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摘要 根據年修高爐噴涂造襯需求安排，貴港鋼鐵集團有限公司于2018年4月10日進行了爐頂打水降料面停爐。此次高爐降料面降至風口帶區域，通過爐頂打水量精準控制、煤氣成分分析判斷料面位置，實現了高爐安全、快速的空料線停爐。
關鍵詞 高爐停爐 霧化打水 頂溫控制
貴港鋼鐵集團2號高爐有效容積為1080m³，爐頂裝料為串罐式無料鐘爐頂，冷卻系統設計是工業水開路循環冷卻，其中高爐爐腹部位6-8段采用銅冷卻壁，其余為鑄鐵冷卻壁。爐底爐缸耐火材料為大塊碳磚，上砌兩層陶瓷杯結構。該高爐于2011年投產，目前高爐利用系數3.4t/m³.d，入爐品位56%，焦比390kg/t，燃料比540kg/t，本次高爐停爐主要基于每年的定修工作，于4月10日順利停爐。
1 停爐前的準備工作
1.1 徹底檢查爐頂打水管路是否完好，保證爐頂打水管暢通和霧化效果，水量能夠在60~100m3/h，保證爐頂打水既能起到良好降溫效果，又能避免應打水量過大造成爐內產生爆震。爐頂打水裝置為水氣霧化，共設東南、西南、東北、西北四個方位噴淋頭，通過理論計算的小時打水量平均為70t左右。滿足打水要求。
1.2 改善爐料結構。停爐前2天配加錳礦洗爐。鐵水中【Mn】按0.8%控制，洗爐操作參數控制要求：【Si】0.4%-0.6%、R=1.10-1.15、PT≥1490℃。燒結質量要求：改善轉鼓和篩分指數。堿度控制適當往下限1.75-1.85，減少生料入爐，改善料柱透氣性。
1.3 調整裝料制度。4月8日開始，退礦批、退角度（發展）疏松邊緣氣流，清理爐墻。裝料制度由 C736252423212 O72635341改為C736252423212 O62534331。
1.4 停爐前16個小時調整開口機角度至設備能夠達到的最大角度13°，盡量出盡爐缸內部渣鐵，減輕后續的爐缸堆積物清理工作。
2 下停爐料
降料面前4個小時開始變料下停爐料，爐料參數（組成）：礦批23t，全焦負荷2.8，干焦比585kg/t，爐渣堿度0.95（爐溫【si】按1.0校核），另外加入蓋面焦4t/批總共3批，共計31批。全焦冶煉過程風壓330kpa，熱風溫度1080℃，風口理論燃燒溫度控制在2200℃。后續以噸焦耗風3500m³/t計算全爐焦炭燃燒量推測料面到達部位，結合煤氣成分在線分析結果共同判定。
3 降料面過程
3.1 降料面操作。2018年5月10日17:00開始降料面，為了縮短降料面時間，本次停爐蓋面焦在降料面過程中加入，主要目的是保證風量，輔助打水降頂溫效果。 22:15高爐料尺探測料面到達爐腹段，此時考慮到安全因素，煤氣對空放散不進行回收。進一步控制風量，頂溫維持在300-350℃之間，嚴格控制打水量，繼續降料面。當頂溫進一步上升，同時風口窺視孔觀察焦炭吹空后，按正常程序組織休風，整個降料面過程結束。
表一 打水降料面過程參數
本次降料面從17:00開始，至第二天3:25結束。料線深度18.7m到達爐腹中部。以噸焦耗風量3500m³/t計算焦炭燃燒量，共計燃燒223.5t焦炭，實際停爐料加入229t。從燃燒焦炭空出體積與實際探尺測料線計算體積對比基本一致，說明此次降料面過程計算與實際結果相符，以及建立數據表格模擬降料面步驟過程，其結果可控。日期 時間 風量m³/min 風壓kpa 料線m 噸焦耗風量m³/t 累計消耗焦炭t 空出體積m³ 東北 西南 西北 東南 9日 18:15 1869.69 258 6.15 3500 41.0 262.75 320 358 317 326 18:25 1889.06 255 7.3 3500 46.4 302.45 262 255 252 266 18:50 1831.95 238 8.86 3500 59.7 360.16 328 350 321 324 19;00 1826.65 238 9.98 3500 64.9 404.22 248 218 230 218 19:35 1863.56 230 11.15 3500 83.3 454.67 282 380 342 382 20:58 1177.67 101 13.7 3500 121.2 575.62 285 308 381 288 21:30 1078.44 80 14.6 3500 131.2 619.3 274 279 265 288 22:15 653 29 15 3500 142.7 637.19 317 318 305 341 23:05 790.96 13 15.7 3500 153.7 668.11 301 325 305 314 23:55 953 19 16.5 3500 166.5 699.17 290 335 329 324 10日 01:00 945 18 17.8 3500 184.3 749.78 332 400 399 338 03:25 0 6 18.7 3500 223.5 779.69 313 319 317 352
3.2 煤氣成分分析。CO2拐點出現在20:50分左右，此時H2%＞CO2%,（此時）料面到達爐腰部位，從探尺的探測深度結果，驗證了上述觀點。
由于H2%含量的升高，20:53分左右爐內出現一次小爆震，風量突然上升、頂溫急劇升高，操作上采取了大幅減風，同時下蓋面焦控制氣流和頂溫的處理手段。但后續繼續降料面過程，由于在線分析儀黏結嚴重，數據失準。但頂溫基本在控，爐內未出現爆震現象。
圖一 降料面煤氣成分分析煤氣成分分析 時間 CO CO2 H2 ηCO 17:00 25.49 16.29 1.31 38.98% 17:30 17.82 9.14 2.06 33.89% 18:00 19.91 7.05 1.01 26.15% 18:30 19.82 6.25 1.23 23.99% 19:00 21.93 6.69 1.73 23.37% 19:30 24.09 6.35 2.02 20.85% 20:00 23.03 5.27 3.41 18.63% 20:30 32.23 4.92 4.42 13.23% 21:00: 35.47 5.62 6.12 13.69% 21:30 39.4 4.8 6.08 10.86% 22:00: 39.42 5.01 7.24 11.27% 23:30 39.42 5.01 5.38 11.27% 23:00: 39.42 5.01 4.76 11.27% 2018-4-10 0:00:00 39.42 5.01 4.16 11.27% 2018-4-10 1:00:00 39.42 5.01 3.62 11.27%
3.3 降料面過程要點
（1） 頂溫控制。由于爐頂打水裝置設計存在缺陷，打水降溫效果不理想，前期料面在爐身中上部過程頂溫波動較大，降料面進行了50分鐘，布袋入口溫度達到320℃，被動采取（了）減風應對。同時人工對打水裝置進行了多次調整，最終摸索設定打水量控制在50-55m³/h，頂溫能夠有效控制在300-350℃之間，與理論計算小時打水量70t/h相差較大。頂溫控制平穩決定降料面的順行情況，頂溫控制過高或過低，都不利于降料面的進行。所以霧化效果和打水量的控制是整個降料面過程的關鍵。
（2） 出鐵安排。出鐵安排主要以爐內出盡理論鐵為目標，減輕后期的清理工作，同時兼顧爐前勞動強度對爐次安排的合理性。本次降料面過程共計出鐵6爐次，出鐵量380.56t，與停爐料理論計算鐵量378.28t相近，基本出盡。其中第五、六爐次使用大鉆頭開通，多次噴鐵口后方進行堵鐵口。附出鐵記錄（表二）：
表二 停爐出鐵記錄
4 總結鐵次 時間 出鐵量t 第一爐 16:00-17:20 74.22 第二爐 17:50-18:15 56.67 第三爐 19:20-20:12 91.81 第四爐 21:03-22:15 99.64 第五爐 10日1:05-2:10 28.17 第六爐 2:18-3:26 30.56
貴鋼鋼鐵集團2號高爐此次爐頂打水降料面首次實現了安全可靠降至風口帶區域，在操作上有以下幾點認識：
（1）爐頂打水霧化設備運行可靠是整個降料面的過程的保障。爐料進入到高爐各個部位后對打水量的控制要求不一，必須具備調整精度高、霧化均勻的效果，保障爐頂溫度受控，同時避免打水過于集中滴落到焦炭表面產生H2發生爆震。
（2）料面判斷。最直觀的方法就是通過機械探尺探測實時料線。此次通過噸焦耗風量計算焦炭燃燒后產生的空間、煤氣成分變化判斷料面位置與機械探尺實測結果一致，說明了本次判斷料面的準確性。另外在條件允許的情況下，建議安裝導管對煤氣進行取樣分析，更準確的反應煤氣成分變化。
（3）切煤氣操作。切煤氣是降料面過程的一個重要環節。過早切煤氣，無法達到降料面的預期效果，不經濟，且延誤停爐時間；過晚則增加整個降料面過程的危險系數。一般在爐料進入爐腰段便開始切煤氣，主要因為H2含量超出范圍；本次降料面H2含量控制相對較低，所以選擇在爐料進入爐腹段位置切煤氣。
參考文獻
[2] 孔令澤.杭鋼3號高爐降料面停爐實踐[J].煉鐵，2017，14-09[1] 鋼鐵精英.國內外典型高爐停風降料面操作實踐案例.煉鐵，2017.2-3
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