青島特鋼2號高爐快速降料面停爐實踐

吳藝鵬，劉玉猛，閆洪義，孫曉飛，孫旭東

（青島特殊鋼鐵有限公司，山東青島 266200）

1 前 言

青島特鋼2 號高爐2016 年10 月份開爐，采用PW串罐無料鐘爐頂結構，采用干法除塵、薄壁爐襯結構。根據爐前渣鐵溝大修及爐內整體澆筑需要并結合生產計劃，安排2號高爐2022年7月15日停爐，計劃停爐60 d。通過制定詳細的停爐方案、精益組織和積極籌備，此次停爐采用降料面至風口中心線的方式，停爐過程中采用部分回收煤氣、爐頂霧化打水降料面，控制休風后料面降到風口中心線（標高14.6 m）以下，降料線共計22.1 m，全程歷時約16 h。停爐過程爐況穩定，無爆震、懸料發生，實現安全、高效、環保停爐。

2 停爐前準備

預休風。在降料面檢修前，進行預休風。對爐頂霧化打水系統改造安裝和調試使用。該系統設計最大打水能力150 t/h，有8支霧化噴槍，其中4支正對煤氣上升管，可實現定點打水，既可以通過程序判斷頂溫自動控制噴槍進行霧化打水，也可以選擇手動操作噴槍開關。同時，對爐頂大放散自動連鎖進行測試，對探尺進行檢查校零（保證1 根探尺為24 m），從爐頂頂壓管引煤氣取樣管至重力除塵地面。

爐況控制。2022年7月15日8：00開始上輕負荷料，焦比520 kg/t，2 h后焦比提至550 kg/t，最后加30 t 蓋面焦，爐料結構不變（78%燒結礦+4%球團礦+18%塊礦）。降料面前，爐況順行，爐溫中上限，鐵水含硅0.6%左右，物理熱＞1 520 ℃，爐渣堿度1.1左右，壓量關系寬松，有利于熔化爐缸凝鐵層和減少爐身黏結物，減少降料面過程中的渣皮脫落導致的煤氣爆震。

3 降料面停爐操作

3.1 控制原則

風量控制。料線0～7 m（爐身上部），風量控制為正常風量80%～100%；料線7～14.5 m（爐身中部），風量控制為正常風量的60%～70%；料線12～16.5 m，風量控制為正常風量的50%；料線16.5～22.1 m，風量控制為正常風量的40%。

切煤氣。當H2含量＞6%或煤氣O2含量＞1%時切煤氣。預計當料面進入爐腰以下，H2含量達到規定條件，開始切煤氣，按照正常休風時切煤氣，但必須定風量操作，逐步降低風壓至管網壓力時切煤氣，以防止風壓波動時風量劇烈波動。

頂溫控制。根據爐頂溫度和氣密箱溫度情況適時開始爐頂打水，爐頂各打水管的投用應遵循由少到多的原則，防止突然大量打水后冷卻水直接落至料面發生爆震等異常情況，頂溫控制在250～350 ℃，具體控制要求見表1。

表1 降料面過程頂溫控制標準

休風。①料面降至風口中心線以下，半數風口吹空、末次鐵出凈休風后堵口，按照高爐長期休風規程進行休風作業（不倒流）。②頂溫不受控時，降料面結束休風后關閉爐頂霧化打水裝置，氮氣、蒸汽繼續保持開啟狀態，確保爐內保持正壓，高爐本體區域設置警戒線，降料面過程結束。

3.2 降料面操作

2022 年7 月15 日13：00 開始降料面，減煤控氧，爐頂通入蒸汽，干法除塵系統煤氣正常回收；13：30，30 t 蓋面焦入爐，重力除塵器通入氮氣。降料面初期，爭取較快的速度降至爐身中下部，隨料面的降低，頂溫逐漸升高，通過控制爐頂霧化打水量及打水方位來控制頂溫，以最低打水量、均勻、連續打水，防止水霧急劇汽化引起爐頂爆震。2 號高爐降料面過程操作參數見表2，表中參數均為上1 h平均值或累計值（料線深度除外）。

表2 停爐過程主要工藝參數

降料面期間，每間隔0.5 h 取一次煤氣樣，進行人工分析。隨料面降低，爐內間接還原逐漸減少，煤氣中CO2含量降低。煤氣中O2含量幾乎為零，僅檢測出一次。H2含量隨著料面降低而緩慢升高，至爐腰區域接近控制上限6%，表面爐頂打水控制較好，霧化水較少進入料面引起煤氣中H2含量波動。20：00左右，煤氣中H2含量上升接近CO2值，探尺深度15 m，料面在爐身下部；21：50 左右，H2含量大于CO2含量，料面進入爐腰，均與經驗一致。煤氣成分見圖1。

圖1 降料面過程煤氣成分

出鐵嚴格按照計劃要求：降料面前期正常出鐵，見噴就堵；當料線降至7 m以下后間隔2～2.5 h出一爐鐵；料線降到21 m 左右時，使用60 mm 鉆頭打開對向鐵口，雙鐵口出鐵至休風后堵口。停爐期間，慢風時間較長，高硅鐵出現較早，爐缸較活躍，物理熱充足。根據理論計算，爐身至爐腹體積對應理論鐵為852.8 t，降料面期間實際過鐵量751.2 t，渣鐵基本出凈。具體出鐵記錄見表3。

表3 降料面過程出鐵記錄

3.3 切煤氣

20：50，取樣煤氣中H2含量（4.79%）大于CO2含量（4.51%），料面開始進入爐腰。21：30，料線深度17.1 m，煤氣中H2含量最高為5.79%，符合切煤氣條件，進行切煤氣。高爐逐漸降低頂壓，頂壓由TRT控制轉為調壓閥組控制；然后逐步降低煤氣壓力與管網壓力接近，控制好風量和壓差，防止風量和壓差的劇烈波動；21：50，打開爐頂大放散，關閉重力除塵器遮斷閥，切煤氣完成。

3.4 休 風

根據測算，2：00—3：00 料面降至風口中心線下。出鐵力求爐缸渣鐵出凈。東鐵口打開后，僅有渣流，且東、西場渣鐵流小而弱。2：30左右，部分風口忽明忽暗；20 min 后，通過觀察風口發現大部分風口見空，爐內渣鐵基本出凈，進入休風程序。關閉爐頂打水，打開混風切斷閥，冷風放風閥全開，爐頂大放散全開，3：00休風完畢。

4 結 語

此次停爐歷時16 h，與計劃節點同步，降料面過程嚴格遵守了停爐方案中的技術要求，整個停爐過程順利，頂溫、壓量關系等控制較好，爐內無爆震、無管道氣流、無懸料，風口無燒損、無灌渣。

降料面前，大風量和高富氧為前期降料面創造較快速度。降料面期間，爐頂霧化打水設備能力充足、運轉穩定，頂溫得到了有效控制，是此次順利停爐的關鍵；依靠雷達探尺和機械探尺、煤氣成分取樣檢測、加上耗風量等方法綜合判斷料面位置，掌握煤氣成分，為安全停爐提供了技術支持；適當提高頂壓，降低煤氣流速，降低了爆震風險，同時最大限度地對煤氣進行了回收利用，有效減少了空氣污染和煤氣擴散，達到安全、高效、環保停爐的基本要求。