內蒙古建龍高爐兩次降料面經驗總結

賀建國 李健忠 樊曉東

烏海市包鋼萬騰鋼鐵有限責任公司 內蒙古 烏海 016000

內蒙古建龍現有兩座12003高爐，1#高爐于2020年10月31日進行了降料面操作，2#高爐于2021年2月23日進行了降料面操作。對這兩次降料面過程進行全面剖析，總結出一些經驗，為日后降料面操作提供有價值的參考。

1 爐頂打水系統的優化

高爐降料面停爐過程中發生的爆震或者爆炸主要是由瞬間大量水變成水蒸氣造成的[1]。1#高爐在降料面前進行了5個小時的預休風，主要是將原爐頂打水系統出水頭改為霧化噴頭，同時增加4根臨時打水管(非霧化噴頭)，總出水能力120t/h。但由于原爐頂打水系統的兩套管路(每套管路連接四個噴頭)只在各自管路上有一個總的電動閥，在每個噴頭上只有手動閥，整個控制系統較為簡單，缺乏靈活性，所以在降料面時，頂溫控制效果不佳，而且需要水工到現場配合，對降料面的進程以及安全性影響較大。2#高爐利用前期的定修已經將爐頂打水系統進行徹底改造，將總管路和每個霧化噴頭全部加裝電動閥(同時配有氮氣吹掃)，總出水能力120t/h。由于爐頂打水系統完全滿足此次降料面需求，所以2#高爐在降料面前未進行預休風。在整個降料面期間頂溫控制的非常好，四點頂溫呈聚攏狀態，高爐在操作上完全處于主動地位。最終，在切煤氣前爐內都沒有發生爆震，在切煤氣后爐內才有幾次輕微爆震。

由此不難看出爐頂打水系統的優劣對于降料面的進程以及安全性有著決定性作用。同時、由于爐頂打水系統完全能夠滿足降料面需求，所以在降料面前可以不用預休風，既經濟又環保，同時安全性大大提高。

2 切煤氣時機的掌握

高爐降料面過程中，煤氣成份能間接反映料面的位置。隨著料面的下降，煤氣中CO2含量會呈現先降后升的趨勢，標志著爐內間接還原的結束，待CO2含量降到最低點即3%～5%時，料面進入爐腰。待料面進入爐腹后，隨著直接還原的發生，CO2含量開始回升[2]。

1#高爐降料面切煤氣時南北兩個機械探尺顯示料面剛剛進入爐腹，但由于人工化驗煤氣超標，再加上風口成像顯示各個風口均有不同程度的掛渣現象，根據經驗判斷實際料面已經進入爐腹，所以此時決定進行切煤氣操作。

2#高爐南尺在超出4m后容易卡死，所以在降料面開始后一直使用北尺探料面。2#高爐在開始降料面后人工煤氣成份個別數據明顯失真，高爐操作者對煤氣成份的準確性產生懷疑。當北尺顯示料面已經進入爐腹時，此時的人工煤氣成份超標，但風口成像顯示各個風口明亮耀眼，料面并不是降到爐腹的跡象，煤氣成份中H2、CO2的數值變化又沒有明顯規律，對判斷料面位置不能提供有價值參考，出于安全的考慮，最終選擇切煤氣操作。改常壓一段時間后，當北尺顯示料面已經進入爐缸時，觀察風口成像仍然明亮耀眼，并無見空跡象，此時懷疑北尺顯示值比真實值偏大。此時選擇放南尺探一次料面，結果南尺顯示料面也應該進入爐缸，但實際情況與之不相符，至此確定料尺顯示值偏大。根據常壓降料面的耗時，以及切煤氣之前的累計風量估算切煤氣時料面大概在爐腰中上部。為了將料面降到爐缸，后續不得不延長常壓降料面的時間來彌補停氣過早而耽誤的進程。

由此可見，降料面時切煤氣時機的把握非常重要。在目前采用霧化打水的前提下，爆震難以控制的情況發生的較少，一般都是料面進入爐腹后進行切煤氣操作。而此時準確判斷料面是否真正的進入爐腹就顯得尤為關鍵，如2#高爐本次切煤氣時遇到的特殊情況(料尺失真、人工煤氣失真)最終造成了切煤氣過早，導致后期常壓降料面時間過長。基于此原因，降料面前一定要對料尺、煤氣分析系統、煤氣取樣裝置進行必要的校驗或檢查。切煤氣時一定結合料尺、煤氣特點、風口成像特征、累計耗風量等多手段判斷料面位置，任何一方面顯示異常時，高爐操作者都應該引起重視，避免切煤氣過早而陷入被動局面。

3 休風料中焦炭結構的差異

在降料面時，高爐內爐料是由休風料和蓋面焦組成。1#高爐在下完休風料和蓋面焦后進行了預休風，2#高爐在下完休風料和蓋面焦后就直接開始降料面。兩次降料面時蓋面焦都是三級焦，但兩次休風料中的焦炭結構有較大差異。1#高爐休風料中的焦炭結構是以二級焦炭(75%)為主，配有少量三級焦炭(25%)。考慮到在降料面前2#高爐狀態調整的較好(平均爐溫0.45%，平均物理熱1495℃)，爐缸整體較活躍，同時借鑒1#高爐降料面時休風料的經驗，為了降低成本，將休風料中的焦炭調整為100%三級焦。在整個降料面過程中，壓量關系平穩(打水系統也起到較大作用)，未發生管道等爐內事故，既實現了安全降料面到爐缸的目標，又達到了降低成本的目的。

由此可見，從降低成本方面考慮，在降料面時蓋面焦全部可以使用質量較差的焦炭。如果降料面前爐況調整的較好，休風料中的焦炭也可以適當比例使用質量較差的廉價焦炭。但此舉要慎重，以免由于焦炭質量過差，導致爐缸中渣鐵滲透困難，從而引起大面積燒套或者其他爐內事故的發生。

4 結論

4.1 爐頂打水系統良好的霧化效果、充沛的打水能力、以及靈活的控制系統是保證高爐降料面既快速又安全的關鍵因素之一。

4.2 通過料尺顯示、煤氣成份特點、風口成像特征、累計耗風量等多手段判斷料面位置，準確掌握切煤氣時間是高爐降料面既快速又安全的又一關鍵因素。

4.3 在爐況狀態良好的前提下，從降低成本的角度出發，降料面時休風料可以適當比例的使用質量較差的廉價焦炭，但此舉要慎重，以免發生大面積燒套以及其他爐內事故，從而影響降料面的進程。