天鋼3200m3高爐空料線停爐操作實踐

徐 巍，李 祺，汪玉來，劉大為，白江濤

（天津鋼鐵集團有限公司煉鐵廠，天津300301）

1 引言

天鋼3200 m3高爐于2006年5月2日投入生產以來，原燃料長期不穩定，造成渣皮頻繁脫落，導致冷卻壁溫度波動異常。2011年5月，冷卻壁水管出現漏水現象，10月開始，呈現加速破損的趨勢，10天左右能達到7根左右，爐皮局部溫度達到120℃以上，嚴重影響了高爐的穩定順行和各項生產技術指標，難以保證安全生產。經全面考慮，決定于2012年2月15日進行停爐中修，高爐采用爐頂打水降料面方法，料線降到風口中心線以下，降料面前期回收高爐煤氣。打水空料線停爐方法經濟、實用，且操作方法容易掌握，近幾年在國內得到廣泛應用[1]。

2 停爐前高爐基本狀況

天鋼3200 m3高爐采用爐體全冷卻壁方案，爐底至爐喉鋼磚下沿共設置16段冷卻壁，其中6～10段為銅冷卻壁，根據其所處部位的工況選用相應內襯鑲入冷卻壁內，磚壁合一薄內襯結構，設計爐型即為操作爐型。高爐破損部位集中在7段冷卻壁，在爐體結構上均為爐腰位置，冷卻壁水管破損數量總計55根，其中6段破損5根，7段破損45根，8段破損5根，9段3根，10段2根。

3 停爐前的準備工作

停爐前全面周密的準備工作是打水停爐安全、順利實施的基礎和保障，本次停爐主要更換爐腰6～7段的銅冷卻壁，不更換爐缸冷卻壁，不需要放殘鐵。主要從爐況調整、安裝打水設施以及預休風前的檢修工作等方面進行準備。

3.1 停爐前爐況調整

（1）保證爐缸熱量充沛

預休風前要保證高爐處于良好的穩定順行狀態：[Si]=0.45%～0.55%、R=1.10～1.15、PT≥1510℃，保證爐缸熱量充沛，渣鐵的物理熱充足、流動性良好，防止出現高堿度、涼爐等異常爐況。

（2）降低焦炭負荷

為了保證停爐前高爐的穩定順行，焦炭負荷從2月12日由5.01左右逐步降低，2月12日焦炭負荷降至4.71，2月13日逐步焦炭負荷降至4.35，同時縮3 t批重，2月14日焦炭負荷降至3.86，縮批重3 t，2月15日夜班先將焦炭負荷降至3.74，之后按要求把焦炭負荷降至2.71，進行全焦冶煉，縮3 t批重，全焦料共布17批。

3.2 其他相關準備工作

（1）做好查水工作。預休風期間檢查風口、冷卻壁有無漏水，各閥門是否靈活好用，對破損和懷疑破損的風口小套和冷卻壁要徹底處理，杜絕在停爐期間內出現內漏問題。

（2）安裝爐頂打水槍。在預休風時把十字測溫卸下，換上提前制作好的打水槍，并調試正常。每根水管安裝1個流量表，并校對準確，供降料面時根據工長指令調節水量，并將打水控制箱安裝在中控室，保證操作簡便靈活。

（3）保證煤氣在線檢測儀器正常。降料面前把爐頂煤氣分析儀檢查好，量程范圍確認好，CO范圍0～30%，H2范圍0～12%,確保停爐降料面過程中不出故障。

（4）調校探尺。將3號機械探尺改為長探尺，有效量程24 m，雷達探尺和長探尺在預休風時調校完畢。

（5）安裝人工煤氣取樣孔。預休風時在煤氣上升管處安裝煤氣取樣孔，徑向插入0.5 m，管徑1 int，以便降料面時使用，并把爐頂煤氣取樣孔引到熱風爐2層平臺，并保證煤氣取氣設備正常。

（6）調校風口監視系統。在預休風時將風口成像系統調校好，保證32個風口的風口成像全部清晰，以便及時發現爐內情況，及早采取應對措施。

4 停爐操作

天鋼3200 m3采用“回收部分煤氣打水降料面”的方法停爐，在料面降至爐腹之后，停止回收煤氣。停爐操作過程如下：

2月15日13 ∶30分開始送風，進行停爐操作；

14∶01，風量 4300，開始噴煤富氧；

14∶29，爐頂打水開始，頂溫四點溫度分別為275、350、311、309 ℃；

15∶12，放長探尺 8.92，雷達 8.43；

15∶43，開 1 號鐵口；

16∶10，停煤；

17∶15，開始竄氣流，開始減風控制；

17∶59，第二次竄氣流，減風控制；

18∶05，開3號鐵口，置換鐵溝內的殘鐵，保護鐵溝在出末次鐵時能用；

18∶40，1 號鐵口堵口，本次一號鐵口出鐵共941 t；

19∶26，爐內第一次爆震。測定料線長探尺為20 m，雷達探尺為20.6 m，料線已經到達爐腰部位。

19∶38，3 號鐵口堵口，本次出鐵 186 t；

19∶40 至 20∶54，又有 8 次爆震，進行減風操作；21∶05，停止富氧；

21∶06，開始處理煤氣。此時料面已經到達高爐爐腹；

21∶07 至 21∶28，開始逐步加風操作；

21∶29，爐內第 10 次爆震；

23∶00，料線測定為長探尺為23.9 m，雷達探尺為22.8 m；

1∶00，從風口成像系統觀察 7、8、9 號風口掛渣；3∶27，開 1 號和 3 號鐵口；

3∶28，關1號放散。頂壓22～5有利于渣鐵出凈；3∶29，風口吹空；

4∶07，關 2 號放散，頂壓 70；

5∶03，開 1 號放散；

5∶45，開2號放散，開始休風，1號、3號鐵口堵，本次1號出鐵54 t，3號出鐵31 t；

5點47關大閘；

5點49風量風壓為0；

5點51休風；

5點52開倒流，整個停爐過程操作完畢。

本次停爐總共經歷16 h22 min，在整個停爐期間，總打水量是2085 t，頂溫平均溫度在348.5℃。

5 討論與分析

5.1 空料線操作控制參數（見表1）

從風量操作和熱壓變化上來看，在處理完煤氣之后，由于進行了加風，且放散能力偏小，導致熱壓急劇上升，造成較大的一次爆震。前期煤氣中氫氣含量變化較大，停爐中后期煤氣中氫氣含量還是相對平穩。前期頂溫控制偏低，打水頻繁，致使頂溫波動較大，打水量偏多。停爐過程中雷達探尺和機械探尺變化如圖1所示。

雷達探尺與機械探尺數據對比（見表2），在整個停爐過程中，雷達探尺運行穩定，提供了真實有效的數據。

表1 天鋼3200m3高爐打水空料線操作控制參數

5.2 降料面計算

（1）經計算2#高爐風口中心線以上部位操作容積為2994.37 m3，料線為1.7 m，扣除料線上方體積 115.48 m3，扣除 1批（23.95 t）蓋面焦的體積43.54 m3后為2835.35 m3，壓縮率平均按10%計算，則每批料的體積為76.63 m3，則風口中心線以上部位需加料37批，總計849.62 t焦炭，加上55.5 t焦丁則總共焦炭為905.12 t。總鐵量為1518.48 t，總渣量為683.3 t。在實際生產中，停爐操作過程中共出鐵 1942.6 t，出渣 937 t。

圖1 機械探尺和雷達探尺的料線變化對比情況

表2 雷達探尺與機械探尺數據對比

（2）經統計計算燃燒1 t焦炭所需風量為2722 m3，因此總耗風量2463736.64 m3，考慮其他高爐以往的經驗需乘以過剩系數1.35，降料面過程中總耗風量3326044.464m3，若按進入爐腹時改常壓，進入爐腹前耗風2305727 m3，平均風量按5000 m3/min，計算需7.7 h，改常壓后平均風量按3400 m3/min，到風口帶需耗風 1197952.46 m3，需 5 h，累計將料面總時間約為12.7 h。本次停爐實際用時16 h22 min，實際耗風為 3773641 m3。

5.3 H含量的控制情況（見表3）

表3 H含量的控制情況

6 結論

（1）天鋼3200 m3高爐打水停爐的順利實施，達到了安全穩定的停爐目標，為大型高爐進行打水停爐提供借鑒。

（2）在停爐過程中共出現爆震10次，為減少爆震次數，應適當提高頂溫控制范圍，盡量減少往爐內打水，控制煤氣中氫含量。

（3）通過對機械探尺與雷達探尺的對比，在停爐過程中雷達探尺的測量比較準確，能提供實時準確的數據，機械探尺隨著料面的降低，誤差也逐漸變大，可以在以后停爐以雷達探尺為主，機械探尺輔助測量。

[1]朱建偉，尚策.高爐深空料線停爐技術的應用和發展[J].煉鐵，2005（3）：24-26.