晁團效  陳振勇  紀永增  林云航

（江蘇省鑌鑫鋼鐵集團有限公司  江蘇 連云港 222113）

摘要：鑌鑫2高爐根據公司生產經營計劃決定擴容改造。煉鐵廠根據2高爐設備配置和爐況順行情況，采用爐頂打水空料線降料面法停爐，降料面過程中克服各種困難，耗時733分鐘，科學安全將高爐料面降到風口區域。

關鍵詞：降料面；爐頂溫度；打水量

1  概況

根據公司生產經營計劃，決定對2高爐停爐擴容改造，由于停爐時間緊，停爐所需備件準備不充足；高爐爐況調整時間短，爐缸存在局部不活；爐頂打水設備沒有檢修等，給高爐降料面操作造成一定影響。煉鐵廠根據2高爐生產實際情況，結合國內同類高爐降料面經驗，決定本次停爐采用爐頂打水空料線降料面法。

2   2高爐降料面停爐方案

2.1   停爐方法及基本要求             

 1）、本次采用打水空料線降料面法停爐。生產科制定2高爐降料面操作方案和技術規程。計算好休風料和降料面所需時間，事故預防等。

（1）將高爐料線降至風口中心線，(料線零位標高到風口標高19.83m)休風，計算好休風料，2高爐降料面爐頂打水量和高爐送風參數，預計12—14h左右。

（2）爐頂溫度嚴格按200℃～300℃控制，下限不低于200℃控制。（氣密箱溫度<60℃）。

2）、為了高爐空料線期間安全順行，在高爐停爐前進行高爐上部和下部清洗作業，盡量減少爐墻黏結物和爐缸內的凝鐵和鈦化合物，防止對放殘鐵的不利影響。本次停爐前準備時間短，高爐調整爐況僅10小時，采取降低爐渣堿度，提高爐溫，改全焦炭冶煉。高爐冷卻設備檢查不到位，存在一定安全隱患。

2.2、降料面計算

2.2.1  高爐爐型示意圖如下：

表1                   高爐內型尺寸

2.2.2  裝入量的計算

 高爐風口中心線至料線零點高度19.385m，該部位容積約為1195.4m³，扣除1.6米料線體積約53.07m³，停爐負荷料裝入體積為1142.33m³，（焦炭堆密度按 0.58t/m³，）壓縮率平均按13%計算，則每批料的體積為48.6m³（礦批42t,焦批15t），則風口中心線以上部位需加負荷料24批，總計360t焦炭。加上蓋面焦45t，焦炭總量405t，總鐵量為608t，休風料渣量為209t。

3）降料面時間：降料面過程中，停爐中焦炭總量608 噸，取平均噸焦風耗風量為3000Nm3/t，停爐總風量為 608*3000=1824000Nm³，考慮其他高爐以往的經驗需以過剩系數1.25，理論計算降料面過程中總耗風量1824000*1.25=2280000Nm³，此次按總風耗 230萬Nm³考慮，本次降料面至風口時間預估約需12-13個小時左右。

3   實際生產情況

3.1   高爐停爐前生產情況

2高爐停爐前生產穩定，高爐生產技術指標較好，爐況運行良好，由于公司采取低庫存生產模式，焦炭（品種）配比更換比較頻繁，焦炭熱強度和反應性不同，對爐缸活躍性、高爐爐況產生一定影響。高爐停爐前生產參數見表2。

表2     2高爐停爐前生產技術參數

3.2    2高爐降料面前生產情況

26日白班51批料加焦炭8.8t，中班第二批料改全焦冶煉：礦批42t，焦批14.3t，焦丁0.7t，焦炭負荷2.80，改全焦冶煉，[Si]=0.40—0.65%，[S]=0.030—0.050%，R₂≤1.05，維持爐渣下限生產，使用風溫調整爐溫；料線1.6m，料制O^{37  35.2  33.2   31  28.4}  _{2  3  3  3  3}C ^{38.1 36.4   34.6  32..6  32.4  27.8}    _{2  2  2  2  2  2。}爐況順行良好，渣鐵物理熱充沛，流動性良好。27日1：30左右，高爐爐溫正常，硫磺合適，高爐順行突然變差。大減風后料線運行逐漸改善。高爐曲線如下：

              圖1    2高爐降料面前12小時生產曲線

   高爐塌料后，爐況逐漸好轉，鐵水物理熱變化不大，化學爐溫上升比較快。2：00左右發現5號風口小套漏水，并控制。通過工長調整，爐溫、硫磺逐漸恢復正常。2高爐爐況運行較好，沒有下休風料，還是全焦冶煉，負荷2.85。高爐12：00開始停止上負荷料，2高爐降料面操作，降料面前期采用全風壓操作，風溫1050℃，根據爐頂爐溫情況下蓋面焦；當爐頂溫度高時，采用爐頂打水控制爐頂溫度，根據爐頂溫度和料線深度情況控制高爐風量和爐頂壓力，爐頂壓力比正常生產時高30—50kpa。12：48發現5號風口漏水嚴重，決定休風后更換。13：40開始加蓋面焦炭41.4t，14：12—16：47更換5號風口小套。高爐曲線如下：

                圖2      降料面期間休風更換風口曲線

高爐休風更換風口后送風，爐況可以，爐前出鐵困難，一直到高爐休風前40t左右，爐前出爐渣比較少。高爐休風過程中，13：30—13：50爐頂溫度控制不合理，造成爐頂溫度偏高，使高爐箱體布袋破損。高爐降料面過程中，出現幾次小煤氣流，高爐稍微減風煤氣流正常，主要原因是高爐爐頂打水霧化不好，出現打水柱，造成煤氣小爆震。高爐送風后，發現爐頂料線被燒壞，無法觀察到實際料面深度。降料面過程中，由于時間緊，爐頂煤氣人工分析滯后，只做二次，判斷爐頂煤氣成分主要靠爐頂煤氣在線分析和安環部爐頂煤氣成分檢測，判斷高爐實際料面深度，調整2高爐降料面操作參數確保爐頂溫度在控制范圍。到19：40左右，爐頂煤氣H₂含量上限運行（爐頂煤氣H₂含量見圖3），高爐實際料面可能到爐腰下部位置，高爐決定放散爐頂煤氣，繼續降料面到風口區域。0：40左右，高爐出現煤氣流，高爐減風，部分風口變黑.高爐繼續送風降料面；根據風口運行和爐頂溫度情況，高爐于3：13休風停爐。高爐停爐后，發現爐料降到風口平面下300-500mm。

       圖3、4    2高爐降料面過程中爐頂煤氣H₂含量和高爐生產曲線

2高爐降料面操作參數如下，

                     表3     2高爐降料面生產參數

2高爐降料面每半小時風量和爐頂壓力見下表。高爐從降料面開始到休風共用時12小時43分鐘，累計風量175.06萬m³（計算風量，沒有做實際累計風量）；降料面打水量沒有累計，根據經驗風量計算高爐體積1980m³（參考寶鋼數據）。

表4  2高爐降料面每半小時生產數據統計

此次降料面從6月27日12：00-19：58為高壓段，20：00-（次日）3：13高爐休風停爐，總耗風量達到175.1萬m³；高壓段風量85.5萬m³，占比48.8%，耗時300min。常壓段風量89.56m³，占比51.2%，耗時493min。此次降料面共計耗時13h13min，常壓段時間太長，主要原因是0：40風口發黑影響對當時爐況判斷，延長了降料面時間。高爐降料面理論計算耗風量228萬m³，差距比較大，主要是：1）實際風量取每半小時風量，不是累計風量，影響風量數據統計；2）高爐降料面期間爐頂壓力不同，每噸焦炭風耗不同引起。

本次降料面數據異常不同于同類型高爐降料面，主要是降料面過程中休風更換風口和爐頂打水霧化程度不好引起，如果高爐爐頂打水霧化程度良好，高爐料面過程大概到1：00左右完成（0：40左右，高爐出現煤氣流，高爐減風，部分風口變黑，高爐繼續送風降料面）。爐頂打水霧化良好，爐頂溫度下降均勻，高爐不容易產生煤氣流，高爐爐頂溫度容易控制，將加速降料面進程，估計高爐降料面時間10—11.5小時。

3.3  2高爐降料面爐前出鐵管理

    2高爐降料面生產過程爐前出鐵管理，高爐車間制定詳細的操作方案，特別是特殊爐前事情處理，對高爐降料面生產過程中高壓段和常壓段出鐵做了嚴格規定，制定操作預案。2高爐降料面過程中，爐前制定方案和實際生產相近，減少生產隱患發生。2高爐降料面過程出鐵情況如下。

表5、6   2高爐降料面過程出鐵情況和爐渣。

4   爐頂空料線打水降料面小結

2高爐本次爐頂打水空料線降料面停爐生產過程比較順行，高爐降料面共用時793分鐘，高爐順利將料面降到風口區域，高爐共出鐵三次，共計出鐵491.1t，鐵水爐溫適宜，物理熱充沛（1500℃左右），前二次爐渣流動性良好，第三次鐵由于高爐減風出鐵，鐵水量小，爐渣流小，出鐵量少，渣鐵流動性整體比較差，爐前勞動量大。

4.1  高爐降料面休風料計算科學，降料面過程爐溫和爐渣物理熱合適，爐渣和鐵水成分合理，爐渣、鐵高風壓段流動性良好，爐前出鐵順利，爐渣、鐵量大，高爐壓量關系配合良好，料線均勻，風口活躍，爐頂溫度稍微偏高，爐頂打水可以控制爐頂溫度。12：00——13：40期間，頂壓高，并使用透平發電，降低降料面能耗。到13：55高爐退透平發電，14：15—16：45高爐休風更換5#風口小套，高爐安全休風，末發生安全事故。高爐送風后爐況順行，壓量關系良好，爐頂溫度控制較高，因爐頂打水霧化不好，高爐出現小煤氣流，減風5——10Kpa高爐煤氣流穩定。送風后料面深，高爐加風受到制約，爐前出鐵困難，到高爐休風時，爐前出鐵35t左右，大量爐渣鐵難排放，堆積爐缸內，給高爐放殘鐵增加難度。

4.2   高爐從12：00開始爐頂空料線打水降料面操作，前期留5批料和45t蓋面焦，到19：58高爐打開爐頂放散不回收爐頂煤氣，共使用風量91.05萬m³風量，計算高爐體積1073m³，減去5批料和蓋面焦體積（310m³），共計體積763 m³，正常生產時高爐料線大約15.6m左右，高爐休風影響、結合爐頂煤氣H₂含量趨勢，高爐實際在17.5m左右（2高爐休風時爐頂溫度偏高，燒壞料線設備，高爐料線無法使用；結合同類型高爐爐頂打水降料面生產實踐）。高爐降料面過程因冷卻設備休風，對爐前出鐵影響比較大，高爐實際料線與計算料線差距大。

4.3   高爐爐頂打水空料線降料面對爐頂高壓水量有一定要求，水量充足，打水霧化要求嚴格，否則發生高爐煤氣爆炸現象。本次降料面過程中爐頂打水霧化不好，有水柱出現，既影響降料面過程，延長降料面時間，有可能發生爆震現象，高爐被動減風，特別是深料線時，水柱直接打到紅焦炭上，可能發生爆炸事故。0：46高爐因為爐頂打霧化不好，產生煤氣流高爐減風，當時沒有控制打水量，造成水直接接觸焦炭，并將焦炭打黑，影響對當時爐況判斷。當時采取措施到位，預防高爐降料面過程中事故發生。

4.4   降料面過程中高爐理論鐵量735t，實際出鐵491t，鐵量差244t，在可控范圍內，如果高爐不休風，可能出鐵還要多。因此，高爐降料面前加強設備點檢，盡量降料面前休風更換，杜絕或者減少降料面過程中休風，預防事故發生，給爐前出鐵提供條件。

4.5  爐頂打水空料線降料面爐頂打水量和爐頂溫度一定要配合良好，否則發生煤氣爆震事故或者燒壞布袋除塵布袋，爐頂壓力使用相對較高，壓差控制低。本次降料面過程發生幾次小煤氣流；13:27---13：48左右爐頂打水量和爐頂溫度配合沒有處理好，造成布袋除塵器布袋破損。

5   結語

5.1   2高爐降料面時間比較緊，降料面準備工作不充分，各崗位設備點檢不充足，降料面前燒損風口沒有及時更換，對降料面影響考慮不全面，致使降料面過程中更換，增加了安全風險，也造成高爐不好出鐵，爐缸殘鐵量增加。因此，對于高爐降料面生產，降料面前加強設備點檢巡檢，禁止降料面期間休風，確保安全生產。

5.2  高爐降料面期間如果必須休風，嚴格按照高爐降料面操作預案執行，停止爐頂打水和爐頂通蒸汽和氮氣，確保爐頂正壓后，高爐方可休風。

5.3  高爐降料面采取爐頂空料線打水法降料面，爐頂打水量必須充足，打水霧化程度必須良好，禁止打水有水柱出現，防止因打水霧化不好產生爆震。爐頂四周打水量必須均勻，確保四點溫度在正常范圍波動。爐頂溫度高必須減風，防止因爐頂溫度過高造成爐頂設備、煤氣除塵系統故障。

5.4  降料面過程中高壓段爐前盡量出好鐵，確保出凈渣鐵，防止低壓段爐前不好出鐵。

5.5  高爐計劃降料面，應提前調整爐況，適當活躍爐缸，處理爐墻粘結物：適當降低爐渣降低，發展邊緣煤氣，降低煤比，稍微提高燃料比，采用鈦礦護爐的應提前15—20天停止或者減少入爐鈦礦，活躍爐缸，降料面結束盡量出凈爐缸爐渣鐵。

5.6  參照國內同類型高爐，高爐降料面高壓段風量占75%左右，常壓段25%，本次降料面風量數據異常主要是因為爐頂打水霧化不好，出現水柱，產生小爆震，28日0：46左右產生煤氣流，減風后風口全部發黑，影響工長對降料面過程判斷。對爐頂空料線打水降料面高爐操作，降預休風提前到降料面前，等到爐況發揮好后開始降料面，可以節約降料面時間，可以盡量出凈爐缸渣鐵。

5.7  本次降料面過程中，人工化驗爐頂煤氣成分次數比較少，主要依靠爐頂煤氣在線分析和安環部爐頂煤氣分析判斷高爐實際料面位置，高爐工長依次調整高爐降料面生產參數，存在一定事故隱患。2高爐工長憑借科學計算和豐富實踐經驗，準確、安全將高爐料面降到風口帶下200-300mm處，末發生安全事故，在鑌鋼高爐降料面停爐方面創造優異成績。