潍坊特钢1360m3高炉停炉降料面总结

潍坊特钢1360m3高炉停炉降料面总结

潍坊特钢技术科   王心乾

炼铁厂2号高炉（1360m3）于2007年9月份开炉投产至2017年12月份停炉，一代炉龄10年零3个月，期间共生产铁水2377855.13t，单立方产铁量9101t/m3。炉役后期由于炉衬及炉缸侵蚀严重，炉腹冷却壁损坏较多，炉壳局部发红需外部喷水冷却等诸多原因，已严重威胁高炉的安全生产。公司决定于2017年12月1日空料线停炉大修，更换炉底碳砖和全部冷却壁。本次停炉空料线采用前期煤气回收打水降料面的方法，于2017年12月1日中午11:50送风，开始降料面，12月2日凌晨0:17高炉休风，整个空料线历时11小时30分钟，料面安全降到风口中心线以下。

1、停炉前的准备工作

为实现快速、安全的降料面，炼铁厂成立停炉领导小组，事先制定了详细、周密的操作方案，统一思路后，严格按照停炉方案执行。

1.1高炉操作调整

（1）停炉前2#高炉炉况顺行度较高，铁水产量和指标参数均在较好水平，高炉热风压力380kpa,日产铁水4100吨，平均燃料比500kg／t。综合考虑到2号高炉炉缸活跃程度高，中心与边缘气流分布均匀，炉墙较为干净，为降低消耗损失，就没有采取洗炉措施，只在停炉前一天，把炉温提到0.7—0.8%，适当降低炉渣碱度，用高温气流．均热炉渣象征性清洗炉缸．炉墙，减少了停炉前的炉况波动和燃料消耗，避免洗炉出现炉皮发红甚至烧穿事故，保证停炉的顺利安全性。

（2）停炉料。12月1日夜班4：50开始上停炉料，配比烧结69%+球团8%+PB块23%。停炉料分Q1、Q2两段，Q1停炉料：（原矿批40t/批）矿批28t/批，干焦批：8.91t(包括焦丁0.3t),硅石300kg/批，综合负荷（干）：3.14t/t.干焦比530kg/t,理论碱度1.02.Q1停炉料共上20批。Q2停炉料：矿批24.5t/批，干焦批：8.51t(包括焦丁0.3t),硅石450kg/批，综合负荷（干）：2.88t/t.干焦比580kg/t,理论碱度1.03.Q2停炉料共上14批，Q1、Q2停炉料共34批。调整上料制度：矿 31/3 28.5/3  26/3 ， 焦 34/2 32/2 30/2  28/2  26/2  24/2  16/2，适当发展边缘气流。后紧跟5批盖面焦，盖面吨数：8.6t * 5批= 43t。

（3）预休风。按计划预休风前倒空矿焦仓、矿焦槽，并控制休风时料线4m--5m。12月1日7:20打开西铁场铁口出铁，8：15按停炉计划预休风，安装炉顶打水枪。预休风时雷达探尺显示料线6.6m（提前用机械探尺标定雷达探尺，雷达探尺显示比实际料线浅2m左右）。以下是预休风前铁水及炉渣成分见表1。

潍钢2号高炉预休风前铁水、炉渣成分（%）

表.1

1.2 .外围准备工作。

  （1）优化炉顶雾化打水装置。高炉提前改进自制炉顶打水枪，打水枪规格：打水枪总长4.2米，在炉内长度(法兰盘前段)约3米，打水枪内管径45mm，从水枪前端开始每隔10mm左右钻4排眼，共钻眼21排，距离炉墙1米范围内没有开孔（保护炉墙）。在打水枪后头（法兰盘后端）1／3处斜45度角再接焊一根（1寸）水管。打水枪使用方法：原直送的45mm管道通氮气，阀门全开保证通入足量氮气，增加水的雾化程度；斜着焊接的水管通高压水，使用时固定氮气量，通过调节水量大小控制顶温。在降料面过程中炉内煤气量骤增，吹入氮气在一定程度上能稀释炉内的氧气和氢气浓度，同时防止高温气流堵塞打水枪孔道。将自制打水枪在停炉前进行进行模拟操作试验，测的最高打水量（90m3/h），以及不同打水流量的雾化效果，提前调试好打水枪，以便空料线作业时可控制好水压和流量，保证最佳雾化效果。下图就是潍钢自己制作的打水枪及实验时的雾化效果图。

图一



图二

（2）为避免停炉过程中冷却设备向炉内大量漏水，高炉提前联系看水工进行查水．检漏，关掉漏水冷却壁。同时对炉体的密封情况进行检查，对所有的漏点做好标记，利用预休风机会进行焊补处理。

（3）提前校正机械探尺和雷达探尺、在线煤气检测系统、校对炉顶上升管四根电偶、炉顶温度表、炉顶压力表，确保温度、压力准确可靠，保证数据的准确性。检查炉顶荒煤气切换系统、热风炉系统及各蒸气、N2阀门，保证开关灵活。

（4）、残铁沟安放到位，平台铺设整齐，烧残铁口用氧气接现场，使用工具准备整齐。炉前根据铺设平台位置，演示氧枪氧管距离、长度，并试压，备足出残铁的铁水包（9个），提前做好准备工作。

2、停炉降料面

2.1. 降料面操作要点

2.1.1.料面位置的确定

停炉降料线期间，根据雷达探尺数值和煤气成份变化及焦炭燃料消耗情况三者相结合，判断料面位置。煤气成份变化规律：开始阶段CO2体积分数不断降低，H₂体积分数不断升高，煤气中CO₂降到最低水平(CO₂ 3%～5%)，煤气中H₂含接近6-8%，说明料面已进入炉腰区。CO体积分数开始降低，CO₂体积分数从最低点开始增加时，说明料面已进入炉腹；当N2含量开始上升时，说明料面已进入风口区；当CO2和CO体积分数相同时，表面降料面操作已接近尾声。吨焦风耗以2500m3/min为基准进行校核。

2.1.2停止回收煤气的条件

（1）当料线空到炉腰部位时，出现下列情况时，停止回收煤气。

（2）煤气中CO₂降到最低水平(CO₂ 3%～5%)。

（3）煤气中H₂含接近8-12%。

（4）出现爆震时，压差波动超过20Kpa.

（5）煤气温度高,布袋除尘入口温度接近220℃（＞10分钟）。

（6）布袋荒净煤气压差达到9kpa。

2号高炉回收煤气成份变化曲线

图三

2.1.3. 顶温控制

停炉过程最关键是顶温的控制。顶温严格控制在250℃-400℃以内，顶温主要通过炉顶打水、降低风温和风量三种手段来控制。打水量过多，炉顶温度过低，水可能直接打在料面上，这极易产生水汽爆震；相反炉顶温度控制过高，易烧坏炉顶设备。本次停炉过程炉顶打水采用了自制改进的雾化打水枪，有效控制了炉顶温度又避免了水汽爆震，顶温控制在250℃-400℃之间，由于雾化水在没有到达料面之前，便已吸热汽化，避免了与高温料面接触，从而避免了水蒸汽因体积急剧膨胀而引起爆震。停炉过程中，由于炉顶打水雾化效果好，风压、顶温一直稳定在合理范围内，波动很小，直至空料线结束。

炉顶打水量变化情况

图四

2.1.4.风量、风温的控制

炉内操作上严格控制风量，维持适当的煤气速度，防止产生管道行程，随着料线降低，逐步减少风量。炉腰以上尽量维持正常60%--80%的风量，顶压维持正常80%--90%的水平。当料线到达炉身下部，炉墙粘结物开始塌落，压量关系频繁出现尖峰波动，应及早减风并适当减少打水量，炉腰部位应保持正常60%--70%的风量水平。进入炉腹区域，过了成渣带逐步进入了缓冲区，应保持正常50%--60%左右的风量水平。总体上,前期可保持高炉尽量使用高顶压、大风量、高顶温，可以缩短降料面时间，保证充足的渣铁温度。在保证顶温在合适范围内的前提下，风温可保证较高水平，及时控制风量、打水量，以保证降料面的安全、快速。

2.2. 降料面过程

12月1日12：50高炉预休风后送风，随即引煤气、改高压，13：30风量2612m³/min、风压0.263MPa、顶压0.170MPa、风温1139℃，雷达探尺6.6m.为加快下料速度，缩短停炉时间，将手动打水量控制在50m3/h的较高水平，不动风量、风温，以自动打水控制顶温。随着料面的下降，料层开始逐渐变薄，顶压开始出现波动出现冒尖现象，16:12左右风量减到2050m3/min ，煤气中H2含量在4%左右，Co2含量降低到3%，H2含量高于Co2含量1%，Co含量下降到20%左右。维持半小时左右时间后，观察雷达探尺在14.5mm(预测料面实际位置在炉腰中部)，顶压明显波动频繁时，进行切煤气操作，煤气回收结束。在19:22左右3#风口黑，小套底部开始淌水，逐步减风至1500 m3/min 左右，20:50左右4#风口黑，到21:301#、2#、3#、4#、5#风口全黑，底部淌水明显，22:16左右20#、1#、2#、3#、4#、5#、6#风口全黑，此时雷达探尺显示位置17.41米（预测实际位置19.41m）,已到达炉腹下沿位置，炉前开始出最后一炉铁（第三炉），出铁过程中，不断将炉顶放散倒替放下，提高炉内压力，力争最大能力出净炉内渣

铁。23:59时9#、10#、11#、12#、13#风口边缘挂渣明显，其余风口基本都黑，0:14时铁口出水，0:17时休风，空料线结束。降料面操作完毕，历时11小时30分钟。

高炉降料面过程参数

表.二

2.3. 炉前放残铁工作

为了尽可能出净渣铁，通过对停炉料的理论计算，结合实际出铁情况，从空料线开始就决定出三炉铁，前两炉铁基本按照正常间隔时间出铁，30--40分钟左右打开铁口，最后一炉在料面降到炉腹下沿风口发黑时再出铁。通过对停炉料的理论计算应出铁水541.8t，实际出铁水599.9吨，两者相差58.1吨，从实际扒炉现场观察基本达到目标要求。

残铁重量、成份、及炉渣成分

表.三

表.四

4、停炉结语

1. 降料面的前期尽量保持较高风压、顶压、风温，能加速降料面的进程。

2. 本次降料面采用自制改进雾化打水枪，全开氮气阀门，增加了炉内氮气量和打水量，提高了打水的雾化效果，大大降低了爆震的发生机率，从实际进程看，没有发生一次大的暴震，达到了预期效果。

3. 风温全用：由于打水枪的雾化效果好、水量大（最大90m3/min），发生爆震机率低，本次降料面风温一直全用，只是在料面到达炉腹下沿有吹空现象时，才将风温撤到900℃，从热量方面加速了焦炭的燃烧速度，加快了降料面的进程。

需改进措施

1. 本次降料面由于炉型、设计等原因，东南和西北方向顶温偏差较大，最大偏差相差200℃（西北199℃、东南500℃），东南方向温度高需增加打水量，西北方向需减少打水量，由于单只水枪没有安装流量表，造成单个方向的打水量较难调节，顶温把控困难，建议每个方向的打水枪都安装流量表。

2. 氮气总管和分管应安装流量表，便于实时掌控氮气量，更好的搭配实时水量，保证雾化效果。

3. 可以尝试料面进入炉腹区域时，再进行停止回收煤气操作。

潍钢1360m3高炉本次降料面操作，严格按照停炉预案进行，以降料面过程安全、快速、环保为宗旨，充分结合实际耗风量、顶温、风温情况、前期参照煤气成份的变化，后期利用吨焦耗风量和雷达探尺判断料面，准确的控制了空料线的整个进程，圆满完成停炉降料面操作。