù)都要嚴格控制，以達到安全降料面的目的。

關(guān)鍵詞  高爐  料面  煤氣  安全

1  引言

呈鋼1號高爐于2017年8月27日開爐投產(chǎn)，有效容積450m3，有14個風口，1個鐵口，開爐后順利達產(chǎn)，各項技術(shù)經(jīng)濟指標完成較好。2020年2月19日，因役情影響等因素，按公司要求，降料面到風口，爐缸扒料，再勢機開爐。為能順利做好安全降料面工作，特系統(tǒng)制定了降料面的措施，實現(xiàn)了安全、順利降料面到風口，達到停爐的要求。

2  降料面前的準備

2.1  洗爐

呈鋼高爐用料含鉀、鈉、鋅等有害元素偏高，易富集形成爐瘤，爐墻易于粘結(jié)，為保證休風后爐體干凈、爐型規(guī)整，并確保扒料時人員安全，提前48小時停用鈦球，2月17日用錳礦、瑩石洗爐（錳礦毎批料200kg，瑩石毎批料200kg）。

2.2  爐況調(diào)整

（1）順行：降料面前做好高爐穩(wěn)順行，杜絕崩滑料、懸料；

（2）熱制度：[Si]0.3-0.6%提升到[Si]0.5-0.8%，確保爐缸溫度充足，鐵水物理熱不小于1450℃；

（3）造渣制度：在保證[S]合格的情況下，降低爐渣堿度，（R2）1.18-1.22倍調(diào)整1.15-1.18倍；

2.3  爐頂打水槍的制作

用無縫鋼管制作四根打水槍，前端封死，每間隔50mm開一個孔，孔徑φ2-3mm，要求分布均勻，霧化良好，開關(guān)調(diào)劑靈活。

2.4  爐頂壓力的設定

一高爐爐頂壓力設計為160kPa，正常生產(chǎn)時設定壓力為180kPa，現(xiàn)將爐頂壓力設定為160kPa，當壓力值大于160kPa時，爐頂放散閥能自動打開，防止煤氣系統(tǒng)壓力瞬間升高危及安全；

3  降料面操作

3.1  休風料的選擇

（1）礦石批重10t，正常生產(chǎn)時燃料比580kg，休風料焦比按650kg計算，負荷2.38t/t。

（2）[Si]取0.8-1.2%（計算按1.0%），（R2）=1.12倍，[Mn]=1.0%，經(jīng)計算得出礦批組成為：燒結(jié)礦6.00t，俄羅斯球2.5t，生礦1.5t，錳礦0.3t瑩石0.2t，焦炭4.2t。為保爐缸中心死料柱充分熔化，加蓋焦12t（爐缸容積量所裝焦炭量的10%）。

3.2  降料面時間的計算

1號高爐降料面到風口料線為15.7m，休風料批數(shù)為27批，共燃燒的焦炭量為125.4t，根據(jù)1號高爐1、2月生產(chǎn)情況，燃燒毎噸燃料（焦炭+煤粉）耗風量為2600m3/t，總耗風量為125.4×2600×1.4（折算系數(shù)）=456456m3，若平均風量為1150m3/min，降料面時間為（456456/1150）/60=6.6小時。

3.3  降料面過程

降料面情況：2月19日15:00變休風料，18:30預休風，安裝爐頂打水管和軟探尺，20:26送風，送風后風量加到1490m3/min，爐頂溫度到350℃打水（用爐頂灑水系統(tǒng)），第3點溫度530℃，未再加風，開爐頂打水管繼續(xù)打水降溫，并逐步控風到1300m3/min，23:20風量風壓不穩(wěn)定，透指波動，頂壓由50kPa上升到56kPa，料線10m已達爐身下部，立即切煤氣控風量到1180m3/min，頂壓25kPa，風量風壓平穩(wěn)，直到5：00風口吹空，5:10出鐵后休風，降料面時間共9.5小時。（風溫控制：21:00-23:00  1070℃，0:00-1:00 950℃，1:00-2:00 850℃，3:00后800℃）。

表1看出，18:30預休風后，爐況按正?；謴停L量加到1490m3/min，頂壓90kPa，風溫1070℃，因頂溫上升到350℃開始打水，風量和風溫都未達到正常水平。23:20風量風壓不穩(wěn)且爐頂溫度最高點到550℃，此時打水量已開完，逐步減風，并分次降低風溫使用水平，風量1180m3/min比較平穩(wěn)，直到休風，料面降到風口，降料面工作安全完成。

表2看出，在降料面過程中，渣鐵物理熱充沛，溫度充足，爐渣堿度合適，渣鐵流動性良好，出鐵較為順利，為安全降料面創(chuàng)造了良好條件。

4  小結(jié)

降料面既要保證煤氣系統(tǒng)安全、又要保證爐頂設備的安全，還要保證料面降到規(guī)定的位置，主要解決的問題如下：

（1）爐前渣鐵：此次降料面休風料的選擇比較合理，爐溫和爐渣堿度都比較合適，渣鐵溫度充沛，流動性良好，能按時出凈渣鐵，為爐料下降創(chuàng)造條件；

（2）爐頂溫度的控制：爐頂溫度到350℃時開始打水，控制頂溫不大于500℃，保護爐頂設備的同時，防止煤氣中混入空氣，溫度高造成爆炸，這是安全降料面的重要因素；

（3）爐頂打水的控制：打水時由小到大緩慢開水，打水必須均均，霧化效果好，水進入200-300℃的區(qū)域能充分蒸發(fā)成水蒸氣進入煤氣系統(tǒng)，既能稀釋煤氣濃度，又能控制爐頂溫度的上升，保護爐頂設備，同時避免了打水過度集中，大量水進入爐身下部的高溫區(qū)，與高溫焦炭反（C+H2O→CO+H2）生成H2，形成氫的爆炸氣體而危及安全；

（4）確定停止回收煤氣的時間：當煤氣H2≥6%，O2≥0.8%時，容易發(fā)生爆炸事故，必須停止回收煤氣，但因條件限制，未能對高爐煤氣取樣化驗，停止回收煤氣的判定：料面降到爐身下部，風量風壓出現(xiàn)波動時可停止回收煤氣。停止回收煤氣后，高爐打開爐頂放散閥，關(guān)閉重力除塵器煤氣切斷閥，與外圍煤氣管網(wǎng)隔離，保證了煤氣系統(tǒng)的安全。

5  結(jié)論

（1）高爐是一個密閉的容體，爐內(nèi)有大量的高溫渣鐵，具備了煤氣爆炸的兩個條件，降料面的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一是爐頂溫度嚴格控制不大于450℃（最高不大于500℃），二是防止打水進入高溫區(qū)形成氫的爆炸氣體，只要煤氣爆炸的條件不同時具備，煤氣系統(tǒng)就是安全的。

（2）爐頂打水必須霧化，打水必須緩慢、均勻，這是降料面過程中的重要控制環(huán)節(jié)。

（3）當料面降到爐身下部，風量、風壓出現(xiàn)波動，爐頂壓力有向上的尖峰時，應立即停止回收煤氣，這是降料面安全的重要保障；

（4）停止回收煤氣后的操作：為降低降料面時間，可根據(jù)情況（如環(huán)保、燥音、爐頂設備狀況等）適當加風；停止回收煤氣后爐頂兩個放散閥都打開，高爐內(nèi)壓力不足，可關(guān)回一個爐頂放散閥，便于渣鐵出凈；爐頂打水可根據(jù)頂溫情況逐步減少直到關(guān)閉，要求頂溫不小于150℃；

（5）料面的判斷：按噸焦耗風量計算，當休風料所含焦炭燃燒完時，料面基本降到位，可以風口是否吹空作參考（風口吹空時，高爐內(nèi)會吹大量火星），此時應及時出鐵休風。