呂凌云

（云南曲靖呈鋼鋼鐵集團(tuán)公司煉鐵廠）

摘  要  高爐降料面時(shí)必須確保爐頂設(shè)備和煤氣系統(tǒng)的安全，對(duì)爐頂霧化打水、爐頂溫度、煤氣回收、高爐各項(xiàng)操作參數(shù)都要嚴(yán)格控制，以達(dá)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(hào)高爐于2017年8月27日開(kāi)爐投產(chǎn)，有效容積450m3，有14個(gè)風(fēng)口，1個(gè)鐵口，開(kāi)爐后順利達(dá)產(chǎn)，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(fēng)口，爐缸扒料，再勢(shì)機(jī)開(kāi)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(shí)現(xiàn)了安全、順利降料面到風(fēng)口，達(dá)到停爐的要求。

2  降料面前的準(zhǔn)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(fēng)后爐體干凈、爐型規(guī)整，并確保扒料時(shí)人員安全，提前48小時(shí)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(wú)縫鋼管制作四根打水槍?zhuān)岸朔馑?，每間隔50mm開(kāi)一個(gè)孔，孔徑φ2-3mm，要求分布均勻，霧化良好，開(kāi)關(guān)調(diào)劑靈活。

2.4  爐頂壓力的設(shè)定

一高爐爐頂壓力設(shè)計(jì)為160kPa，正常生產(chǎn)時(shí)設(shè)定壓力為180kPa，現(xiàn)將爐頂壓力設(shè)定為160kPa，當(dāng)壓力值大于160kPa時(shí)，爐頂放散閥能自動(dòng)打開(kāi)，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(fēng)料的選擇

（1）礦石批重10t，正常生產(chǎn)時(shí)燃料比580kg，休風(fēng)料焦比按650kg計(jì)算，負(fù)荷2.38t/t。

（2）[Si]取0.8-1.2%（計(jì)算按1.0%），（R2）=1.12倍，[Mn]=1.0%，經(jīng)計(jì)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(shí)間的計(jì)算

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

3.3  降料面過(guò)程

降料面情況：2月19日15:00變休風(fēng)料，18:30預(yù)休風(fēng)，安裝爐頂打水管和軟探尺，20:26送風(fēng)，送風(fēng)后風(fēng)量加到1490m3/min，爐頂溫度到350℃打水（用爐頂灑水系統(tǒng)），第3點(diǎn)溫度530℃，未再加風(fēng)，開(kāi)爐頂打水管繼續(xù)打水降溫，并逐步控風(fēng)到1300m3/min，23:20風(fēng)量風(fēng)壓不穩(wěn)定，透指波動(dòng)，頂壓由50kPa上升到56kPa，料線10m已達(dá)爐身下部，立即切煤氣控風(fēng)量到1180m3/min，頂壓25kPa，風(fēng)量風(fēng)壓平穩(wěn)，直到5：00風(fēng)口吹空，5:10出鐵后休風(fēng)，降料面時(shí)間共9.5小時(shí)。（風(fēng)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(yù)休風(fēng)后，爐況按正?；謴?fù)，風(fēng)量加到1490m3/min，頂壓90kPa，風(fēng)溫1070℃，因頂溫上升到350℃開(kāi)始打水，風(fēng)量和風(fēng)溫都未達(dá)到正常水平。23:20風(fēng)量風(fēng)壓不穩(wěn)且爐頂溫度最高點(diǎn)到550℃，此時(shí)打水量已開(kāi)完，逐步減風(fēng)，并分次降低風(fēng)溫使用水平，風(fēng)量1180m3/min比較平穩(wěn)，直到休風(fēng)，料面降到風(fēng)口，降料面工作安全完成。

表2看出，在降料面過(guò)程中，渣鐵物理熱充沛，溫度充足，爐渣堿度合適，渣鐵流動(dòng)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(shè)備的安全，還要保證料面降到規(guī)定的位置，主要解決的問(wèn)題如下：

（1）爐前渣鐵：此次降料面休風(fēng)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(dòng)性良好，能按時(shí)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(shí)開(kāi)始打水，控制頂溫不大于500℃，保護(hù)爐頂設(shè)備的同時(shí)，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(shí)由小到大緩慢開(kāi)水，打水必須均均，霧化效果好，水進(jìn)入200-300℃的區(qū)域能充分蒸發(fā)成水蒸氣進(jìn)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(hù)爐頂設(shè)備，同時(shí)避免了打水過(guò)度集中，大量水進(jìn)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(shí)間：當(dāng)煤氣H2≥6%，O2≥0.8%時(shí)，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(duì)高爐煤氣取樣化驗(yàn)，停止回收煤氣的判定：料面降到爐身下部，風(fēng)量風(fēng)壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)可停止回收煤氣。停止回收煤氣后，高爐打開(kāi)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(gè)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(gè)條件，降料面的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一是爐頂溫度嚴(yán)格控制不大于450℃（最高不大于500℃），二是防止打水進(jìn)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(shí)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(guò)程中的重要控制環(huán)節(jié)。

（3）當(dāng)料面降到爐身下部，風(fēng)量、風(fēng)壓出現(xiàn)波動(dòng)，爐頂壓力有向上的尖峰時(shí)，應(yīng)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(shí)間，可根據(jù)情況（如環(huán)保、燥音、爐頂設(shè)備狀況等）適當(dāng)加風(fēng)；停止回收煤氣后爐頂兩個(gè)放散閥都打開(kāi)，高爐內(nèi)壓力不足，可關(guān)回一個(gè)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(fēng)量計(jì)算，當(dāng)休風(fēng)料所含焦炭燃燒完時(shí)，料面基本降到位，可以風(fēng)口是否吹空作參考（風(fēng)口吹空時(shí)，高爐內(nèi)會(huì)吹大量火星），此時(shí)應(yīng)及時(shí)出鐵休風(fēng)。