鞍鋼2580 m3高爐停爐實(shí)踐

李建軍，劉德輝，曾宇，李曉春，孟凡雙，姜喆

（1.鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧 鞍山 114021；2.鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧 鞍山 114009）

鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠新5#高爐（2580 m3）第1代爐役始于2009年6月30日，于2018年9月13日停爐大修，第1代爐役9年3個月，生產(chǎn)生鐵1 693.51萬t，單位高爐容積產(chǎn)鐵量為6 089.58 t。高爐生產(chǎn)后期，爐缸溫度（熱電偶顯示）大幅升高，最高達(dá)到640℃，表明爐缸炭磚減薄，理論計(jì)算得出，最薄處炭磚厚度小于300 mm；同時，高爐出現(xiàn)漏煤氣現(xiàn)象，存在安全隱患。受安全因素影響，高爐產(chǎn)能受到極大制約，燃料比長期處于560～580 kg/t，遠(yuǎn)高于國內(nèi)同容積高爐燃料比520 kg/t的水平。鑒于此種情況，高爐于2018年9月13日停爐大修。

1 停爐前準(zhǔn)備

（1）安全準(zhǔn)備。為了確保安全停爐，新5#高爐從2018年8月初開始，對高爐打水和外部漏水情況進(jìn)行處理，以確保積水不進(jìn)入渣鐵道和殘鐵溝區(qū)域，并在出殘鐵完成前，保證此項(xiàng)工作時時受控。

（2）停爐前洗爐。為了清洗爐墻粘結(jié)物，更好完成出殘鐵作業(yè)，于8月20日開始物理洗爐，即采取保持高爐適宜強(qiáng)度、降低終渣堿度和提高爐溫等措施，將鐵水[Si]含量控制在0.6%左右，使入爐堿度由1.45逐漸降低到1.32，鐵水[S]含量控制在0.02%～0.025%之間，風(fēng)壓在保證穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上適當(dāng)提高。

（3）倒槽工作。為了保證預(yù)休風(fēng)前高爐順行狀態(tài)，防止由于集中倒槽槽中粉末增加，影響高爐順行，于8月28日至9月3日，對球團(tuán)礦槽預(yù)倒一遍。其余燒結(jié)礦槽，由于原料供應(yīng)緊張、經(jīng)常倒空，本次不采取預(yù)倒槽。從9月11日開始，高爐逐步控槽存、倒槽。預(yù)休風(fēng)后，燒結(jié)礦剩余300 t，球團(tuán)礦剩余200 t，焦炭僅剩余150 t，倒槽槽存剩余較少，減少了倒料難度，降低了環(huán)保風(fēng)險。

2 停爐操作

2.1 殘鐵口位置選擇

由于運(yùn)輸因素，新5#高爐爐缸區(qū)域只有西偏北、東偏南部位有出殘鐵位置，考慮東、南兩鐵口之間夾角小、鐵水流動大，侵蝕相對較重，因此選擇在東偏南方向（6#、7#風(fēng)口）開殘鐵口。殘鐵口位置選在標(biāo)高7.64 m處，即爐墻第一層陶瓷杯中部（二段冷卻壁下部）。殘鐵口位置選擇情況如圖1所示。

圖1 殘鐵口位置選擇

2.2 殘鐵量計(jì)算

根據(jù)鞍鋼高爐情況，按以下經(jīng)驗(yàn)公式[1]計(jì)算爐缸內(nèi)殘鐵量，

式中，P為殘鐵量，t；k為殘鐵系數(shù)，一般取0.5～0.6，侵蝕嚴(yán)重的爐底取上限，較輕取下限；d為爐缸直徑，m；h為實(shí)際死鐵層深度，m；ρ為熱態(tài)鐵水密度，t/m3。考慮新5#高爐長期處于低強(qiáng)度生產(chǎn)，其系數(shù)可按0.45計(jì)算。經(jīng)計(jì)算得出，高爐殘鐵量為850.2 t。實(shí)際出鐵量為521.6 t，比預(yù)計(jì)少約330 t，分析原因如下：

（1）降料線打水多，造成爐缸物理熱不好，殘鐵流動性差，側(cè)壁掛鐵；

（2）停爐前邊緣發(fā)展，爐缸活躍度和物理熱不足，鐵水流動不好，殘鐵沒出凈；

（3）從侵蝕程度分析，爐缸中心侵蝕不多，邊緣侵蝕多，為象腳型，說明爐缸在整個爐役中沒有吹活。

2.3 二次降料面操作

高爐大修停爐，理想狀態(tài)是將料面安全、平穩(wěn)降到風(fēng)口處，但在降料面時容易出現(xiàn)爐頂煤氣溫度過高燒壞爐頂設(shè)備[2]、煤氣中H2含量高與沒有反應(yīng)的O2反應(yīng)而產(chǎn)生爆震[3]的情況。因此，降料面過程要嚴(yán)格控制爐頂煤氣中H2含量[4]，要求小于4%。當(dāng)爐頂H2含量大于4%時，需及時減小爐頂打水量。鞍鋼新5#高爐從2018年9月13日14:15開始降料面，到9月14日8:55休風(fēng)結(jié)束，共耗時約18 h。降料面過程中煤氣成分和料線數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 降料面過程中煤氣成分和料線數(shù)據(jù)

降料面期間每隔0.5 h取1次煤氣樣，分析煤氣中 N2、H2、CO、CO2和 O2含量，嚴(yán)格控制 H2和 O2成分變化。 當(dāng)出現(xiàn) H2＞12%、O2＞12%或風(fēng)口吹空時，立刻停止回收煤氣[5]。通過煤氣中的CO2含量判斷料面降落位置，9月13日22:30煤氣中的CO2含量減小到3.9%，證明此時料面已經(jīng)降到爐腰附近位置[6]，與實(shí)測數(shù)據(jù)基本一致。9月14日8:55降料面操作結(jié)束，此次降料面過程共計(jì)打水1 548 t，料面平穩(wěn)且平整地降到風(fēng)口區(qū)域，未出現(xiàn)爆震情況。

2.4 爐前出鐵情況

二次降料面期間的出鐵情況見表2。二次降料面期間計(jì)劃出鐵3次，實(shí)際出鐵3次。降料線打水和休風(fēng)前爐缸物理熱充足是殘鐵出凈的必要條件。由于新5#高爐降料線時打水多，造成爐缸物理熱不足，3次鐵的渣鐵物理熱和渣鐵流動性不好，爐前出鐵不理想。

表2 二次降料面期間的出鐵情況

3 結(jié)語

鞍鋼新5#高爐停爐大修采用空料線爐頂打水方法，整個過程歷時約18 h。停爐前,采取保持高爐適宜強(qiáng)度，降低爐渣堿度，提高爐溫等措施，洗爐效果顯著；并通過預(yù)倒槽保證了預(yù)休風(fēng)前高爐順行狀態(tài)，減少了倒料難度，降低了環(huán)保風(fēng)險。停爐期間，準(zhǔn)確選擇殘鐵口位置，并在降料線過程中嚴(yán)格控制煤氣成分和出鐵時機(jī)，將料線平穩(wěn)降至風(fēng)口區(qū)域，爐內(nèi)沒有出現(xiàn)爆震情況，實(shí)現(xiàn)了安全、快速停爐。