梅鋼二號(hào)高爐停爐中修生產(chǎn)實(shí)踐

李文斌

（上海梅山鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，江蘇 南京 210039）

梅鋼二號(hào)高爐（第4代）于2016年3月8日開(kāi)爐投產(chǎn)，設(shè)計(jì)爐容1280 m3，水系統(tǒng)采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)，爐腹和爐腰五、六段采用鑄鋼冷卻壁冷卻。自2017年10月17日五、六段第一根水管開(kāi)始損壞，截止2019年9月16日五段共破損水管77根，破損冷卻壁30塊，六段共破損水管37根，破損冷卻壁22塊，詳見(jiàn)表1。因水管損壞太多，對(duì)高爐安全生產(chǎn)和穩(wěn)定順行都帶來(lái)了嚴(yán)重安全隱患，公司決定采用降料線打水回收煤氣的方法對(duì)二號(hào)高爐停爐中修，更換五、六段冷卻壁。

表1 五、六段鑄鋼冷卻壁破損情況

1 停爐前的準(zhǔn)備工作

1.1 設(shè)備器材準(zhǔn)備

增設(shè)氮?dú)夤艿?，采用三路向爐內(nèi)噴入氮?dú)?。第一路氮?dú)馔ㄟ^(guò)20支煤槍從風(fēng)口噴入爐內(nèi)，這一路管道不需要施工；第二路氮?dú)馔ㄟ^(guò)標(biāo)高為19.32 m、24.808 m的8個(gè)爐身靜壓力孔噴入爐內(nèi)；第三路氮?dú)馔ㄟ^(guò)G6段4個(gè)微冷中心孔噴入爐內(nèi)。氮?dú)饪梢韵♂屆簹猓谝欢ǔ潭壬峡刂仆t的H2含量，確保停爐安全。

為方便停爐操作監(jiān)控需要，新增加停爐綜合信息畫面，內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：冷風(fēng)流量、熱風(fēng)壓力、爐頂壓力、熱風(fēng)溫度、送風(fēng)流量累積、全壓差、鼓風(fēng)濕度等。

重力除塵器及其后的設(shè)備不進(jìn)行更換，為防止煤氣溫度過(guò)高，在荒煤氣管道上增加噴淋降溫設(shè)備，進(jìn)行霧化打水，霧化效果必須良好，各閥門開(kāi)關(guān)靈活，現(xiàn)場(chǎng)控制閥門。

1.2 空料線前的生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備

為了停爐過(guò)程渣鐵流動(dòng)性良好，高爐在停爐前5天退負(fù)荷控煤、配加錳礦，并配輔料降低爐渣Al2O3含量，主要參數(shù)控制目標(biāo)：

BV為2750 m3/min，O2為3000 m3/h，礦批為37.5 t，焦批為9.6 t，O/C為3.91，日產(chǎn)量3500 t左右，F(xiàn)R為530 kg/t，PT為1480～1510℃，w[Si]=0.4%～0.7%，爐渣堿度為1.1～1.15，爐渣中w（Al2O3）=14.0%～15.5%，w（MgO）=7.0%～8.0%。保持大風(fēng)量，全風(fēng)口操作。

上部制度調(diào)整上，在確保中心氣流的基礎(chǔ)上，盡量疏松邊緣，焦、礦檔位分別為，αc：10393827214，αo：10393827261。5日，αc調(diào)整為10493827214，7日，焦、礦角度分別減1°、0.5°。

1.3 全焦冶煉

停爐前，制粉系統(tǒng)退出。3月8日06：50改全焦冶煉，09：25停止噴煤，全焦冶煉的用料組成見(jiàn)表2，冶煉參數(shù)控制見(jiàn)表3。

表2 全焦冶煉用量組成

表3 全焦冶煉操作參數(shù)

2 預(yù)休風(fēng)

3月8日23：52開(kāi)始加休風(fēng)停爐料，休風(fēng)停爐料由三段組成。第一段、第二段休風(fēng)停爐料見(jiàn)表4，第三段為蓋面焦，共3P，37.5 t。9日06：00—16：00預(yù)休風(fēng)，休風(fēng)料線2.2 m。

表4 二號(hào)高爐停爐料的基本組成（不含蓋面焦）

不含蓋面焦停爐料焦炭負(fù)荷為2.71，焦比575 kg/t，包括蓋面焦在內(nèi)焦炭負(fù)荷為2.47，焦比629 kg/t。加停爐料前集中加焦2批，補(bǔ)償預(yù)休風(fēng)期間的熱量損失。

預(yù)休風(fēng)期間主要的工作有：

1）更換爐頂打水槍：將爐頂6只打水槍全部更換為新槍，其中V1b、V2a、V2b、V13改為雙槍。安裝前必須在爐外對(duì)爐頂打水裝置進(jìn)行霧化試驗(yàn)，霧化效果必須良好。確認(rèn)系統(tǒng)各閥門開(kāi)關(guān)靈活，保證空料線期間6支打水槍正常工作，現(xiàn)場(chǎng)控制閥門與遠(yuǎn)程操作位置關(guān)系對(duì)應(yīng)無(wú)誤。

2）增加氣密箱外部噴淋，預(yù)休風(fēng)復(fù)風(fēng)后將氣密箱外部噴淋打開(kāi)，增加冷卻。

3）爐頂壓力量程更改為-10～300 kPa，爐頂放散自動(dòng)開(kāi)啟條件由程序控制。頂壓實(shí)際值大于170 kPa，自動(dòng)開(kāi)啟爐頂2個(gè)放散；頂壓實(shí)際值大于設(shè)定值20 kPa，自動(dòng)開(kāi)西Ф800 mm放散；頂壓實(shí)際值大于設(shè)定值25 kPa，自動(dòng)開(kāi)東Ф800 mm放散。爐頂放散打開(kāi)后需手動(dòng)關(guān)閉。

4）加長(zhǎng)探尺：將東、西機(jī)械探尺量程全部調(diào)整為24 m，探尺選用不銹鋼耐高溫鋼絲繩，鋼絲繩和砣之間的連接部分做耐高溫保護(hù)，校對(duì)零位，做好標(biāo)記。

5）從東南角煤氣上升管開(kāi)孔處，將煤氣取樣管道引至重力除塵器地面，保證整個(gè)空料線過(guò)程能取出煤氣樣。因煤氣溫度較高，必須采用硬管連接，不得采用軟管，安裝負(fù)壓取氣器。不取氣時(shí)，用N2反吹，確保取氣管道暢通。

6）十字測(cè)溫4根橋架全部拆除，用封板封堵嚴(yán)密。

7）更換或封死已損壞的冷卻設(shè)備。凡已壞的冷卻壁和冷卻板在預(yù)休風(fēng)時(shí)全部關(guān)死。預(yù)休風(fēng)前認(rèn)真檢查風(fēng)口小套，發(fā)現(xiàn)損壞，在預(yù)休風(fēng)時(shí)更換，確?？樟暇€時(shí)各冷卻設(shè)備不漏水。8）爐皮噴淋管固定。預(yù)休風(fēng)復(fù)風(fēng)前將爐腹、爐腰爐皮打水管焊接固定，局部增加打水水管。

3 空料線作業(yè)

9日16：00復(fù)風(fēng)開(kāi)始降料面操作，安排專人負(fù)責(zé)爐頂打水，頂溫按照300～350℃管理，最高不超過(guò)500℃、最低不低于300℃，時(shí)刻保留一只打水槍V23或V1a常開(kāi)。低于300℃時(shí)，停止所有打水槍。空料線開(kāi)始時(shí)風(fēng)口煤槍氮?dú)馊_(kāi)，爐身噴煤和靜壓力孔氮?dú)庑￠_(kāi)。19：45料線降至12.5 m低于標(biāo)高24.808 m爐身靜壓力孔位置時(shí)，開(kāi)大爐身靜壓力氮?dú)獯祾唛y閥門，總保安氮?dú)饬髁繛?500 m3/h。21：03料線降至15.3 m低于標(biāo)高19.32 m爐身靜壓力孔位置時(shí)，全開(kāi)兩路爐身靜壓力氮?dú)獯祾唛y閥門，總保安氮?dú)饬髁繛?1000 m3/h。22：23料線約17 m剛進(jìn)入爐腰位置時(shí)，全開(kāi)微冷N2，總保安氮?dú)饬髁繛?4000 m3/h。

在停爐降料線開(kāi)始后，每30 min一次人工取煤氣樣，進(jìn)行煤氣成分分析，包括H2、O2、CO、CO2、N2含量。東機(jī)械探尺每隔30 min探明一次料線，當(dāng)東尺故障時(shí)，啟用西探尺，雷達(dá)探尺輔助跟蹤料線（探尺停尺位改為3 m）。當(dāng)3把探尺都出現(xiàn)故障時(shí)，降料面過(guò)程依據(jù)CO2曲線判斷料線。

圖1為降料面過(guò)程煤氣中CO2含量變化與料面深度的近似拋物線關(guān)系[1]。隨著料面下降，間接還原反應(yīng)逐漸降低，拐點(diǎn)標(biāo)志停爐過(guò)程中間接還原反應(yīng)基本結(jié)束，CO2降至最低點(diǎn)，相對(duì)位置為爐腰附近。

圖1 停爐煤氣中CO2含量與料面深度關(guān)系

空料線過(guò)程中，密切注視煤氣成份變化及料面下降情況，當(dāng)出現(xiàn)以下現(xiàn)象之一時(shí)，停止回收煤氣：煤氣中含O2大于1%；φ（H2）≥10%；頻繁發(fā)生爆震。表5是空料線操作參數(shù)。

表5 空料線操作參數(shù)

降料面期間，第一次出西鐵口，安排在送風(fēng)后1 h 38 min，鐵量約242 t；第二次出東鐵口，間隔1 h 44 min，鐵量約233 t；第三次出鐵打開(kāi)東、西兩個(gè)鐵口，較上一爐堵口間隔分別為1 h 24 min和1 h 47 min，選用較大鉆頭Φ55 mm，鐵量約35 t。第一爐堵口時(shí)正常打泥，第二爐堵口時(shí)高爐已常壓，打泥量減半，末爐鐵適當(dāng)空噴，確保出凈渣鐵，休風(fēng)后20 min，正常堵風(fēng)口，打半格泥。末次鐵后捅撇渣器，放空主溝存鐵。

空料線停爐打水過(guò)程中，高爐煤氣總管出口溫度＞80℃，投用凈煤氣的噴淋系統(tǒng)，高爐煤氣總管出口溫度＜60℃，關(guān)閉凈煤氣的噴淋系統(tǒng)。

若干法除塵箱體進(jìn)口煤氣溫度＞200℃，啟用一組荒煤氣噴淋裝置降溫；若箱體進(jìn)口煤氣溫度＞250℃，啟用兩組荒煤氣噴淋裝置降溫；若箱體進(jìn)口煤氣溫度＞260℃，持續(xù)30 min，則高爐減風(fēng)；若干法除塵進(jìn)口煤氣溫度＜200℃，全關(guān)新安裝的噴淋降溫裝置進(jìn)水閥。

05：58休風(fēng)停爐，共用時(shí)13 h 58 min，總耗風(fēng)量為127.5230萬(wàn)m3。

4 打水涼爐、能源介質(zhì)切斷

高爐停爐休風(fēng)后，10日18：44開(kāi)始打水涼爐，打開(kāi)爐身靜壓力孔、微冷中心孔保安氮?dú)?，先開(kāi)啟2支爐頂打水槍，同時(shí)打開(kāi)風(fēng)口2#、7#、12#、16#四支打水槍，打水槍插入角度大于30°，插入深度大于4 m，同時(shí)打開(kāi)風(fēng)口1#、3#、9#、11#、13#、19#6個(gè)軸轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)向爐內(nèi)鼓風(fēng)強(qiáng)制對(duì)流。打水產(chǎn)生的大量蒸汽及水煤氣從爐頂800放散閥、溜槽檢修門、點(diǎn)火人孔排出。19：20爐頂溫度達(dá)到310℃，后逐漸下降。21：00爐頂打水槍支數(shù)增加到5支，小時(shí)最大打水量101.3 t。21：40爐頂溫度48℃，停爐頂打水。23：00全關(guān)爐身保安氮?dú)狻?1日06：40東、西鐵口鉆通，西鐵口間隙性有水，東鐵口有蒸汽無(wú)水。風(fēng)口打水一直持續(xù)到11日21：15，打水涼爐共用時(shí)25 h 19 min，爐頂打水共計(jì)148.2 t，風(fēng)口打水共計(jì)443.74 t，總打水量591.94 t。

高爐停爐休風(fēng)后，根據(jù)停爐方案及現(xiàn)場(chǎng)施工的需要，對(duì)富氧、氮?dú)狻⒏郀t煤氣、焦?fàn)t煤氣、蒸汽、送風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)等有關(guān)能源介質(zhì)進(jìn)行隔斷，確保檢修期間的作業(yè)安全。

5 結(jié)語(yǔ)

1）降料面過(guò)程中，向爐內(nèi)吹入N2有助于稀釋煤氣，在一定程度上控制煤氣中H2含量，避免發(fā)生爆震，確保安全停爐。

2）當(dāng)機(jī)械探尺不能探到料面時(shí)，爐頂煤氣中CO2含量可以作為判斷料面位置的重要依據(jù)，確保料面降到風(fēng)口以下，降低停爐后爐缸扒料的難度。

3）本次停爐中修準(zhǔn)備時(shí)間較短，僅3個(gè)月，但基本做到了安全、有序、順利停爐。停爐降料面過(guò)程中沒(méi)有明顯爆震，爐頂煤氣中H2含量最高僅4.1%。停爐后，風(fēng)口2 m范圍內(nèi)全部低于中套下沿。