本钢新1号高炉空料线操作实践

The operation practice about descend stockline in No.1BF of BX Steel

支兴春

（本钢板材股份有限公司     辽宁本溪117021）

摘要：对本钢新1号高炉（4747m3）快速停炉降料面进行了总结。2015年8月3日新1号采用回收煤气、炉顶打水降料面至风口中心线以下，通过制定周密方案，控制合理的停炉操作参数和利用煤气中CO2含量判断料面的位置，实现了安全、环保、顺利停炉。

关键词：大型高炉  快速停炉  空料线

Abstract: In thispaper, the rapid blowing-out operation with loweringcharge level for New No.1 B.F of Benxi Steel is summarized. Throughmaking thorough scheme New No.1 B.F adopted recovery gas、cooling water flow through the top to lower chargelevel to under tuyere level On August 3rd, 2015.By controlling reasonableblowing-out operation parameters and judging the position of charge level basedon the CO content in product gas,the blowing-out process was safe、 environmental 、smoothrealization .

Keywords:large-scale blast furnace  the rapidblowing-out operation  descend stockline

    本钢新1号高炉（4747m3）于2008年10月9日点火送风，投产后一直稳定顺行，保持较高强度冶炼。2014年5月26日陆续出现8段铜冷却壁破损，直至2015年8月3日停炉共计破损53根冷却壁水管，分布在20块冷却壁上。8段炉腰冷却壁的大量破损给高炉操作造成较大难度，同样对高炉的各项技术经济指标产生巨大影响。经集团公司研究决定于2015年8月3日新1号高炉采用回收煤气、炉顶打水降料面至风口中心线以下，检修更换7、8、9、17段共计150块冷却壁。

1、降料面前准备工作

降料面前的准备工作是否充分是决定停炉过程顺利与否的关键，新1号高炉针对此次空料线停炉制定了周密、详细的停炉方案。

1.1停炉前炉况及操作制度调整

空料线休风前确保炉况的稳定顺行，渣铁温度充沛，流动性良好，空料线休风前控制炉温在0.6±0.1%之间，严防炉况出现高温、高碱及炉凉。预休风前一个冶炼周期高炉改全焦冶炼，保证炉缸热量充沛，用较高炉温和适当的炉渣碱度对高炉进行热洗。

新1号高炉停炉前日产生铁9700t/d，燃料比维持在515kg/t，操作参数平稳，在日常操作中，操作人员充分考虑到冷却壁破损造成的炉凉，较好的控制了渣铁物理温度的合理范围，为新1号高炉的安全、有效、顺利停炉打下良好的基础。

1.2 空料线准备工作及预休风主要项目

（1）、将1#、2#探尺测量量程增加至28m，同时结合雷达探尺测量，利用三个探尺实

时测量空料线的料面变化情况。

（2）、改造两个具有自动调节顶压的炉顶放散阀和开启装置。预休风后将两个炉顶放散阀改为具有自动调节功能，要求最大顶压≯110-130kPa，预休风时安装。控料线时若炉顶压力大于110-130kPa时，放散阀能自动开启放散，压力下降后能自动关闭。切断煤气放散后，放散阀不能出现意外关闭现象。

（3）、安装好炉顶雾化打水管。打水管共10根，其中四根打水管内径2.5寸、炉内长度5.0m，每根从前端开孔，开孔长度4.0m，圆周均匀开6排孔，孔距100.0mm，孔径5.0mm，前端做成扁嘴型，缝隙1.0mm，扁嘴向下倾斜45°，此四根打水管用法兰盘安装在炉顶十字测温处。另6根打水管直径1.0寸，炉内长度2.5m，每根从前端开孔，开孔长度1.0m，圆周均匀开4排孔，孔距100.0mm，孔径5.0mm，前端封严，安装在炉顶打水管处。打水管要做好扬水试验，要求每个打水管单独用闸板阀门控制，总管安装闸板阀门控制。要求打水管强度要高，保证空料线期间不能弯曲。

（4）、安装煤气取样管。从炉顶、除尘器各引一支煤气取样管（1.0寸管）到出铁场平台，以方便取样分析，用以判断料线深度。

（5）、休风前对炉皮、破损冷却壁、冷却板进行查漏检查。检查炉体密封情况，如有破损做好标记，8段冷却壁水管伸出的膨胀节检查、加固，预休风期间处理。休风前要对炉体冷却水系统进行彻底排查。预休风前三天要控制破损冷却板、冷却壁的进水量，炉皮进行打水。

（6）、停炉前矿、焦槽的清槽工作。为确保高炉开炉前原燃料的质量，根据空料线要求料线深度，计算预休风前所需的原燃料的量，保证在不耽误高炉上料的基础上，尽量将其余矿、焦槽清空。

（7）、预休风前加入盖面焦100t（大焦），体积约185m3。如果预休风前料线不正常，盖面焦则不能加入。控制好出铁时间，保证在加完盖面焦后出铁结束，铁后立即休风，休风后料面控制在0.8m左右，并保持顶温在200～250℃，以利于点火。

2、停炉操作实绩

8月3日18:35送风开始空料线操作，8月4日4:37停止回收煤气，8月4日21:57休风空料线结束，共计用时27小时22分钟，空料线操作主要是处理好风量、顶温、打水量三者之间的关系。本次空料线停炉控制合理的停炉操作参数和利用煤气中CO2含量判断料面的位置，实现了安全、环保、顺利停炉。

   2.1停炉过程中操作参数控制实绩

送风初期回风不宜过多，待炉料下降，压量对称，逐步加风。维持不易产生管道行程的煤气速度，即随着料线降低逐步减少风量。空料线风量在料线4m以上后，风量维持5150--5550m3/min，顶压维持在80～90kpa之间，时间长达6小时，料线直接降到18.15m，4日4:37停止回收煤气将风量减至最低2335m3/min,眼镜阀安装顶丝完成后，5:22开始加风，17:00出现风口吹空，17:00--21:50风量最大，保持在6300m3/min,最大风量持续接近5小时，于21:57停炉休风空料线结束，整个过程历时27小时22分钟。

空料线操作过程减风条件：

（1）、煤气中H2含量控制＜5%，若＞6%及时减风，控制打水量，防止爆震；

（2）、在没有加风时，风量自动增加，且热风压力下降幅度较大时可考虑适当减风维持原风量指数，防止大塌料；

（3）、发生爆震或顶温上涨过快，及时减少打水量，并适时减风。

图1    新1号高炉空料线操作实绩趋势图

Picture 1 the tendency chart about descend stockline

2.2 停炉过程中料线料线变化实绩

新1号此次空料线停炉采用回收煤气法，根据煤气取样成分分析及探尺料线双重判定停炉过程中的料面下降位置。降料面工作开始后每小时取一次炉顶煤气分析N₂、H₂、CO、CO₂及O₂含量，及时报值班室以供降料面时参考，料线降到10m以后，每30min取一次炉顶煤气分析。降料面过程中每1小时测一次料线，两探尺交替使用。根据煤气成分分析料面的相应位置，针对新1号高炉具体分析如下：

（1）CO₂值逐步降低时，料面在炉身逐步下降；

（2）当CO₂达到3-5%时，料面进入炉腰。料线超过19.8米；

（3）CO2值开始回升，料面进入炉腹。料线超过21.9米；

（4）当料面进入风口区，CO₂值又达到最高值15-18%。料线27.03米；

8月3日18:35送风开始空料线操作，在空料线初期，煤气含量低，伴随着顶温的升高，需增加炉顶打水量，通过微调炉顶打水量来控制炉顶温度。在整个操作过程中。炉顶打水是连续进行的，操作中要坚持少动、早动。

空料线送风初期CO₂值逐步降低，4日0:30CO₂值由12%降至5.2%，探尺测量料线18.2m，料面降到炉身下部接近炉腰，4:30测量料线为22.19m，煤气成分中O₂含量达到2.6%，于4:38根据空料线休风方案停止回收煤气，从空料线送风开始至停止回收煤气共计历时10h2min，此时减风至风压46.8kpa，顶压降至9.62 kpa ，煤气切断阀安装12个顶丝，使其能够承受炉顶压力50 kpa ,5:22处理完毕，继续加风空料线，5:38探尺测量料线21.90m，料线已经空到炉腹，继续加风在保证顶压小于50 kpa的基础上，坚持大风量空料线操作，17:00发现个别风口出现吹空现象，表示料线降至风口平面，20:00风口全部吹空，20:20打开三个铁口出最后一次铁，为了减少停炉后扒料的工作量，高炉延长了出铁时间。于21:57铁口空喷瓦斯火，渣铁不成流堵铁口休风，整个过程用时27h22min，新1号高炉实现了安全、环保、快速停炉。

2.3   炉顶打水和顶温控制实绩

   在空料线停炉过程中，炉顶打水由瓦斯工和管工专人负责。炉顶打水量的合理控制室是安全空料线停炉的关键，根据炉顶温度、齿轮箱温度及煤气成分及时调整炉顶打水阀门开度，微调炉顶打水量，配合调整送风参数，确保打水均匀、雾化效果良好，减少爆震。此次空料线控制齿轮箱温度＜70℃，炉顶温度在400—500℃，

2.4空料线过程中渣铁排放实绩

此次空料线停炉共计出铁3次，开铁口时间控制原则：第一次铁，根据送风风量在1.5～2小时左右出铁，炉前出水渣。第二次铁，间隔时间不宜过长。最后一次铁三个铁口同时出，必须出净，以求尽量把料面降到风口以下。

当风口吹空后，于20:20安排出最后一次铁，三个铁口同时出铁，操作上将风量加到正常操作时全风状态，以确保大大减少炉内中心死焦堆残留量，在最后一次铁出净后，炉内焦炭残留量减少，炉缸扒料工作量少，为联检工作打下良好基础。

                    表1 新1号空料线渣铁排放安排时间表

Table 1 The rion and slag emissionschsduling about descend stockline

3、空料线停炉成功经验与不足

   3.1空料线停炉成功经验

此次空料线总结如下成功经验：

（1）、在顶温及设备条件允许条件下尽量使用较多风量；

（2）、设备允许顶温控制范围可以适当上调，匹配好与打水量的关系；

（3）、出现风口吹空，可将风量加至正常操作风量；

（4）、风口全部吹空及时出最后一次铁，采用大风量、高风速，有利于将炉缸中心料堆吹空，形成中心洼坑，为一次清料缩短工时；

（5）、发现顶温上涨过快，及时减风制止，稍控打水量；

（6）、停炉前，炉内调整及其他各项准备工作比较缜密充分。通过热制度的调整，实现了炉缸热量的充沛与稳定，为降料面的安全、顺利、迅速进行创造了条件；

（7）、停炉过程中采用空料线煤气回收法。停炉过程中采用大风量、高顶压，缩短了降料面时间；通过回收煤气，既减少了环境污染又创造了效益，符合低碳环保的要求；

（8）、通过对打水管的改进，雾化效果好，炉顶温度控制比较理想，大大减轻了爆震强度，确保降料面过程的安全高效

3.2空料线停炉不足之处

   此次空料线不足之处如下：

（1）、煤气取样分析数据跟踪不及时，对CO2含量变化和料面规律分析带来不利影响；

（2）、机械探尺在测量至接近24m时，探尺砣都烧坏，雷达探尺在22.5m以后失去作用，可以考虑改进；

（3）、停炉前未进行清洗炉墙，导致在空料线期间炉墙粘接脱落，对应顶温急剧下降，需立即控制对应方位打水量，影响空料线进程；

（4）、此次空料线停炉过程中共计发生13次小幅爆震，与打水枪的雾化效果有一定关系，可以研究改进打水枪的打水效果。

4、结语

   此次空料线实现了安全、快速、环保的有效停炉，停炉后炉缸的料面中心出现直径近10m，中心深度达到2m，风口下沿深度近1m的深坑。在破损调查的过程中发现8段铜冷却壁完全破损达到4块，而且全部裸露钢甲。可见，这次新1号高炉空料线停炉的决定是值得的，停炉的时机也是恰当的，同样也为以后的高炉操作提供了详尽的借鉴和指导。

参考文献：

[1]  周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2008:444-447