濰坊特鋼1360m3高爐停爐降料面總結(jié)

濰坊特鋼技術(shù)科   王心乾

煉鐵廠2號(hào)高爐（1360m3）于2007年9月份開(kāi)爐投產(chǎn)至2017年12月份停爐，一代爐齡10年零3個(gè)月，期間共生產(chǎn)鐵水2377855.13t，單立方產(chǎn)鐵量9101t/m3。爐役后期由于爐襯及爐缸侵蝕嚴(yán)重，爐腹冷卻壁損壞較多，爐殼局部發(fā)紅需外部噴水冷卻等諸多原因，已嚴(yán)重威脅高爐的安全生產(chǎn)。公司決定于2017年12月1日空料線停爐大修，更換爐底碳磚和全部冷卻壁。本次停爐空料線采用前期煤氣回收打水降料面的方法，于2017年12月1日中午11:50送風(fēng)，開(kāi)始降料面，12月2日凌晨0:17高爐休風(fēng)，整個(gè)空料線歷時(shí)11小時(shí)30分鐘，料面安全降到風(fēng)口中心線以下。

1、停爐前的準(zhǔn)備工作

為實(shí)現(xiàn)快速、安全的降料面，煉鐵廠成立停爐領(lǐng)導(dǎo)小組，事先制定了詳細(xì)、周密的操作方案，統(tǒng)一思路后，嚴(yán)格按照停爐方案執(zhí)行。

1.1高爐操作調(diào)整

（1）停爐前2#高爐爐況順行度較高，鐵水產(chǎn)量和指標(biāo)參數(shù)均在較好水平，高爐熱風(fēng)壓力380kpa,日產(chǎn)鐵水4100噸，平均燃料比500kg／t。綜合考慮到2號(hào)高爐爐缸活躍程度高，中心與邊緣氣流分布均勻，爐墻較為干凈，為降低消耗損失，就沒(méi)有采取洗爐措施，只在停爐前一天，把爐溫提到0.7—0.8%，適當(dāng)降低爐渣堿度，用高溫氣流．均熱爐渣象征性清洗爐缸．爐墻，減少了停爐前的爐況波動(dòng)和燃料消耗，避免洗爐出現(xiàn)爐皮發(fā)紅甚至燒穿事故，保證停爐的順利安全性。

（2）停爐料。12月1日夜班4：50開(kāi)始上停爐料，配比燒結(jié)69%+球團(tuán)8%+PB塊23%。停爐料分Q1、Q2兩段，Q1停爐料：（原礦批40t/批）礦批28t/批，干焦批：8.91t(包括焦丁0.3t),硅石300kg/批，綜合負(fù)荷（干）：3.14t/t.干焦比530kg/t,理論堿度1.02.Q1停爐料共上20批。Q2停爐料：礦批24.5t/批，干焦批：8.51t(包括焦丁0.3t),硅石450kg/批，綜合負(fù)荷（干）：2.88t/t.干焦比580kg/t,理論堿度1.03.Q2停爐料共上14批，Q1、Q2停爐料共34批。調(diào)整上料制度：礦 31/3 28.5/3  26/3 ， 焦 34/2 32/2 30/2  28/2  26/2  24/2  16/2，適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流。后緊跟5批蓋面焦，蓋面噸數(shù)：8.6t * 5批= 43t。

（3）預(yù)休風(fēng)。按計(jì)劃預(yù)休風(fēng)前倒空礦焦倉(cāng)、礦焦槽，并控制休風(fēng)時(shí)料線4m--5m。12月1日7:20打開(kāi)西鐵場(chǎng)鐵口出鐵，8：15按停爐計(jì)劃預(yù)休風(fēng)，安裝爐頂打水槍。預(yù)休風(fēng)時(shí)雷達(dá)探尺顯示料線6.6m（提前用機(jī)械探尺標(biāo)定雷達(dá)探尺，雷達(dá)探尺顯示比實(shí)際料線淺2m左右）。以下是預(yù)休風(fēng)前鐵水及爐渣成分見(jiàn)表1。

濰鋼2號(hào)高爐預(yù)休風(fēng)前鐵水、爐渣成分（%）

表.1

1.2 .外圍準(zhǔn)備工作。

  （1）優(yōu)化爐頂霧化打水裝置。高爐提前改進(jìn)自制爐頂打水槍，打水槍規(guī)格：打水槍總長(zhǎng)4.2米，在爐內(nèi)長(zhǎng)度(法蘭盤(pán)前段)約3米，打水槍內(nèi)管徑45mm，從水槍前端開(kāi)始每隔10mm左右鉆4排眼，共鉆眼21排，距離爐墻1米范圍內(nèi)沒(méi)有開(kāi)孔（保護(hù)爐墻）。在打水槍后頭（法蘭盤(pán)后端）1／3處斜45度角再接焊一根（1寸）水管。打水槍使用方法：原直送的45mm管道通氮?dú)�，閥門(mén)全開(kāi)保證通入足量氮?dú)�，增加水的霧化程度；斜著焊接的水管通高壓水，使用時(shí)固定氮?dú)饬�，通過(guò)調(diào)節(jié)水量大小控制頂溫。在降料面過(guò)程中爐內(nèi)煤氣量驟增，吹入氮?dú)庠谝欢ǔ潭壬夏芟♂尃t內(nèi)的氧氣和氫氣濃度，同時(shí)防止高溫氣流堵塞打水槍孔道。將自制打水槍在停爐前進(jìn)行進(jìn)行模擬操作試驗(yàn)，測(cè)的最高打水量（90m3/h），以及不同打水流量的霧化效果，提前調(diào)試好打水槍，以便空料線作業(yè)時(shí)可控制好水壓和流量，保證最佳霧化效果。下圖就是濰鋼自己制作的打水槍及實(shí)驗(yàn)時(shí)的霧化效果圖。

圖一



圖二

（2）為避免停爐過(guò)程中冷卻設(shè)備向爐內(nèi)大量漏水，高爐提前聯(lián)系看水工進(jìn)行查水．檢漏，關(guān)掉漏水冷卻壁。同時(shí)對(duì)爐體的密封情況進(jìn)行檢查，對(duì)所有的漏點(diǎn)做好標(biāo)記，利用預(yù)休風(fēng)機(jī)會(huì)進(jìn)行焊補(bǔ)處理。

（3）提前校正機(jī)械探尺和雷達(dá)探尺、在線煤氣檢測(cè)系統(tǒng)、校對(duì)爐頂上升管四根電偶、爐頂溫度表、爐頂壓力表，確保溫度、壓力準(zhǔn)確可靠，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。檢查爐頂荒煤氣切換系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)及各蒸氣、N2閥門(mén)，保證開(kāi)關(guān)靈活。

（4）、殘鐵溝安放到位，平臺(tái)鋪設(shè)整齊，燒殘鐵口用氧氣接現(xiàn)場(chǎng)，使用工具準(zhǔn)備整齊。爐前根據(jù)鋪設(shè)平臺(tái)位置，演示氧槍氧管距離、長(zhǎng)度，并試壓，備足出殘鐵的鐵水包（9個(gè)），提前做好準(zhǔn)備工作。

2、停爐降料面

2.1. 降料面操作要點(diǎn)

2.1.1.料面位置的確定

停爐降料線期間，根據(jù)雷達(dá)探尺數(shù)值和煤氣成份變化及焦炭燃料消耗情況三者相結(jié)合，判斷料面位置。煤氣成份變化規(guī)律：開(kāi)始階段CO2體積分?jǐn)?shù)不斷降低，H₂體積分?jǐn)?shù)不斷升高，煤氣中CO₂降到最低水平(CO₂ 3%～5%)，煤氣中H₂含接近6-8%，說(shuō)明料面已進(jìn)入爐腰區(qū)。CO體積分?jǐn)?shù)開(kāi)始降低，CO₂體積分?jǐn)?shù)從最低點(diǎn)開(kāi)始增加時(shí)，說(shuō)明料面已進(jìn)入爐腹；當(dāng)N2含量開(kāi)始上升時(shí)，說(shuō)明料面已進(jìn)入風(fēng)口區(qū)；當(dāng)CO2和CO體積分?jǐn)?shù)相同時(shí)，表面降料面操作已接近尾聲。噸焦風(fēng)耗以2500m3/min為基準(zhǔn)進(jìn)行校核。

2.1.2停止回收煤氣的條件

（1）當(dāng)料線空到爐腰部位時(shí)，出現(xiàn)下列情況時(shí)，停止回收煤氣。

（2）煤氣中CO₂降到最低水平(CO₂ 3%～5%)。

（3）煤氣中H₂含接近8-12%。

（4）出現(xiàn)爆震時(shí)，壓差波動(dòng)超過(guò)20Kpa.

（5）煤氣溫度高,布袋除塵入口溫度接近220℃（＞10分鐘）。

（6）布袋荒凈煤氣壓差達(dá)到9kpa。

2號(hào)高爐回收煤氣成份變化曲線

圖三

2.1.3. 頂溫控制

停爐過(guò)程最關(guān)鍵是頂溫的控制。頂溫嚴(yán)格控制在250℃-400℃以內(nèi)，頂溫主要通過(guò)爐頂打水、降低風(fēng)溫和風(fēng)量三種手段來(lái)控制。打水量過(guò)多，爐頂溫度過(guò)低，水可能直接打在料面上，這極易產(chǎn)生水汽爆震；相反爐頂溫度控制過(guò)高，易燒壞爐頂設(shè)備。本次停爐過(guò)程爐頂打水采用了自制改進(jìn)的霧化打水槍，有效控制了爐頂溫度又避免了水汽爆震，頂溫控制在250℃-400℃之間，由于霧化水在沒(méi)有到達(dá)料面之前，便已吸熱汽化，避免了與高溫料面接觸，從而避免了水蒸汽因體積急劇膨脹而引起爆震。停爐過(guò)程中，由于爐頂打水霧化效果好，風(fēng)壓、頂溫一直穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，波動(dòng)很小，直至空料線結(jié)束。

爐頂打水量變化情況

圖四

2.1.4.風(fēng)量、風(fēng)溫的控制

爐內(nèi)操作上嚴(yán)格控制風(fēng)量，維持適當(dāng)?shù)拿簹馑俣�，防止產(chǎn)生管道行程，隨著料線降低，逐步減少風(fēng)量。爐腰以上盡量維持正常60%--80%的風(fēng)量，頂壓維持正常80%--90%的水平。當(dāng)料線到達(dá)爐身下部，爐墻粘結(jié)物開(kāi)始塌落，壓量關(guān)系頻繁出現(xiàn)尖峰波動(dòng)，應(yīng)及早減風(fēng)并適當(dāng)減少打水量，爐腰部位應(yīng)保持正常60%--70%的風(fēng)量水平。進(jìn)入爐腹區(qū)域，過(guò)了成渣帶逐步進(jìn)入了緩沖區(qū)，應(yīng)保持正常50%--60%左右的風(fēng)量水平。總體上,前期可保持高爐盡量使用高頂壓、大風(fēng)量、高頂溫，可以縮短降料面時(shí)間，保證充足的渣鐵溫度。在保證頂溫在合適范圍內(nèi)的前提下，風(fēng)溫可保證較高水平，及時(shí)控制風(fēng)量、打水量，以保證降料面的安全、快速。

2.2. 降料面過(guò)程

12月1日12：50高爐預(yù)休風(fēng)后送風(fēng)，隨即引煤氣、改高壓，13：30風(fēng)量2612m³/min、風(fēng)壓0.263MPa、頂壓0.170MPa、風(fēng)溫1139℃，雷達(dá)探尺6.6m.為加快下料速度，縮短停爐時(shí)間，將手動(dòng)打水量控制在50m3/h的較高水平，不動(dòng)風(fēng)量、風(fēng)溫，以自動(dòng)打水控制頂溫。隨著料面的下降，料層開(kāi)始逐漸變薄，頂壓開(kāi)始出現(xiàn)波動(dòng)出現(xiàn)冒尖現(xiàn)象，16:12左右風(fēng)量減到2050m3/min ，煤氣中H2含量在4%左右，Co2含量降低到3%，H2含量高于Co2含量1%，Co含量下降到20%左右。維持半小時(shí)左右時(shí)間后，觀察雷達(dá)探尺在14.5mm(預(yù)測(cè)料面實(shí)際位置在爐腰中部)，頂壓明顯波動(dòng)頻繁時(shí)，進(jìn)行切煤氣操作，煤氣回收結(jié)束。在19:22左右3#風(fēng)口黑，小套底部開(kāi)始淌水，逐步減風(fēng)至1500 m3/min 左右，20:50左右4#風(fēng)口黑，到21:301#、2#、3#、4#、5#風(fēng)口全黑，底部淌水明顯，22:16左右20#、1#、2#、3#、4#、5#、6#風(fēng)口全黑，此時(shí)雷達(dá)探尺顯示位置17.41米（預(yù)測(cè)實(shí)際位置19.41m）,已到達(dá)爐腹下沿位置，爐前開(kāi)始出最后一爐鐵（第三爐），出鐵過(guò)程中，不斷將爐頂放散倒替放下，提高爐內(nèi)壓力，力爭(zhēng)最大能力出凈爐內(nèi)渣

鐵。23:59時(shí)9#、10#、11#、12#、13#風(fēng)口邊緣掛渣明顯，其余風(fēng)口基本都黑，0:14時(shí)鐵口出水，0:17時(shí)休風(fēng)，空料線結(jié)束。降料面操作完畢，歷時(shí)11小時(shí)30分鐘。

高爐降料面過(guò)程參數(shù)

表.二

2.3. 爐前放殘鐵工作

為了盡可能出凈渣鐵，通過(guò)對(duì)停爐料的理論計(jì)算，結(jié)合實(shí)際出鐵情況，從空料線開(kāi)始就決定出三爐鐵，前兩爐鐵基本按照正常間隔時(shí)間出鐵，30--40分鐘左右打開(kāi)鐵口，最后一爐在料面降到爐腹下沿風(fēng)口發(fā)黑時(shí)再出鐵。通過(guò)對(duì)停爐料的理論計(jì)算應(yīng)出鐵水541.8t，實(shí)際出鐵水599.9噸，兩者相差58.1噸，從實(shí)際扒爐現(xiàn)場(chǎng)觀察基本達(dá)到目標(biāo)要求。

殘鐵重量、成份、及爐渣成分

表.三

表.四

4、停爐結(jié)語(yǔ)

1. 降料面的前期盡量保持較高風(fēng)壓、頂壓、風(fēng)溫，能加速降料面的進(jìn)程。

2. 本次降料面采用自制改進(jìn)霧化打水槍，全開(kāi)氮?dú)忾y門(mén)，增加了爐內(nèi)氮?dú)饬亢痛蛩�量，提高了打水的霧化效果，大大降低了爆震的發(fā)生機(jī)率，從實(shí)際進(jìn)程看，沒(méi)有發(fā)生一次大的暴震，達(dá)到了預(yù)期效果。

3. 風(fēng)溫全用：由于打水槍的霧化效果好、水量大（最大90m3/min），發(fā)生爆震機(jī)率低，本次降料面風(fēng)溫一直全用，只是在料面到達(dá)爐腹下沿有吹空現(xiàn)象時(shí)，才將風(fēng)溫撤到900℃，從熱量方面加速了焦炭的燃燒速度，加快了降料面的進(jìn)程。

需改進(jìn)措施

1. 本次降料面由于爐型、設(shè)計(jì)等原因，東南和西北方向頂溫偏差較大，最大偏差相差200℃（西北199℃、東南500℃），東南方向溫度高需增加打水量，西北方向需減少打水量，由于單只水槍沒(méi)有安裝流量表，造成單個(gè)方向的打水量較難調(diào)節(jié)，頂溫把控困難，建議每個(gè)方向的打水槍都安裝流量表。

2. 氮?dú)饪偣芎头止軕?yīng)安裝流量表，便于實(shí)時(shí)掌控氮?dú)饬�，更好的搭配�?shí)時(shí)水量，保證霧化效果。

3. 可以嘗試料面進(jìn)入爐腹區(qū)域時(shí)，再進(jìn)行停止回收煤氣操作。

濰鋼1360m3高爐本次降料面操作，嚴(yán)格按照停爐預(yù)案進(jìn)行，以降料面過(guò)程安全、快速、環(huán)保為宗旨，充分結(jié)合實(shí)際耗風(fēng)量、頂溫、風(fēng)溫情況、前期參照煤氣成份的變化，后期利用噸焦耗風(fēng)量和雷達(dá)探尺判斷料面，準(zhǔn)確的控制了空料線的整個(gè)進(jìn)程，圓滿完成停爐降料面操作。