2#高炉安全快速降料面停炉生产实践

摘  要 2#高炉于2021年3月1日，在做好充分准备的基础上，通过通N₂保护、炉顶打水和控制风量等手段相结合，降料面末期提顶压放净渣铁等，实现了安全快速有效停炉。

关键词  风量  打水量  顶温  耗风量

1前言

2#高炉有效容积1062m³，于2013年12月29日开炉，受开炉初期断电炉缸进水及有害元素长期偏高（入炉锌负荷峰值接近4kg/t）等影响，环碳阶段性偏高，2020年9月份之后，环碳二层第2点温度出现急剧升高情况，采取了一系列护炉措施，温度升高趋势得以控制，但产量受到一定影响，难以满足高强度冶炼下安全生产要求。经公司研究后，决定于2021年3月1日进行降料面停炉大修。

2停炉前高炉运行情况

2#高炉在2020年9月份侧壁温度出现异常升高后，采取了三步走策略进行护炉提产。第一阶段通过临时控制冶强、加钛矿、堵风口等系列措施遏制温度恶性上涨，保证安全生产。第二阶段，随着温度逐步稳定，调整使用直风口加砖套缩风口、热面灌浆、温度高区域局部改高压水等措施，稳步恢复产量。第三阶段，结合大修备件到货进度，攻守兼备，保证安全前提下，理性提产，将炉役后期效能发挥至最大。停炉前2#高炉指标见表1。

表1  2#高炉停炉前月平均指标

月平均	产量	燃料比	焦比	煤比	风温	富氧	[Si]	物理热	R2
	t/d	kg/t	kg/t	kg/t	℃	m3/h	％	℃
	4080.68	519.55	340	149	1196	9500	0.4	1485	1.18

3、预休风前准备工作及炉况调整

3.1预休风前准备工作

一方面根据降料面工作的要求，提前对铁罐运输组织、冷却设备检查、打水设备、加长机械探尺量程等相关内容落实到位。另外完成炉身静压孔通氮气管道预铺设及煤气取样管安装疏通，保证能在风口平台进行煤气取样。

3.2降料面前炉况参数调整

(1)停炉前1天，适当疏松边缘，以清理炉腹部位渣皮，按正常操控标准组织生产，若风量不全、炉温不稳定应及时减轻焦炭负荷。保炉况稳定顺行、炉缸工作均匀活跃，严禁出现低炉温、炉凉现象，铁水物理热≥1480℃。提前两个班提高铁口角度。

(2)停炉降料面前1天，调整操作方针：按煤比≤80kg/t，调整焦炭负荷；炉温、碱度控制标准：提炉温降碱度[Si]0.50～0.60%，R₂1.05～1.10，铁水物理热≥1480℃，保证渣铁流动性。适当使用锰矿洗炉，控制铁中【Mn】0.6%左右。

(3)下停炉料前，提前5小时左右（1日6:00）改全焦冶炼，根据当时炉温及碱度情况，前3个小时全焦比按550 kg/t左右控制，[Si]0.60～0.8%，R₂1.05～1.10。后2个小时焦比按600 kg/t左右控制，[Si]0.80～1.0%，R₂1.05～1.10。根据炉温和停炉负荷料下达情况停止喷煤，提前做好喷煤量估算，停止喷吹后，清空喷吹罐。

4、停炉料及降料面操作要求

4.1降料面停炉料组成   

计划预休风时料线降至10米，停炉料由两段轻负荷正常料和30吨盖面焦组成，第一段停炉料炉腹下部。料线10米炉腹下部体积为520m³左右。考虑降料线时间，3月1日10:30开始上停炉料，停炉料总体积517.05m³，总铁量254.85t，总渣量94.9t，总焦炭198.55t（含盖面焦）。具体如下：（放料速度约6罐/小时，用于控制顶温）

（1）第一段正常料

第一段正常料共9批，矿批25吨（烧结70%+球团18%+块矿10%+锰矿2%），批体积26.09m³，合计234.8m³，铁量130.65t。第一段正常料焦比630 kg /t，干焦负荷2.46，炉渣R₂为1.05，铁水中[Si]1.5%。

（2）第二段正常料

第二段正常料共9批，矿批23.5吨（烧结70%+球团18%+块矿10%+锰矿2%），批体积25.81m³，合计232.25m³，铁量124.19t。第二段正常料焦比680 kg /t，干焦负荷2.26，炉渣R₂为1.05，铁水中[Si]2.0%。

（3）盖面焦      4*8吨=32吨    体积50 m³

4.2降料面操作要求

（1）降料面期间，每隔半个小时测一次料面（前期使用短探尺点测，中后期使用长探尺），记录一次顶温、顶压、风压、风量、打水量等操作参数，以及每次爆震的时间，顶压波动情况。安排专人负责打水量调剂工作及安全巡检工作。

（2）顶温控制要确保炉顶设备和布袋除尘系统安全，风量、风温及出铁组织等控制标准简要列于表1。

            表1  降料面期间风量、风温等参数控制标准

风量使用原则				操作要点	出铁安排	时间
初期	风量大小	全风操作	2700-3000		预休风前	1
				矿批30吨
	位置	15→14段冷却壁		焦比550-580		2
	料线	2米→5米		碱度1.05/Si1.0-1.2
炉身中上部	风量大小	80%	2300-2500	矿批25吨		3
	位置	13→12段冷却壁		焦比630-660
	料线	5米→9米		碱度1.05/Si1.5-2.0		4
预休风（加长探尺、煤气取样管疏通）
炉身中下部	风量大小	70%	2000-2200	风压150-160kpa	第一次铁21:30	1(21:00)
	位置	11→9段冷却壁		氧气2000m3/h
	料线	9米→14米		风温850℃		2(22:00)
						3(23:00)
					降料面过程中炉内剩余理论铁量，仅计算软融带以上，炉身以上剩余体积的铁量。
炉腰      （最迟切煤气点）	风量大小	60%	1700-1800	风压		4(24:00)
	位置	8段冷却壁		70-90		5(1:00)
	料线	14米→16米
				风压		6(2:00)
炉腹	风量大小	40%	1000-1300	50-60	第二次铁2:30
	位置	7→6段冷却壁				7(3:00)
	料线	16米→19米				8(4:00)

5、实际降料面过程

3月1日20:50预休风结束，高炉开始送风降料面，送风时料线为9.5m。送风后风量逐步加至2100m3/min，为加快降料面速度，送风1小时后富氧2000 m3/h约2小时。为稀释煤气成份，减少爆震，风口和炉身静压取样孔按最大量吹氮气。21:40左右出第一次铁，炉温1.13%，二元碱度1.14。3月2日0:10左右切煤气，此时料线14.5米，处于炉腰位置。取样煤气成份中H2为4.5%，CO2为3.9%。2：30左右出第二次铁，炉温1.77，物理热1492℃，碱度1.21。5:00左右部分风口吹空，5:30关闭重力放散和一个炉顶大放散，铁口大喷过程中休风。预休风结束后的降料面过程实际耗时约8小时左右，累积打水398m3。停炉降料面控制过程曲线见图1,料面降至风口情形见图2。

     

   图1  停炉控制过程曲线                  图2  料面降至风口情形

6、总结

（1）降料面过程中，根据料面深度合理使用风量，并安排专人摸索手动精准控制打水，顶温全程平均控制在300℃以内，仅一次超过400℃，总体打水量并不是太多。

（2）因风口和炉身静压孔喷吹氮气，降料面整个过程未出现爆震现象，降完料面后炉墙比较干净。

（3）因没有雷达探尺，合理使用机械探尺至降料面结束，未过早烧损脱落。降料面末期巧提顶压，休风前实现了铁口大喷，利于后续残铁放的比较干净。

（4）本次降料面前方案做的比较充分，进行了事前推演，整个停炉降料面过程进度全程可控，安全可靠，一切水到渠成，瓜熟蒂落。

（5）理论联系实践，本次对停炉过程中的关键点提前都进行了理论计算，比如判断料面位置，用耗风量、燃烧焦炭量、煤气成份，最终用实际料线进行验证，贴合度95%以上。