方大九鋼3號高爐降料面停爐操作及技術措施

余映紅　徐彬

摘 要：對九江萍鋼煉鐵廠3號高爐降料面停爐操作進行了總結，并闡述了安全快速停爐的各項技術措施。在停爐過程中采用煤氣高效回收，高風量與高頂壓的綜合使用等技術，首次順利實現煤氣全回收，準確將料面降至爐腹部位。

關鍵詞：降料面；停爐；煤氣全回收；爐頂溫度

OPERATION AND TECHNICAL MEASURES FOR STOPPING THE FEEDING SURFACE OF FANGDA JIUGANG NO.3 BLAST FURNACE

Yu Yinghong? Xu Bin

（Fangda Group Jiujiang Pinggang Steel Co.， Ltd.? ? Jiujiang? ? 332500，China）

Abstract：This article summarizes the shutdown operation of the No. 3 blast furnace at Jiujiang Pinggang Ironmaking Plant， and elaborates on various technical measures for safe and rapid shutdown. During the shutdown process， technologies such as efficient gas recovery and the comprehensive use of high air flow and high top pressure were adopted， successfully achieving full gas recovery for the first time and accurately lowering the material level to the furnace belly.

Key words：lowering surface; shutdown; full gas recovery; furnace top temperature

0? ? 前? ? 言

九鋼3號高爐（1 780 m3）采用軟水密閉循環冷卻方式。第二代爐齡于2013年2月9日點火開爐，停爐前2022年6月TE0912-2（插入深度150 mm）最高溫度達到550.5 ℃，2022年7月TE0906-2（插入深度150 mm）最高溫度達到828.8 ℃，同時從2019年起風口以上冷卻壁水管陸續出現破損，截止2022年7月25日停爐前，共破損46根水管，涉及22塊冷卻壁，不僅影響高爐的正常操作和主要經濟技術指標的優化，而且還存在重大的安全風險。因此，決定對3號爐進行停爐大修。

1? ? 停爐操作

7月25日13：30，3號高爐開始下休風料，18：00進行預休風，為降料面進行各項準備工作，預休風前料面按6.0 m控制。21：30復風降料面，于26日5：36順利停爐。

1.1? ? 停爐前準備工作

停爐前的操作思路主要是確保爐況穩定順行，主要包括制度調整、參數調整和預休風檢修。

1.2? ? 爐況調整

為了保證順利完成高爐降料面工作，爐況調整思路主要是確保爐況穩定順行，清除爐墻粘結物和爐缸順利放殘鐵。參數控制鐵水[Si]0.4% ～ 0.6%、[S]0.020% ～ 0.030%，物理熱1 500 ～ 1 520 ℃，預休風前6天高爐主要操作參數見表1。

1.3? ? 制度調整

18日，高爐停止使用1.0%的高鈦球，高爐鈦負荷由12 kg/t降低到8.8 kg/t，[Ti]由0.23%降低到0.18%。19日，上部長期疏松邊沿的料制，礦石矩陣由36/2、34/3、31/3、28/2改為34/3、31/4、28/3，以發展邊沿氣流沖刷爐墻粘結物。24日，高爐開始降低焦炭負荷，由4.80逐步降到4.10，配料堿度R2由1.22逐步降到1.12，以改善渣鐵流動性。停爐前一天，停止使用焦丁。

20日，捅開長期堵死的12、13號風口，實現全風口送風作業，進風面積由0.249 3 m2提高到0.270 1 m2，風速為260～270 m/s，鼓風動能為115～125 kJ/s；全開風口后可以有效地清理長期堵風口區域上方爐墻的粘結物。

1.4? ? 預休風檢修

25日18：00-21：30安排預休風檢修，進行各項停爐前工作的實施與確認。休風后快速更換破損的風口小套，及時關閉漏水的冷卻壁，并準備好水管，復風后閉水區域爐殼外部打水冷卻。將爐頂原有的8個水噴頭更換為6個霧化噴頭，保留2個原有噴頭，以確保打水量。檢查2號探尺齒輪箱，確保能夠放到24.0 m。

1.5? ? 降料面停爐過程

主要包括降料面和爐外渣鐵排放。

1）停爐料組成。

九鋼3號高爐停爐料組成見表2。

2）爐頂煤氣成分及溫度控制基準。

整個降料面停爐過程中，嚴格控制煤氣中含H₂量和O₂量，要求H₂<10%，最高不大于12%；O₂<2%，當爐頂溫度300 ℃時為1.8%，600 ℃以上時為0.8%[1]。為了確保爐頂設備安全和爐況的穩定順行，要求爐頂溫度控制在 200 ～ 400 ℃，最高不得超過400 ℃，最低不得小于200 ℃，氣密箱溫度＜70 ℃、布袋入口溫度＜260 ℃。操作見表3。

3）降料面過程。

25日預休風檢修完成后，21：30開始送風降料面，因預休風前已經逐步降低料面，復風后探尺起始位置8.6 m。在降料面過程中，風量降低與爐頂打水保持動態匹配，嚴格控制煤氣中O₂和H₂含量，通過煤氣在線和取樣分析相結合，實時調整風量與打水量，以確保爐頂煤氣成分和溫度符合目標要求。因3號高爐只有兩個機械探尺且沒有雷達探尺，料面深度采取理論計算與探尺實測相結合的方式，根據歷次降料面經驗結合正常生產的噸鐵風耗及燃料比，降料面過程的噸焦耗風量取3 500 m³。

在降料面初期盡量使用較大的風量（3 300～3 500 m³/min），同時適當進行富氧（4 000～5 000 m³/h），保持與風量配比的頂壓，有利于加快冶煉進程縮短降料面時間。隨著降料面進行，爐內料柱高度逐步降低阻損減小，容易出現管道行程等異常爐況，并且為了控制頂溫超標而不斷增加打水量，會大幅度增加爐內發生爆震的概率，因此在H2接近10%時，合理的控制是逐步降低風量并減少打水量。同時為防止O₂超標，在O₂接近0.95%料面降至爐身下部時，停止富氧。由于環保壓力不允許進行放散降料面，同時如果大量充N2雖然可以確保煤氣成分合格，但此時煤氣熱值幾乎為零，可能會造成燒結、加熱爐、發電等煤氣用戶熄火，引發較大的安全隱患，另外剩余焦炭還可以回收重新入爐，因此降料面目標為降到風口以上2.0 m （21.0 m）。26日4：10放探尺測料面為18.7 m，這次放尺造成探錘掉無法再使用。5：30理論計算料面已經降到21.0 m，5：36按程序休風。休風后實測料面21.5 m，達到目標料線。操作參數見表4。

整個降料面過程共耗時12 h 36 min，累計消耗風量131.75萬 m³，爐頂共打水880 t，全程回收煤氣，共177.86萬 m3。整個停爐過程煤氣流比較穩定，壓量關系比較平穩，無明顯爆震發生。整個過程如圖1。

4）爐外渣鐵排放。

預休風結束后，21：30復風降料面，23：00打開東鐵口出鐵，第一爐鐵水[Si]0.82%，物理熱1 469 ℃，前期因風壓、頂壓都比較高，出鐵流速比較正常，隨著風壓、頂壓和煤氣利用率降低，鐵水物理熱和流速都逐步降低，26日1：03來風堵口。2：30先后打開東西兩邊鐵口出鐵，鐵水流速比較慢，一直出至休風。整個降料面過程共出鐵595 t，實際出鐵量與停爐料的理鐵基本一致。降料面停爐過程出鐵參數見表5。

2? ? 停爐主要技術措施

爐內爆震預控。盡可能減少或杜絕爐內爆震是整個降料面停爐的關鍵所在，為有效抑制爐內爆震，關鍵是控制煤氣成分，要求H2＜10%，O₂＜1.0%，其中O₂含量關系到整個煤氣管網的安全尤為重要。

1）改進提高爐頂打水系統霧化效果，使水霧化后充分與煤氣接觸，有效地降低爐頂溫度，同時大大減少水滴與炙熱的焦炭接觸，從而大大減少了H2的產生量，有效控制產生爆炸性氣體。另外也減少了原來比較集中水柱跟融熔狀態的渣鐵接觸，可以有效預防重新在爐腹部位粘結物。

2）確定合理的降料面目標。傳統打水降料面在降到爐身下部后，都是采取放散煤氣。由于近期環保嚴格管控不允許進行放散煤氣降料面停爐，特別是料面降到爐腹接近風口區域時，必然會出現O₂造成不能繼續回收煤氣，雖然可以大量充N2雖然可以確保煤氣成分合格，達到全程回收煤氣的目標，但此時煤氣熱值幾乎為零，進入管網后會造成燒結、加熱爐、發電等煤氣用戶熄火，給其他系統造成較大的安全隱患。因此此次降料面目標定為降到風口以上2.0 m。從開始降料面即采取煤氣在線和取樣分析相結合，嚴格控制煤氣中的O2<1.0%，當O2超標達到1.0時，休風停止降料面。整個降料面過程的H2和O2見表6和圖2。

3）料面深度判斷實測和計算相結合。3號爐只有兩個機械探尺，只有一個可以放到24.0m，而且在料面降到爐身下部以后，每次放尺時間長、料面溫度高，以往每次降料面到后期，探尺錘掉落，造成無法放尺和判斷料面深度。這次采取實測和計算相結合來判斷料面深度，根據以往幾次降料面經驗，初期噸焦耗風量選取為3 200 m³，根據實測料面深度不斷修正耗風量，逐步調整到3 200 m³/t，26日4：10放尺后出現故障，檢查發現為探錘掉落，后面完全依靠計算判斷深度，5：30計算料面已降到21.2m，達到目標。

3? ? 停爐總結

3.1? ? 合理安排停爐料

通過總結歷次停爐經驗和參考武鋼、漣鋼高爐降料面方案，合理安排停爐料的負荷、堿度、蓋面焦，確保了整個停爐過程（包括爐缸放殘鐵）渣鐵熱量充沛、流動性良好。

3.2? ? 停爐全過程回收煤氣

本次降料面通過改造爐頂打水霧化效果、煤氣在線與取樣檢測相結合、嚴格控制煤氣成分和精心操作等預控措施，降料面全程煤氣成分合格、無明顯爆震，達到全過程回收煤氣，增加回收煤氣170余萬m³，實現安全、環保目標的同時增加了經濟效益。

3.3? ? 維持較大風量和較高頂壓快速停爐

整個降料面過程中，高爐維持較大風量和較高頂壓，特別是初期適當富氧，有力加快冶煉進程，最終本次降料面共歷時12 h 36 min，順利將料面降到風口上沿2.0 m，實現了快速停爐。

3.4? ? 料面深度采取實測與計算相結合

3號爐沒有雷達探尺，而機械探尺在料面較深時非常容易燒壞，導致無法準確判斷料面深淺。此次采取實測與計算相結合，通過前期不斷修正噸焦耗風量最終確定為3 500 m3/t，計算結果與休風后測量基本一致，不僅較好完成了此次降料面工作，而且對以后降料面停爐均有參考意義。

3.5? ? 爐墻表面清理效果良好

通過提前捅開風口全風口作業、疏導邊緣氣流沖刷爐墻、改造爐頂打水等措施，盡量減少爐墻粘結物。停爐后進入爐內觀察，爐墻表面整體較干凈，基本上沒有粘結物，這樣不僅有利于安全停爐，也加快高爐檢修進度。

3.6? ? 不足之處

3號高爐爐頂打水量設計為100 t/h，完全可以滿足正常生產的需要，但是到降料面后期，爐頂打水即使全開也頻繁出現頂溫超高，參考同類型高爐降料面的打水量，3號高爐降料面的打水量要增加到150～180 t/h。

參考文獻

[1]? ? 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版社，2018.