青島特鋼2號(hào)高爐快速降料面停爐實(shí)踐

吳藝鵬，劉玉猛，閆洪義，孫曉飛，孫旭東

（青島特殊鋼鐵有限公司，山東青島 266200）

1 前 言

青島特鋼2 號(hào)高爐2016 年10 月份開爐，采用PW串罐無料鐘爐頂結(jié)構(gòu)，采用干法除塵、薄壁爐襯結(jié)構(gòu)。根據(jù)爐前渣鐵溝大修及爐內(nèi)整體澆筑需要并結(jié)合生產(chǎn)計(jì)劃，安排2號(hào)高爐2022年7月15日停爐，計(jì)劃停爐60 d。通過制定詳細(xì)的停爐方案、精益組織和積極籌備，此次停爐采用降料面至風(fēng)口中心線的方式，停爐過程中采用部分回收煤氣、爐頂霧化打水降料面，控制休風(fēng)后料面降到風(fēng)口中心線（標(biāo)高14.6 m）以下，降料線共計(jì)22.1 m，全程歷時(shí)約16 h。停爐過程爐況穩(wěn)定，無爆震、懸料發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全、高效、環(huán)保停爐。

2 停爐前準(zhǔn)備

預(yù)休風(fēng)。在降料面檢修前，進(jìn)行預(yù)休風(fēng)。對(duì)爐頂霧化打水系統(tǒng)改造安裝和調(diào)試使用。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)最大打水能力150 t/h，有8支霧化噴槍，其中4支正對(duì)煤氣上升管，可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)打水，既可以通過程序判斷頂溫自動(dòng)控制噴槍進(jìn)行霧化打水，也可以選擇手動(dòng)操作噴槍開關(guān)。同時(shí)，對(duì)爐頂大放散自動(dòng)連鎖進(jìn)行測(cè)試，對(duì)探尺進(jìn)行檢查校零（保證1 根探尺為24 m），從爐頂頂壓管引煤氣取樣管至重力除塵地面。

爐況控制。2022年7月15日8：00開始上輕負(fù)荷料，焦比520 kg/t，2 h后焦比提至550 kg/t，最后加30 t 蓋面焦，爐料結(jié)構(gòu)不變（78%燒結(jié)礦+4%球團(tuán)礦+18%塊礦）。降料面前，爐況順行，爐溫中上限，鐵水含硅0.6%左右，物理熱＞1 520 ℃，爐渣堿度1.1左右，壓量關(guān)系寬松，有利于熔化爐缸凝鐵層和減少爐身黏結(jié)物，減少降料面過程中的渣皮脫落導(dǎo)致的煤氣爆震。

3 降料面停爐操作

3.1 控制原則

風(fēng)量控制。料線0～7 m（爐身上部），風(fēng)量控制為正常風(fēng)量80%～100%；料線7～14.5 m（爐身中部），風(fēng)量控制為正常風(fēng)量的60%～70%；料線12～16.5 m，風(fēng)量控制為正常風(fēng)量的50%；料線16.5～22.1 m，風(fēng)量控制為正常風(fēng)量的40%。

切煤氣。當(dāng)H2含量＞6%或煤氣O2含量＞1%時(shí)切煤氣。預(yù)計(jì)當(dāng)料面進(jìn)入爐腰以下，H2含量達(dá)到規(guī)定條件，開始切煤氣，按照正常休風(fēng)時(shí)切煤氣，但必須定風(fēng)量操作，逐步降低風(fēng)壓至管網(wǎng)壓力時(shí)切煤氣，以防止風(fēng)壓波動(dòng)時(shí)風(fēng)量劇烈波動(dòng)。

頂溫控制。根據(jù)爐頂溫度和氣密箱溫度情況適時(shí)開始爐頂打水，爐頂各打水管的投用應(yīng)遵循由少到多的原則，防止突然大量打水后冷卻水直接落至料面發(fā)生爆震等異常情況，頂溫控制在250～350 ℃，具體控制要求見表1。

表1 降料面過程頂溫控制標(biāo)準(zhǔn)

休風(fēng)。①料面降至風(fēng)口中心線以下，半數(shù)風(fēng)口吹空、末次鐵出凈休風(fēng)后堵口，按照高爐長(zhǎng)期休風(fēng)規(guī)程進(jìn)行休風(fēng)作業(yè)（不倒流）。②頂溫不受控時(shí)，降料面結(jié)束休風(fēng)后關(guān)閉爐頂霧化打水裝置，氮?dú)狻⒄羝^續(xù)保持開啟狀態(tài)，確保爐內(nèi)保持正壓，高爐本體區(qū)域設(shè)置警戒線，降料面過程結(jié)束。

3.2 降料面操作

2022 年7 月15 日13：00 開始降料面，減煤控氧，爐頂通入蒸汽，干法除塵系統(tǒng)煤氣正?；厥?；13：30，30 t 蓋面焦入爐，重力除塵器通入氮?dú)狻＝盗厦娉跗?，?zhēng)取較快的速度降至爐身中下部，隨料面的降低，頂溫逐漸升高，通過控制爐頂霧化打水量及打水方位來控制頂溫，以最低打水量、均勻、連續(xù)打水，防止水霧急劇汽化引起爐頂爆震。2 號(hào)高爐降料面過程操作參數(shù)見表2，表中參數(shù)均為上1 h平均值或累計(jì)值（料線深度除外）。

表2 停爐過程主要工藝參數(shù)

降料面期間，每間隔0.5 h 取一次煤氣樣，進(jìn)行人工分析。隨料面降低，爐內(nèi)間接還原逐漸減少，煤氣中CO2含量降低。煤氣中O2含量幾乎為零，僅檢測(cè)出一次。H2含量隨著料面降低而緩慢升高，至爐腰區(qū)域接近控制上限6%，表面爐頂打水控制較好，霧化水較少進(jìn)入料面引起煤氣中H2含量波動(dòng)。20：00左右，煤氣中H2含量上升接近CO2值，探尺深度15 m，料面在爐身下部；21：50 左右，H2含量大于CO2含量，料面進(jìn)入爐腰，均與經(jīng)驗(yàn)一致。煤氣成分見圖1。

圖1 降料面過程煤氣成分

出鐵嚴(yán)格按照計(jì)劃要求：降料面前期正常出鐵，見噴就堵；當(dāng)料線降至7 m以下后間隔2～2.5 h出一爐鐵；料線降到21 m 左右時(shí)，使用60 mm 鉆頭打開對(duì)向鐵口，雙鐵口出鐵至休風(fēng)后堵口。停爐期間，慢風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng)，高硅鐵出現(xiàn)較早，爐缸較活躍，物理熱充足。根據(jù)理論計(jì)算，爐身至爐腹體積對(duì)應(yīng)理論鐵為852.8 t，降料面期間實(shí)際過鐵量751.2 t，渣鐵基本出凈。具體出鐵記錄見表3。

表3 降料面過程出鐵記錄

3.3 切煤氣

20：50，取樣煤氣中H2含量（4.79%）大于CO2含量（4.51%），料面開始進(jìn)入爐腰。21：30，料線深度17.1 m，煤氣中H2含量最高為5.79%，符合切煤氣條件，進(jìn)行切煤氣。高爐逐漸降低頂壓，頂壓由TRT控制轉(zhuǎn)為調(diào)壓閥組控制；然后逐步降低煤氣壓力與管網(wǎng)壓力接近，控制好風(fēng)量和壓差，防止風(fēng)量和壓差的劇烈波動(dòng)；21：50，打開爐頂大放散，關(guān)閉重力除塵器遮斷閥，切煤氣完成。

3.4 休 風(fēng)

根據(jù)測(cè)算，2：00—3：00 料面降至風(fēng)口中心線下。出鐵力求爐缸渣鐵出凈。東鐵口打開后，僅有渣流，且東、西場(chǎng)渣鐵流小而弱。2：30左右，部分風(fēng)口忽明忽暗；20 min 后，通過觀察風(fēng)口發(fā)現(xiàn)大部分風(fēng)口見空，爐內(nèi)渣鐵基本出凈，進(jìn)入休風(fēng)程序。關(guān)閉爐頂打水，打開混風(fēng)切斷閥，冷風(fēng)放風(fēng)閥全開，爐頂大放散全開，3：00休風(fēng)完畢。

4 結(jié) 語

此次停爐歷時(shí)16 h，與計(jì)劃節(jié)點(diǎn)同步，降料面過程嚴(yán)格遵守了停爐方案中的技術(shù)要求，整個(gè)停爐過程順利，頂溫、壓量關(guān)系等控制較好，爐內(nèi)無爆震、無管道氣流、無懸料，風(fēng)口無燒損、無灌渣。

降料面前，大風(fēng)量和高富氧為前期降料面創(chuàng)造較快速度。降料面期間，爐頂霧化打水設(shè)備能力充足、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，頂溫得到了有效控制，是此次順利停爐的關(guān)鍵；依靠雷達(dá)探尺和機(jī)械探尺、煤氣成分取樣檢測(cè)、加上耗風(fēng)量等方法綜合判斷料面位置，掌握煤氣成分，為安全停爐提供了技術(shù)支持；適當(dāng)提高頂壓，降低煤氣流速，降低了爆震風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)最大限度地對(duì)煤氣進(jìn)行了回收利用，有效減少了空氣污染和煤氣擴(kuò)散，達(dá)到安全、高效、環(huán)保停爐的基本要求。