石橫特鋼1#高爐停爐實踐

董增云，張凱凱，蔚 飛，賈繼臣

（石橫特鋼集團有限公司煉鐵廠，山東 泰安 271612）

1 前言

石橫特鋼集團有限公司（簡稱石橫特鋼）1#高爐有效容積1 080 m3，設(shè)有20個風口、東西方向兩個鐵口。第3代爐役于2018年點火開爐，根據(jù)泰安特種建筑用鋼新舊動能轉(zhuǎn)換項目，于2021年休風停爐。停爐方法有填充停爐法和降料面停爐法［1］。本次停爐高爐爐殼、爐襯完整且整體拆除不需保護，于是采用降料面停爐法。出于環(huán)保考慮，采用回收煤氣法降料面至8 m。停爐前制定了《停爐方案》《停爐期間槽下物料倒運方案》《停爐煤氣系統(tǒng)吹掃置換安全方案》《能源介質(zhì)切斷方案》等，組織相關(guān)人員學習，熟知方案內(nèi)容、明確任務(wù)分配，為安全順利停爐奠定了基礎(chǔ)。

2 停爐操作

2.1 降料面

降料面是高爐停爐過程中最為關(guān)鍵的操作，其操作重點是合理使用風量、風溫、打水量，維持爐頂溫度和煤氣成分在要求范圍內(nèi)，確保降料面過程的安全順利［2］。

停爐前日11：00縮礦批至39 t，入爐焦比由369 kg/t提高至388 kg/t，爐溫按［Si］含量0.35%～0.50%控制，爐渣二元堿度1.15～1.20倍，以改善渣鐵物理熱及流動性。停爐當日6：00縮礦批至38 t，入爐焦比提高至402 kg/t，降煤比至150～155 kg/t。10：30開始降料面，爐頂氣密箱氮氣由2 000 m3/h增加至2 500 m3/h，以保護爐頂設(shè)備。降料面期間風量控制原則：前期盡量使用較大風量，縮短停爐時間；隨料線逐漸降低，及時減風、退角度、穩(wěn)定氣流分布；料線3 m以下時，風量≤2 600 m3/min；料線4 m以下時，風量≤2 500 m3/min，依次料線每降低1 m，減風100～150 m3/min。11：55高爐停氧，12：00煤粉噴空停煤，鐵口見風后逐步減風，12：50休風停爐。通過準確控制爐前出鐵時間，精準控制小時煤量，停爐前50 min煤粉全部噴空停煤，減少了停爐后煤粉清理工作。停爐前準確預(yù)測槽下各倉空倉時間，除2個焦炭倉與3個燒結(jié)礦倉剩余少量物料，其余各倉基本空倉，大大減少了停爐后礦槽內(nèi)物料的倒運量。

2.2 放殘鐵操作

停爐前通過計算，結(jié)合爐底中心測溫情況、高爐爐役時間等因素綜合考慮，確定殘鐵口開鉆位置為正南方向5#風口下方，4層炭磚向上50 mm處，殘鐵眼角度15°。停爐前提前搭設(shè)放殘鐵平臺，預(yù)制殘鐵溝，做好鐵罐連接橋及爐底防護工作。高爐休風后，切斷殘鐵口部位冷卻壁冷卻水并吹空，鉆燒殘鐵口，于21：16順利放出殘鐵，共放殘鐵97.2 t。

2.3 打水涼爐

放完殘鐵后，高爐開始爐頂打水涼爐，打水量控制在20 m3/h以內(nèi)，打水間斷進行，風口冒火時暫停打水。直至東、西鐵口、殘鐵口出水，停止爐頂打水，涼爐結(jié)束，開始破拆大修。

3 爐體破損調(diào)查

3.1 爐型情況

打開爐門清空爐料后，檢查風口以上爐型侵蝕、磨損或脫落情況。6～9段西南6#～9#風口方向有黏結(jié)物100～300 mm，其余基本干凈；10～11段圓周方向相對均勻，爐型基本規(guī)則；爐身上部12段東南方向、13段爐墻噴涂料全部脫落，冷卻壁前端磚槽清晰可見，與停爐前該位置爐體測溫溫度高吻合。從爐內(nèi)黏結(jié)物化驗成分看，鉀在爐身上部富集多，含量10%；鉛在風口下部沉積多，含量高達29%；鋅在爐內(nèi)富集，含量24%～28%。從煤氣管道黏結(jié)物成分分析，大量的鋅通過煤氣除塵灰排出，重力除塵鋅含量10%，布袋除塵鋅含量高達42%，高鋅灰沉積在荒煤氣支管，堵塞進口，印證了停爐前煤氣除塵壓差高與此有關(guān)。若長期鋅高布袋壓差高，可利用檢修清理荒煤氣支管的黏結(jié)物，根本還是要嚴格控制原料有害元素含量，減少有害元素入爐。不同位置黏結(jié)物化驗結(jié)果見表1。

3.2 風口組合磚破損

風口組合磚以風口中心線為界，上半部侵蝕較嚴重，大套前端殘余磚約100～200 mm，大套下部環(huán)炭上表面磚基本完好，殘余長度在900～1 000 mm。熔化后的渣鐵混合物滴落到風口大套前端，由于中套上面沒有保護磚容易燒壞中套，印證了停爐前6#風口中套燒損的原因。

3.3 爐缸侵蝕破損情況

3.3.1 爐缸炭磚

爐缸炭磚設(shè)計共12層，1～3層國產(chǎn)炭磚，4～12層進口西格里炭磚。爐缸炭磚基本完好，沒有環(huán)裂現(xiàn)象。其中：1～6層炭磚保持完好；2～4層炭磚上表面有鉛皮，含鉛量75%左右；7～8層環(huán)碳有輕微侵蝕現(xiàn)象，主要在西鐵口附近；9#風口方向炭磚剩余700 mm，侵蝕量50 mm左右。從鐵口橫截面侵蝕情況看，西半圈較東半圈侵蝕明顯，基本呈不規(guī)則的“象腳狀”侵蝕；9～12層環(huán)炭基本完好。

3.3.2 陶瓷杯

7～8層炭磚外陶瓷杯基本侵蝕完，東南方向剩余150 mm。9～12層炭磚外陶瓷杯壁剩余200～370 mm，其中11層西鐵口方向較薄，殘余200 mm。西鐵口北11#風口方向，爐底陶瓷杯墊下層基本保持完好，上層邊緣侵蝕較少，靠近中心處減薄，距中心西北方向1 m處侵蝕最深，上層陶瓷墊侵蝕完，下層陶瓷杯墊剩余300 mm左右，爐底整體呈“鍋底狀”侵蝕。

3.4 冷卻壁及水系統(tǒng)破損調(diào)查

3.4.1 冷卻壁

1～5段鑄鐵冷卻壁表面光滑無侵蝕。6～9段冷卻壁為鑲磚銅冷卻壁，鑲磚全部脫落，磚槽基本保持完好無漏水裂紋現(xiàn)象。10段和13段冷卻壁熱面基本完好，鑲磚槽侵蝕程度較少。14～15段冷卻壁豎向邊緣有侵蝕，個別螺栓孔附近存在裂紋現(xiàn)象。

3.4.2 水系統(tǒng)

從破拆的水管道內(nèi)壁看，凈環(huán)系統(tǒng)管道內(nèi)有淤泥和結(jié)垢情況，軟水系統(tǒng)管道保持較好，濁環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)差管道中輕微銹蝕。管道中存在淤泥主要是水池中淤泥沉積影響，可以采取改善水源水質(zhì)、水池封閉、使用陶瓷膜過濾器等措施減少淤泥進入，同時根據(jù)各水系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢情況對藥劑做出適當調(diào)整，減少結(jié)垢，確保水系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

4 結(jié)語

石橫特鋼1#高爐停爐方案制定合理，目標明確，過程把控到位，實現(xiàn)安全順利停爐；殘鐵眼選位得當，殘鐵排放干凈，基本無殘留，為扒爐創(chuàng)造了有利條件。通過高爐破損調(diào)查，為高爐日常操作提供了指導方向：使用質(zhì)量好的炭磚是高爐長壽的關(guān)鍵，嚴格監(jiān)督筑爐質(zhì)量，有利于促進高爐長壽［3］；爐底中心溫度短時間下降20℃以上，是鉛沉積的原因，特別是中心溫度上升后下降的過程中，鉛附著在熱電偶上影響測量溫度失真，可參考附近或下層溫度判斷；停爐后爐型規(guī)整，確定合理送風制度、吹透中心活躍爐缸、靈活運用裝料制度是保持合理操作爐型的關(guān)鍵。