宣鋼1800m3高爐回收煤氣高效停爐生產(chǎn)實(shí)踐

王中華

摘 要：2016年底，受環(huán)保管控及化解過剩產(chǎn)能影響，1800m3高爐停爐限產(chǎn)。停爐過程中，首次采用了回收煤氣停爐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保經(jīng)濟(jì)停爐。停爐前，采取保證爐況穩(wěn)定順行的方式消化爐缸以及處理爐墻；停爐過程中，合理控制風(fēng)量、確保高爐煤氣安全，并精確控制打水量、避免頂溫過高損壞設(shè)備和發(fā)生爆震，同時(shí)最大化進(jìn)行煤氣回收，減少煤氣對(duì)空放散342min，回收煤氣968km3，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

關(guān)鍵詞：高爐；停爐；回收煤氣；經(jīng)濟(jì)高效；環(huán)保

2016年以來，隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的持續(xù)推進(jìn)，鋼鐵行業(yè)面臨的壓減產(chǎn)能、節(jié)能減排的壓力與日劇增。宣鋼毗鄰北京，積極淘汰落后產(chǎn)能、推進(jìn)綠色煉鐵，于2016年底關(guān)停了1800m3高爐。

在高爐停爐方面，過去通常采用全程放散煤氣的方法，易造成煤氣資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，近年來國(guó)內(nèi)越來越多的鋼鐵企業(yè)嘗試采用回收煤氣的方式停爐[1-4]，并取得很好的成效。宣鋼在充分借鑒國(guó)內(nèi)同行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身高爐中鈦冶煉的特點(diǎn)，在1800m3高爐停爐過程中首次嘗試了長(zhǎng)時(shí)間回收煤氣，實(shí)現(xiàn)了高效環(huán)保經(jīng)濟(jì)停爐。

1 回收煤氣停爐實(shí)踐

1.1 停爐前高爐操作思路

按照以往操作思路，停爐前一般采取提高入爐焦比，提高爐溫水平，配加錳礦及螢石的熱酸洗方式消化爐缸，同時(shí)調(diào)整布料矩陣采取疏導(dǎo)邊緣的布料制度處理爐墻黏結(jié)物；而這一切必然造成產(chǎn)量降低，入爐焦比和燃料比升高，爐料結(jié)構(gòu)的大幅度變化，鐵水成本大幅度升高。宣鋼1800m3高爐改變操作思路，采取保證爐況穩(wěn)定順行的方式消化爐缸以及處理爐墻。在2016年底停爐前一周采取的措施是保持高冶強(qiáng)、中上限爐溫、大風(fēng)量生產(chǎn)，減小護(hù)爐強(qiáng)度，提高塊礦比，鈦負(fù)荷降低至7～8kg，保證鐵水中[Ti]降低至1.0%以下。

1.2 停爐過程風(fēng)量及打水量控制

圖1 宣鋼1800m3高爐停爐過程風(fēng)量控制情況

高爐降料面的核心是在確保高爐煤氣安全的前提下處理好風(fēng)量和頂溫之間的關(guān)系。大風(fēng)量有利于料面快速下降，但是會(huì)造成爐頂溫度超過規(guī)定的范圍或者產(chǎn)生煤氣爆震，影響停爐的安全。宣鋼1800m3高爐停爐前期采用大風(fēng)量長(zhǎng)時(shí)間維持，后期為控制頂壓爆震風(fēng)量相對(duì)較低；爐頂壓力前期控制在120～150kPa，放散煤氣后爐頂壓力基本控制在8kPa左右。整個(gè)降料面過程總共用時(shí)706min，未出現(xiàn)爐頂煤氣爆震。降料面停爐過程風(fēng)量控制見圖1。

宣鋼1800m3高爐原有打水系統(tǒng)在主控室遠(yuǎn)程操作，后安裝對(duì)水系統(tǒng)在爐頂控制，在降料面期間根據(jù)頂溫需要手動(dòng)調(diào)整打水系統(tǒng)，保證頂溫控制在350～450℃。在降料面停爐過程中，爐頂打水由高爐工長(zhǎng)專人負(fù)責(zé)。根據(jù)爐頂溫度、氣密箱溫度調(diào)節(jié)打水閥門的開度。降料面期間打水量及頂溫見表1。

1.3 停爐過程渣鐵排放

為了盡可能放凈渣鐵，對(duì)渣鐵排放時(shí)間進(jìn)行控制，整個(gè)停爐期間共組織爐前出鐵3爐次，共計(jì)出鐵約940t。停爐前提鐵口角度由12°提到14°，鐵口深度控制2.9～3.1m。出鐵前兩次都是正常出鐵，來風(fēng)后堵口，為最后一爐鐵預(yù)留200t左右鐵量，確保燒掉更多的焦炭，盡可能減少爐內(nèi)焦炭的殘留量，減少后續(xù)清理的工作量，料線20m時(shí)，組織出最后一次鐵。計(jì)算爐內(nèi)負(fù)荷料產(chǎn)生的鐵水理論為897t，實(shí)際出鐵量940t，說明停爐時(shí)爐缸鐵水排放干凈。

1.4 停爐過程煤氣回收

煤氣回收時(shí)間長(zhǎng)，可以有效減少環(huán)境污染，同時(shí)可以保證有一定熱值的煤氣充分利用。在保證安全的前提下，應(yīng)該盡可能長(zhǎng)時(shí)間回收煤氣，因此設(shè)定了煤氣放散條件，當(dāng)出現(xiàn)以下情況之一時(shí)，高爐停止回收煤氣：

①當(dāng)混合煤氣中含H2>10%或O2>0.8%，爆震頻繁，要準(zhǔn)備切煤氣；

②料面已經(jīng)降到爐腰下部和爐腹上沿（預(yù)計(jì)6小時(shí)到達(dá)20.0m料線）；

③通過減風(fēng)控制風(fēng)量，仍然出現(xiàn)爐頂壓力劇烈波動(dòng)、頻繁爆震；

④爐皮發(fā)生嚴(yán)重跑火冒氣現(xiàn)象。

實(shí)際降料面過程中，煤氣成分的變化趨勢(shì)見表2。爐頂混合煤氣H2、O2含量一直在控制目標(biāo)范圍內(nèi)，未發(fā)生爆震。料面到20m時(shí)，打開放散閥，切斷煤氣，完成回收煤氣過程。

2 回收煤氣停爐收益

宣鋼1800m3高爐停爐，在停爐以前維持較高冶強(qiáng)，采用大風(fēng)量操作，避免了采取洗爐措施導(dǎo)致鐵水成本大幅上升的問題；從預(yù)降料線到停爐，風(fēng)量選取合理、用風(fēng)穩(wěn)定，通過精確控制爐頂打水量實(shí)現(xiàn)頂溫全程受控，沒有出現(xiàn)一次爆震現(xiàn)象；采用回收煤氣停爐技術(shù)，減少煤氣對(duì)空放散342min，回收煤氣968km3，不僅有效減少了環(huán)境污染，同時(shí)節(jié)能效益明顯。

3 結(jié)論

（1）停爐前1800m3高爐長(zhǎng)期保持穩(wěn)定順行，沒有爐缸堆積、爐墻粘結(jié)的痼疾，是停爐前采用高冶強(qiáng)、大風(fēng)量操作的基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)停爐創(chuàng)造了有利條件。

（2）通過合理用風(fēng)，精確控制爐頂打水量，實(shí)現(xiàn)了停爐過程頂溫全程受控，沒有出現(xiàn)一次爆震現(xiàn)象，為回收煤氣提供了有力保障。

（3）停爐過程中，通過最大化回收煤氣，減少煤氣對(duì)空放散342min，回收煤氣968km3。

參考文獻(xiàn)

[1]芶毅，孫維陽(yáng)，張俊民，等.濟(jì)鋼1750m3高爐停爐降料面操作實(shí)踐[J].山東冶金，2017，39（2）：22～24.

[2]劉立廣，廖經(jīng)文，李鮮明.韶鋼6號(hào)高爐停爐實(shí)踐[J].江西冶金，2015，35（5）：9～11.

[3]謝文飛，肖志明.天鐵4#高爐停爐實(shí)踐[J].天津冶金，2015，（3）：26～28.

[4]劉向輝，趙仕清，黎均紅，等.重鋼2500m3高爐停爐節(jié)能減排技術(shù)的研究實(shí)踐[J].冶金叢刊，2016，224（4）：1～3.