摘  要  武鋼2號高爐采用空料線回收煤氣方法進行停爐。在停爐過程中，采用高頂壓、大風量、富氧加快料面下降，并通過控制合理的風量、壓差，配合適宜的爐頂打水量，確保煤氣流平穩、爐頂溫度適宜、爐頂煤氣中的H2和O2含量保持在安全范圍內，有效延長了回收煤氣時間，且實現空料線過程全程無爆震，實現了安全、環保、快速停爐。

關鍵詞  高爐回收煤氣  空料線  停爐

武鋼2號高爐于2010年12月21日點火開爐，高爐設計爐容1536m3，因在上代爐齡的基礎上進行恢復性大修，仍然沿用原有的工業水冷卻系統。高爐投產后，爐況一直保持穩定順行，各項技術經濟指標保持較好的水平。2014年冷卻壁開始出現破損，主要集中在七段勾頭，2015年，七段勾頭損壞趨勢加大，并向八段發展。至2016年初，七段勾頭損壞率高達85%，八段勾頭損壞高達50%，冷卻壁壁體六到八段也有不同程度的損壞。爐身因冷卻壁破損嚴重，七段爐皮經常會出現溫度高發紅，被迫進行外部打水冷卻。2016年8月26日，武鋼2號高爐按去產能計劃，正式停爐。

1  停爐前的準備

為確保安全、順利停爐，對爐頂打水系統做了重新設計，增加打水量，并利用Mn礦進行洗爐，并調低爐渣堿度、調整布料制度，保持爐況順行，渣鐵排放順利。

1.1  爐頂打水系統準備

2號高爐原有的打水系統打水能力僅120t/h，且部分打水管道已經堵塞。為了確保停爐過程中打水能力滿足要求，并進一步改善打水的霧化效果，對爐頂打水系統進行全面改造，適當加大爐頂打水主管道管徑，并配置兩臺增壓泵（一用一備），使爐頂最大打水能力可達到180m3/h。同時，對爐頂打水噴頭進行重新設計，采用六個霧化打水噴頭環向均勻分布于爐喉，對每個打水頭單獨安裝電動閥，并實現主控室手動閥操作控制。電動閥設置正、反向兩個按鈕，通電動作，斷電停止，確保操作過程中能自如調整閥門開度來控制爐頂打水量。

1.2  停爐前的操作調整

2016年8月24日，開始使用Mn礦，加入量為600kg/批(礦批26.6t)，堿度由原來的1.15下調至1.10。焦炭由原來的干濕混上改為全干焦冶煉，為了保持兩股氣流的穩定，中心焦相應由3環減至2環。用Mn礦后，鐵水中Mn含量由原來的0.15%左右上升至0.6%左右。使用Mn礦后，爐底溫度略有所升高（見表1）。

另外，正常生產時，鐵口角度為10.5°為了確保停爐過程中最大限度出凈爐缸渣鐵，在停爐前，分兩次逐步加大鐵口角度，至24日，鐵口角度調至12.2°。

2  空料線停爐

2.1  上停爐料

24日23:30,開始全焦冶煉，焦炭負荷3.5,同時理論堿度進一步下調至1.05,并于24:00以海南代燒結12t。

25日1:30開始上停爐料，調輕焦炭負荷至2.5(10.4t)，中心焦由2環減至1環。由于2號高爐是用料車上料，最大焦批只能達到7t，在上料過程中，采取以每兩批料加一次凈焦的方式來補足焦批。根據冶煉周期計算停爐料共需加料43批，按要求對料槽進行備料，確保小休風前，停爐料正好到達風口區域，料槽中料正好用空。4:30停煤，煤槍空吹N2。6:00，Mn礦槽用空，因組織Mn礦再進槽難以滿足全部槽空的要求，停用Mn礦，并保持原有堿度及負荷不變。7:30開鐵口準備小休風時，因公司煤氣嚴重不足，煤氣平衡困難，高爐小休風時間推遲，遂于8:30堵口后，9:20開鐵口出鐵，至10:40才按正常程序休風，爐頂點火趕荒煤氣。休風時料線3.5m。期間上停爐料累計54批，并于最后上7t凈焦蓋住料面。最后一次鐵時，停爐料已經下達。最后兩次鐵水爐渣主要成份見表2。

2.2  空料線操作

26日14:00開始送風，14:30,風量恢復至2250m3/min，頂壓恢復至0.185MPa，壓差0.100MPa，O2用3000m3/h。隨著料面下降，根據風壓變化情況，適當增加風量，至15:30，風量加至2750m3/min。

在降料面過程中，每半小時通過人工取樣對煤氣成份進行分析。并安排專人負責爐頂打水控制。根據爐頂溫度、氣密箱溫度情況適時進行爐頂打水，根據上升管四個點的溫度變化情況，調節對應部位霧化頭的電動閥，使上升管四個點的溫度均控制在350-450℃范圍。

在降料面初期，H2%含量較低，基本保持在2%以內。O2含量約0.3%左右。參數控制上，持續保持風量在2750m3/min以上，隨著料線的不斷降低，風壓逐漸下降，操作上適當降低頂壓，同時降低對壓差的控制。降料面過程中各操作參數控制見表3。

16:30，取樣檢測發現爐頂煤氣中H2%、O2%含量突然上升，分別達到5.5%和1.2%，對風口區域進行檢查，發現10#風口損壞，立即停O2，并對損壞風口進行閉水操作后，H2%含量迅速下降至3.0%左右，O2%含量降至0.40%左右。同時，將壓差控制由0.090MPa降至0.080MPa，此時，風量2750m3/min,頂壓0.175MPa，料線8.5m。

17:30，爐頂煤氣中H2%含量再次突然上升至4.44%，經檢查發現14#風口損壞。對其進行閉水操作后，H2%降至0.31%。同時，將壓差進一步降低至0.070MPa控制，此時風量2750m3/min，頂壓0.170MPa,料線11.56m。

17:25,開鐵口出鐵，至18:25鐵口噴，堵口。

18:30，料線達到14.53m時，兩個探尺均被燒壞，后繼料線通過燃燒的焦炭量來估算。同時，隨著爐料的繼續下降，料層越來越薄，有小管道產生。20:00，當料線達到17m左右時，爐頂H2%含量上升到10%左右，逐漸減風至2300m3/min，同時退頂壓至0.15MPa，壓差控制在0.050MPa。伴隨著料線的逐步步加深，適當控制打水量，并相應減風，降低壓差控制，維持H2%在10-12%。

20:40開第二次鐵口。直至休風前將鐵口堵上。

22:00,爐頂煤氣中CO2%出現拐點，有較明顯的上升。22:30達到了8.98%，表明爐料已經降到了爐腹,估算料線約21m左右。

23:00,煤氣分析中H2%含量達到13.14%，高爐于23:10開放散、切煤氣。后將風量加至2400-2500m3/min。27日2:00,煤氣中氮氣含量上升至61.84%，觀察到風口變暗，部分風口已經開始掛渣，2:30煤氣中氮氣達到70.14%，判斷料面已降至風口以下，逐步減風，3:10休風，空料線完畢，歷時13小時。停爐降料面過程中爐頂煤氣成份變化如圖1所示。

3  結論

武鋼2號高爐通過采用空料線回收煤氣法停爐，共歷時13h，回收煤氣9h，全程未發生爆震，實現了停爐過程快速、安全、環保、高效。通過對整個停爐過程的分析，總結經驗如下：

（1）在上停爐料期間合理控制各項參數，優化料面布局，是穩定煤氣流的有效保證。在上停爐料過程中，以每兩批加一次凈焦的方式補充焦批，使料層能夠均勻、合理分布，同時，通過控制較低的壓差，均衡了爐內氣流分布，保持了較好的爐況，也減少了停爐過程中出現管道行程的機率，為安全順利停爐創造了良好的條件；小休風前，爐渣堿度適當下調,并保持了1480℃以上的物理熱，充分保證了鐵水的流動性。

（2）空料線前期適當控制高頂壓、大風量、低壓差，有利于料線快速下降。隨著料面的降低，合理控制較低的壓差，有利于爐內氣流的均衡分布，在料層變薄過程中，有效降低了產生管道的概率。

（3）良好的爐頂打水裝置是安全停爐的保障。停爐前對爐頂打水裝置進行了改造，使用的六個水頭霧化效果很好，且能夠單獨水量控制，能較準確地控制打水量和打水部位，使爐頂溫度及煤氣成份中的H2%及O2%含量得到了有效控制。在整個空料線過程中，沒有發生明顯的爆震現象，為空料線降料面的安全提供了保障，并有利于長時間維持大風量作業，增加煤氣回收，加快降料面過程。

（4）準確、及時判斷煤氣成分，并采取有效應對措施，決定了回收煤氣時間及停爐安全。本次停爐過程中，一直采用煤氣分析儀實時監控煤氣成分中H2%、N2%、CO%、CO2%的含量，并半小時人工取樣做一次全分析。通過實時監控及時發現H2%含量大幅升高，并準確判斷出風口損壞，及時采取措施應對。在空料線后期，煤氣分析中H2%曾到了11%，但考慮到煤氣中O2%含量很低，僅0.1%左右，且煤氣流穩定，無爆震現象發生，仍然堅持煤氣回收，有效延長了回收煤氣時間。

（5）空料線過程中必須把握適宜的開鐵口時間。在本次空料線過程中，出現了兩個壞風口，這在正常停爐過程中是很少發生的。經分析，主要原因是小休風送風后，歷時3.5h才開鐵口，導致爐缸內還原的渣鐵過多沒有及時排放，導致了風口燒壞。如果能在送風后2h左右開鐵口出鐵，有可能避免風口損壞。但由于對壞風口及時發現并閉水處置，有效避免了壞風口向爐缸漏水。同時，也警示在停爐過程中，要密切關注風口等冷卻設備狀況，發現異常必須快速采取措施，避免對空料線過程造成影響。