首鋼長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐安全停爐實(shí)踐

張紅斌，郝文龍，劉小龍

（首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠，山西 長(zhǎng)治 046031）

首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠8號(hào)高爐始建于2003年，設(shè)計(jì)爐容1 080 m3，共20個(gè)風(fēng)口，2個(gè)鐵口，2個(gè)岀鐵場(chǎng)，于2012年2月進(jìn)行了第一次大修，大修后運(yùn)行至今，已將近10年，現(xiàn)主要存在碳磚和冷卻壁侵蝕損壞嚴(yán)重、爐缸溫度高、爐腰冷卻壁損壞、爐殼開(kāi)裂等問(wèn)題。8號(hào)高爐于2022年2月10日降料面到風(fēng)口進(jìn)行停爐大修，大修工期60 d。為能順利做好安全停爐工作，特系統(tǒng)地制定了停爐措施，實(shí)現(xiàn)了安全、順利降料面到風(fēng)口，達(dá)到停爐要求。

1 停爐前準(zhǔn)備工作

1.1 設(shè)備準(zhǔn)備、檢查

1）提前3天準(zhǔn)備4根長(zhǎng)4.0 m的1.2寸鋼管制作打水管。水管要求：一頭堵死；打水管外側(cè)要有標(biāo)志，以便安裝時(shí)能正確掌握開(kāi)孔方向，要配套安裝1個(gè)閥門并帶連接用短接。

2）提前24 h安裝爐頂打水計(jì)量表（安裝在風(fēng)口平臺(tái)處），打水計(jì)量表必須準(zhǔn)確可靠[1-2]。將控制打水閥門全部安裝在風(fēng)口平臺(tái)區(qū)域，所有進(jìn)水接高壓水，水壓不低于1 MPa，保證足夠的水量。在噴淋水管安裝2道控制閥門，分水器出水安裝DN=50 mm的水門，然后將1.2寸球閥與打水專用管連接。提前核對(duì)打水計(jì)量表的準(zhǔn)確性，以備滿足可能出現(xiàn)的特殊情況的需要。

3）爐頂設(shè)有2套獨(dú)立的打水系統(tǒng)，可在值班室對(duì)爐頂自動(dòng)打水系統(tǒng)進(jìn)行控制，噴淋水系統(tǒng)則在爐臺(tái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制。

4）提前24 h對(duì)冷風(fēng)流量、熱風(fēng)壓力、爐頂壓力和爐頂溫度測(cè)量?jī)x表進(jìn)行校對(duì)，校對(duì)完畢后，保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。

5）提前24 h對(duì)降料線過(guò)程中機(jī)械、雷達(dá)探尺進(jìn)行檢查，確保其在探測(cè)范圍內(nèi)可正常工作，雷達(dá)探尺校對(duì)量程達(dá)到25 m。

6）全面檢查氮?dú)庀到y(tǒng)，并保證壓力≥0.7 MPa。

1.2 高爐操作

1）提前控制高爐煤比在120 kg/t以下，負(fù)荷酌情降低0.1~0.2，適當(dāng)調(diào)整裝料制度，疏松邊緣[3]。焦丁僅使用自循環(huán)焦丁。

2）爐溫適宜，渣鐵流動(dòng)性好，w（Si）=0.30%~0.67%，物理溫度1 484~1 523℃，爐渣堿度1.21，渣相合理，鎂鋁質(zhì)量比為0.54，渣中w（Al2O3）平均為14.92%。

3）2月8日至預(yù)休風(fēng)前，理論出鐵量為4 139 t，實(shí)際出鐵量4 288 t，超產(chǎn)149 t。

4）2月9日00：00開(kāi)始全焦冶煉，將礦批縮至27 t，焦炭負(fù)荷為2.8；03：25停煤、停氧操作，預(yù)休風(fēng)前有意識(shí)控料線，根據(jù)頂溫情況，邊下5批蓋面焦，邊打水空料線，每批蓋面焦為9.644 t，頂溫達(dá)到400℃時(shí)，下蓋面焦。06：33下第一個(gè)蓋面焦；06：59下第二個(gè)蓋面焦；07：18下第三個(gè)完蓋面焦；07：23下第四個(gè)蓋面焦；09：38下第五個(gè)完蓋面焦；于2月9日08：23休風(fēng)，料線已空在11.55 m，共計(jì)打水182.6 t。

2 停爐操作

8號(hào)高爐于2022年2月9日08：23預(yù)休風(fēng)，08：35開(kāi)倒流閥，人員全部撤離風(fēng)口平臺(tái)，待爐頂溫度降至250~280℃時(shí)，于10：08開(kāi)爐頂人孔，爐頂自動(dòng)點(diǎn)火成功，在爐前更換漏水的3號(hào)、11號(hào)風(fēng)口，處理18號(hào)風(fēng)口二套跑風(fēng)問(wèn)題，于10：45爐頂火著穩(wěn)，開(kāi)始安裝打水管；12：47爐頂打水管安裝到位；15：00高爐送風(fēng)，開(kāi)始空料線；20：00開(kāi)2個(gè)爐頂放散；20：08通知布袋切煤氣；2月10日04：28休風(fēng)，料線空在20.70 m。

2.1 空料線操作

空料線操作情況具體如下頁(yè)表1所示。

表1 空料線具體操作參數(shù)

2.2 風(fēng)量、風(fēng)壓、頂壓、頂溫控制情況

風(fēng)量、風(fēng)壓、頂壓、頂溫控制參數(shù)情況具體如下頁(yè)表2所示。

表2 風(fēng)量、風(fēng)壓、頂壓、頂溫控制參數(shù)

2.3 打水情況

爐喉打水控制參數(shù)如第104頁(yè)圖1所示。

圖1 爐喉打水控制參數(shù)圖

3 問(wèn)題分析

停爐既要保證煤氣系統(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[4]，該過(guò)程主要解決的問(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300℃時(shí)開(kāi)始打水，控制頂溫不大于400℃，在保護(hù)爐頂設(shè)備的同時(shí)，需防止煤氣中混入空氣，否則溫度高會(huì)造成爆炸，這是安全降料面的重要因素。

3）爐頂打水的控制。先在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)安裝4根爐喉無(wú)霧化打水管進(jìn)行控制，開(kāi)到80%左右后，再用爐喉固有霧化效果好的6根打水管控制，后期頂溫下降時(shí)，先關(guān)臨時(shí)安裝的4根爐喉無(wú)霧化打水管到1/4開(kāi)處，再逐步控制爐頂霧化打水來(lái)控制頂溫，打水時(shí)由小到大緩慢開(kāi)水，且打水必須均勻，以確保較好的霧化效果，水在進(jìn)入200~300℃的區(qū)域時(shí)，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。如果大量水進(jìn)入爐身下部的高溫區(qū)時(shí)，會(huì)與高溫焦炭反應(yīng)（C+H2O→CO+H2）生成H2，從而形成氫的爆炸氣體而危及人員安全。

4）確定停止回收煤氣的時(shí)間。當(dāng)達(dá)到如下條件之一應(yīng)停止回收煤氣：煤氣中φ（H2）達(dá)到上限標(biāo)準(zhǔn)8%；煤氣中φ（O2）＞0.8%；料面降至爐腹；爐皮出現(xiàn)燒紅、嚴(yán)重跑火時(shí)；布袋除塵系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不能繼續(xù)回收煤氣，但因條件限制，雖對(duì)高爐煤氣取樣化驗(yàn)，但煤氣成分不太準(zhǔn)確，未以煤氣成分判定；料面降到爐身下部，風(fēng)量、風(fēng)壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，停止回收煤氣。停止回收煤氣后，打開(kāi)高爐爐頂放散閥，關(guān)閉布袋除塵器煤氣切斷閥，與外圍煤氣管網(wǎng)隔離，以保證煤氣系統(tǒng)的安全。

4 結(jié)論

此次首鋼長(zhǎng)治鋼鐵有限公司煉鐵廠8號(hào)高爐停爐采用空料線打水法技術(shù)停爐，實(shí)現(xiàn)了安全無(wú)事故、環(huán)保節(jié)能、快速停爐的目標(biāo)。

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，也是降料面的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是嚴(yán)格控制爐頂溫度不大于450℃，二是防止打水進(jìn)入高溫區(qū)而形成氫的爆炸氣體。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：為減少降料面時(shí)間，可根據(jù)情況適當(dāng)加風(fēng)；停止回收煤氣后，打開(kāi)爐頂兩個(gè)放散閥，將高爐頂壓控制在25~30 kPa之間，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，要求頂溫控制在350℃左右，絕不可大于500℃。

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、料面基本降到位時(shí)，可以風(fēng)口是否吹空作為參考（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)。