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长钢8号高炉空料线停炉实践

王继萍

(首钢长治钢铁有限公司炼铁厂)

摘要：对首钢长钢八号高炉2012年2月19日空料线停炉的操作经验进行了总结．通过停炉前的精心准备，制定合理的停炉方案，采用回收部分煤气打水空料线的方法，做到了安全、环保、快速停炉，为以后高炉空料线操作积累了经验。

关键词：高炉；空料线停炉

1  前言

首钢长钢八号高炉有效容积为1080m³，于2004年9月19日开炉，设计20个风口和2个铁口。高炉采用全皮带上料，SS—1200型串罐式无料钟炉顶，炉底炉缸采用炭砖-陶瓷杯复合砌体，为五层半石墨碳砖及两层立砌陶瓷耐材(345mm×2)，炉缸侧壁一层碳砖整个炉缸炉底配有6层测温热电偶。但是由于碳砖质量存在问题，从2005年4月开始，标高5．2米6．5米7．2米，8．2米的炉缸热电偶温度先后超过1000度，随后增加的临时热电偶温度也是在不定时的变化着，严重威胁着高炉的安全生产，高炉被迫采取堵风口、增加钒钛矿护炉、休风凉炉等办法来进行处理。为了保证八号高炉的安全生产，公司决定于2012年2月19对八号高炉进行停炉大修。2月19日14点20开始空料线，2月20日06点02分高炉休风。至此，八高炉共运行七年六个月，产量6582692吨。

2空料线前期准备工作

2．1停炉前高炉操作

八号高炉由于炉缸温度高，长期护炉工作，采取堵部分风口与钒钛矿护炉措施，在停炉前采取捅开部分风口活跃炉缸，但仍保留炉缸温度高的部位风口堵上，于2月16日停钒钛矿，同时密切关注炉缸温度变化趋势，若出现变化，仍要果断采取措施。2月19日夜班变全焦2．7负荷，同时调整料制，由C 33(2)31．5(2)30(2)28(1)25(1)O 34(3)33(3)32(3)调整为C 32(2)30．5(2)29(2)27(1)24(1)O 32(3)31(3)30(3)，疏松边缘；渣碱度1．05控制，[Si]0．6—0．8，由于炉缸温度仍处于较高水平，故此次未加萤石、锰矿等洗炉。

2．2预休风工作

2012—2月19日08：25高炉进行预休风，根据降料面前的预休风处理项目，进行六个小时的短期休风，具体项目如下：

2．2．1检查炉顶打水装置能否正常使用，能否将水雾化，有问题的喷头必须更换；单拆开东北、东南、西北、西南四个方位水管用固定金属软管连接到已经接好的管道上。

2．2．2炉台上的4根打水管用固定金属管连接到风口平台高压水上，严防脱开，水流量表确认好出口入口方向，水平连接。把每根打水管的方位做好标记，送风时记录好水表初始值。

2．2．3在第十三段冷却壁与炉喉钢砖中间钢壳开孔，方位东南，东北，西南，西北。加焊150―200mm长DN50的短接与法兰，法兰孔上下垂直以备插1寸打水管。

2．2．4安装打水管，喷水孔朝上，将打水管从开孔处水平插入炉内3．25米(打水管喷水孔部分全部插入炉墙)，其中钢砖厚度0．68米，炉壳0．03米，其余外部钢管0．5米，用法兰连接固定好。

2．2．5进一步检查炉顶打水装置、雾化喷头，确保炉顶打水计量表准确。

2．2．6对冷却设备进行检查，损坏的予以更换；彻底处理漏水冷却壁，保证降料线期间不向炉内漏水。

2．2．7开启拆掉布袋的箱体(6#箱体)的进气眼镜阀，翻转其余箱体的进气、出气眼镜阀，切断煤气。

2．2．8如果提前不能停出箱体，休风时，拆掉箱体内布袋条80条，作为放散煤气通道。

2．2．9从重力除尘或荒煤气处引取煤气管道，煤气分析装置设施在预休风前搬到八高炉除尘。降料线期间做煤气分析，高炉车间绘制煤气各成分含量趋势图。

2．3停炉料准备

2012年2月19日夜班高炉投休风料，休风料分为正常休风料和盖面焦两部分，矿批26t，焦批干基为9．63吨，要求[Si]=0．60％―0．8％，R2=1．05渣铁物理热1480℃；经计算八高炉风口中心线以上至12米料线部位操作容积为582m³，扣除150吨盖面焦的压缩体积259m³后为323m³，料线为12米，压缩率按13％计算，则风口中心线以上部位需加料18批，总计172t焦炭，加上盖面焦150t，焦炭总量322t。

3停炉降料线操作

本次停炉采用降料面回收煤气法依据煤气成分变化和探尺数据综合判断料面位置。当H₂上升接近CO₂值时，料面在炉身下部：当H₂>CO₂时料而进入炉腰；当CO₂开始回升时料而进入炉腹；当N₂开始上升时料面进入风口区。为了安全起见，确定当达到如下三个条件之一时应放散煤气：(1)煤气中H₂>8％；(2)煤气中O₂>0．6％：

3．1降料线操作

2月19目14：25开始送风降料面，降料面送风参数如表1所示，初始复风风量1350m³／min，风温1120℃，停止上料，同时回收煤气，起始料线7．01m，由于顶温上升较快，14：55开始打水，送风后风量逐步提高，15：25风量达最高点2304m³／min，料线7．62m，压差79kPa，风温1043℃，后风量压差均下降，16：37由于顶压小冒，减风至2165m³／min，16：55由于顶压小冒，减风至2095m³／min，17：23由于顶压小冒，减风至1965m³／min风温仍用1040℃，风压158kpa，18：33由于顶压小冒，减风至1833m³／min，此时化验煤气中CO₂ 2．6，H₂ 2．43(煤气化验成分见表2)，出现第一个拐点，由此看出料面己到炉身下部，雷达料线显示15．77m跟风耗推算的料线15．85m基本吻合，随着顶压小冒，逐渐减小风量。20：30时，将风温撤至970℃。21：25时，减风至890m³／min，此时化验煤气中CO₂ 7．6，H₂ 14．38，H₂含量大于8％，按标准进行煤气放散，于21：26拉开放散，同时打开重力除尘放散，扣重力除尘钟阀，切煤气，同时CO₂又一次出现拐点，说明料面已到达炉腹，与风耗推算料线基本吻合。直到20日06：02整个降料面工作才结束。本次降料面共耗风1293060m³，耗时15小时37分钟，前后共计11次小爆震。打水量遵循方向性原则，即炉顶温度点高时，相应的打水点先增加雾化水，再增加喷淋水，温度点下降过快时，相应方向稍关喷淋水。整个降料面过程中总打水量为852t，平均每小时54t左右。

3．2出铁出渣

本次降料面过程共出铁4次，第1次出铁时间15：00开口，15：53堵口，出铁量130．3t，铁水温度1370℃，铁口稍喷堵口，第二次出铁时间，19：10开口，20：40堵口，出铁142．68t，第三次出铁时间，22：30开口，23：05堵口，出铁14．42t，第四次开口时间，03：00开口，放红渣，让铁口一直喷吹，于06：02停风。

4空料线停炉的几点分析

4．1操作参数的控制

降料面过程中，尽量争取用较大的风量，随料面的降低，煤气温度升高喷水量加大，气体增加，这时逐渐减少风量。控制风量的原则是：炉身中上部尽量全风；炉身下部风量为全风的90％；炉腰部位风量为全风的80％；炉腹部位风量约为全风的60～70％。风量、风温、项压等根据情况变化进行调整，否则会出现炉况的波动。这样做的好处是减少炉墙粘结和缩短降料面的时间

4．2顶温及打水量的控制

降料面过程中，顶温的控制采用炉顶打水管打水、减风及减风温相结合的方式进行，总体控制比较稳定。降料面过程中根据炉顶温度、气密箱温度严格控制打水量，均匀打水并使水雾化防止爆震。使水在高炉上部迅速变成蒸气排出炉内，即可降低顶温，又可防止水柱与高温料面红焦反应生成H₂。这次打水是保留原有的炉顶打水系统又从炉顶接了4根打水管至炉台，并分别装有流量计，根据炉顶四点温度调整打水量，控制炉项温度在350～450℃，从而在降项温过程中保证总打水量最少。本次降料面打水量为852t。

4．3煤气成分和料面深度

此次停炉采用了雷达料尺和CO₂曲线综合判断料面深度的方法，但是由于后期雷达料线显示异常，故后期只能通过CO₂走势与风耗来判断料面位置。总结国内停炉经验，停炉过程中CO₂值变化与料面深度呈近似抛物线的关系。18：33分左右，CO₂分析值2．6，H₂2．43，出现拐点，由此看出料面己到炉身下部，雷达料线显示15．77m跟风耗推算的料线15．85m基本吻合。21：25分左右时，CO₂值回升至7．6％，出现拐点，料面理论应进入炉腹，但雷达料线显示异常，据风耗推算的料线在17．85m，料面进入炉腹。00：40时，CO₂达到最大值，18％，同时外围观测风口时，发现风口发暗，并拌有挂渣的现象，说明料面已经到达风口上沿。随着料面的继续降低，通过风口可以观察到风口发黑，个别风口能看见焦炭逆行的现象，说明料面已经到达风口位置。

4．4盖面焦

降料面前加入盖面焦，使料面能够形成一个相对较厚的焦炭层，在料面降到风口区之前，全部含铁炉料和部分落下的渣皮能被更好的熔化和还原，但矿石在高炉下部高温区已熔化为液态，软熔带以下只剩焦炭，多加焦炭不仅会造成巨大浪费，而且延长降料面时间。本次降料面加焦炭共150t，停风后看，炉墙渣皮清除较干净，中心焦柱余少量，减少了后期扒炉的劳动量。

5结语

高炉停炉是一项非常危险的作业，最主要的有煤气爆炸引起的一系列的问题，因此要做到安全、顺利的停炉。首先，要在降料面前就要把炉况处理好，炉墙要干净，炉缸没有堆积，略发展边缘气流的上下部调剂就显得很重要：其次，在预休风阶段打水管的安装、长度和喷水孔孔径大小也很重要，直接影响到喷水的雾化效果和炉内有无爆震的出现；再次，风量、风温和顶压的使用水平要和炉顶温度相配合好，才能安全、顺利的停炉。