日鋼14 號高爐降料面操作實踐

王玉會， 王 帥， 相文明， 張海鑫

（日照鋼鐵控股集團有限公司， 山東 日照 276806）

為實現公司產能平衡，日鋼14 號高爐進行不放殘鐵停爐中修，單位爐容產量達到9 792.13 t。本次停爐于18：08 開始停止上料，次日02：50 風口部分吹空，為減少中修扒料工作，后又穩定送風直至05：03 料線降至風口中心線以下休風。

1 停爐準備

1.1 停爐前的重點事項

為確保停爐降料面過程安全順利，停爐前準備工作應當包括：隱患的排查與治理及臺賬的監控，重點對煤氣管路薄弱位置、爐皮薄弱部位、漏水冷卻設備等進行排查；進行洗爐作業，清理爐墻黏結物，避免降料面過程中的爆震等造成爐墻渣皮大量脫落；進行預休風作業，安裝爐頂打水設備設施，并實現主控室遠程操作，提高鐵口角度，盡可能出凈渣鐵；如有需要進行放殘鐵作業，需要落實好放殘鐵設備設施的制作及安裝工作；根據停爐前生產實際情況，推導表風量、表氧量與理論數據的偏差關系，為推導料面位置做好數據支撐；有條件的可以安裝機械探尺探測料面實際位置，安裝爐頂煤氣取樣導出管，便于分析停爐過程中的煤氣成分變化。

1.2 預休風

降料面當日14：35—15：30，僅休風55 min，以檢查更換打水管為重點。14 號高爐停爐打水系統共計8支自動打水槍可以實現噴頭霧化效果，還有4 支手動高壓水管鉆孔打水槍。自動打水流量35 t/h，手動打水流量可達60 t/h。

降料面過程中的打水霧化效果是影響降料面速度和爐內爆震的核心，所以預休風時對打水系統進行維護是至關重要的，自動打水槍噴頭及霧化效果如圖1 所示。

圖1 自動打水噴頭及霧化效果

1.3 洗爐作業

合適的洗爐料能夠保證高爐爐墻的干凈，且能避免渣皮脫落造成的爆震[1]。

本次降料面作業準備時間較短，停爐前一天中班至停爐當日夜班合計消耗錳礦20 t，洗爐作業重點通過輕負荷、提爐溫、降低爐渣堿度進行熱酸洗。降料面當日白班按照煤比150 kg/t、燃料比535 kg/t 控制。為避免預休風后爐溫下行，13：10 將入爐焦比提高至550 kg/t，燃料比按照710 kg/t 控制，配加34 kg/t 蛇紋石。停爐物料成分如表1 所示，爐內洗爐爐料調劑情況如表2 所示。

表1 停爐料成分

表2 降料面洗爐料調劑

從實際效果來看，所用燒結礦配加海砂及印礦，鐵水w（Ti）高達0.127%，爐渣w（Al）=17.04%，不利于渣鐵流動。但鐵水物理熱控制在不低于1 500 ℃，鎂鋁質量比達到0.863，此外燒結鐵料超特粉及羅伊山粉的高配比保障了鐵水w（Mn）達到0.61%，充分保障了渣鐵流動性。

與2015 年1 月21 日降料面作業對比，本次停爐前鐵水成分及渣相控制情況如表3、表4 所示。

表3 停爐前鐵水成分及爐溫控制

表4 停爐前渣相控制

2 降料面作業

本次降料面全程富氧，煤氣回收時間受外管網漏點影響，總計4 h，對比上一代高爐休風降料面操作，煤氣回收時間增加2 h 25 min，減少了能源浪費，料面降到風口中心線以下位置，如圖2 所示，達到預期效果。

圖2 停爐后從風口看爐內死料柱

2.1 頂溫控制

降料面過程中，高爐頂溫度控制手段主要有三種：第一種是控制降料面初期使用打水至飽和狀態的蓋面焦，第二種為爐頂打水，第三種手段就是及時減風并配合調節風溫。其中爐頂的均勻打水是頂溫控制的最有效手段，但頂溫的控制又直接影響打水在爐內的存在狀態，關系到降料面過程的安全與穩定。因此，頂溫控制不宜偏高也不宜偏低。如果頂溫控制過低，打水在料面積存，當出現異常爐況比如崩滑料、坐料等時，打濕的爐料急劇過熱，易產生水蒸氣爆炸；若頂溫控制過高，一方面易造成爐頂設備損壞，另一方面煤氣中的H2含量會大幅上升。

14 號高爐為無料鐘爐頂，切煤氣前，控制頂溫上限不超過300 ℃，TRT 入口溫度不超過200 ℃，切煤氣后頂溫按照不超過400 ℃控制，且氣密箱溫度不超過70 ℃。為避免頂溫過高，在降料面開始前，將爐頂冷卻N2量開到最大。18：08 停止礦石上料后，共計上蓋面焦3 批，每批9.66 t，共28.98 t。降料面過程中的自動打水槍打水261.7 t，手動打水量606.2 t，合計867.9 t。全程頂溫控制趨勢如圖3 所示。

圖3 降料面過程頂溫控制

2.2 風氧控制

降料面初期保持全風作業，并于19：01 將氧氣由10 100 m3/h 加至11 000 m3/h。21：00 理論推測料線在15 m，雷達探尺測量料線12.9 m，21：28 爐頂煤氣w（CO2）達到最低為4.7%，料面已進入爐腰下部區域。22：00 接到煤氣管道有漏點的能源通知，要求停止回收煤氣，22：08 切煤氣，煤氣回收共計240 min。次日02：50 風口出現個別吹空，為減少停爐后扒料工作，后又持續送風至05：03，期間雷達探尺基本全程顯示17.2 m，降料面結束。降料面風氧使用情況如表5 所示。

表5 降料面過程風氧使用

降料面過程風氧控制結合爐頂打水全程爆震可控。頂壓波動>10 kPa 的爆震共計5 次，最大波動出現在23：00 時，頂壓由5 kPa 上升至28 kPa，該次爐頂波動分析為料面進入爐腹下部，出現渣皮大幅脫落所致。

2.3 渣鐵排放

降料面開始后，考慮預休風第一爐平均w（Si）=0.29%，物理熱1 475 ℃，為改善熱狀態，噴煤持續到21：24，保障了渣鐵的流動性，同時風溫控制不低于950 ℃。降料面過程共計出鐵3 次，其中第3 爐延長出鐵間隔60 min，目的是通過渣鐵浮力來提升死焦堆高度，促進死焦堆的燃燒。降料面過程各爐出鐵情況如下頁表6 所示。

表6 降料面過程出鐵概況

3 經驗總結

14 號高爐中修停爐，安全平穩地將料面降到風口中心線以下，通過實踐經驗，還有以下幾個方面需要改善。

1）本次洗爐時間短，爐墻清洗不徹底，降料面至爐腹區出現一次較大爆震，頂壓波動達23 kPa，建議停爐前2～3 d 執行洗爐作業。

2）本次降料面全程富氧，且爐腰以上區域保持正常氧量，在很大程度上縮短了降料面時間。

3）預休風作業在降料面前4 h 進行，復風后爐溫低，物理熱僅1 475 ℃，通過停止上料后持續噴煤，有效保障了降料面過程中渣鐵物理熱的充沛。

4）設備設施的完善是降料面的重要保障，本次降料面過程中，煤氣管道存在漏點，高爐切煤氣時間較早。

5）預休風時應精確校對自動打水能力，本次降料面過程中自動打水槍最大打水量達20.3 t/h，手動打水量偏大，霧化效果較差，爐內頂壓發生波動＞10 kPa的情況達到5 次。