摘 要  對首鋼通鋼2號2680m3高爐干法除塵回收煤氣降料面停爐進行總結。通過有效控制風量、頂壓、頂溫加快降料面速度，2號高爐實現了安全、快速停爐。

關鍵詞 大型高爐 干法除塵 降料面  停爐   

通鋼2號高爐（2680m3）于2007年9月26日點火開爐，高爐共有30個風口，3個鐵口，高爐采用薄壁爐襯，從爐底到爐喉共15段冷卻壁，串罐無料鐘爐頂，煤氣除塵采用干法除塵。2015年6月，高爐因檢修要求，公司決定對高爐進行降料面停爐，這也是通鋼首次對大型高爐進行降料面停爐。7月3日9：56分開始降料面操作，于7月4日1：10分降料面結束，此次降料面歷時15h14min，共耗風261萬m3，回收煤氣時間8h26min，占整個停爐時間55%，打水量1415m3，實現了安全、快速降料面的目標，為今后大高爐干法除塵回收煤氣降料面積累了經驗。

1 停爐前的準備工作

1.1空料面前爐內調整

（1）爐內措施。原則必須保持爐況順行，為確保爐況平穩過渡到全焦冶煉，高爐采取分步降低負荷。7月1日零點班焦炭負荷由正常的5.0t/t降至4.52t/t，夜班焦炭負荷降至4.38t/t，7月2日白班焦炭負荷降至3.93t/t；適當提高爐溫，降低爐渣堿度，提高物理溫度，改善爐渣流動性；7月1日變裝料制度，采取適當發展邊緣氣流的裝料制度，由，目的消除爐墻粘結的渣皮，減少空料線時的爆震。

（2）休風料安排。高爐從零料線到風口中心線總高為25.2m。7月3日零點班第二批開始上停爐料，停爐料結構：燒結礦60%+球團礦35.8%+螢石4.2%，焦炭負荷2.5t/t，焦丁1.5t，焦批20t，礦批50t，驗算爐渣堿度1.02，為了確保渣鐵流動順暢停爐料中加螢石。至7月3日5：40分預休風時共上20批料。

1.2 預休風

（1）預休風之前，對冷卻設備查漏。2號高爐雖然投產7年多，本體冷卻系統設備完好，無漏水現象。

（2）校對爐頂溫度及打水流量表，確保頂溫準確，打水量控制準確。

（3）確定打水水源。打水對停爐是至關重要的，一旦停爐過程中斷水，影響停爐進程，極易導致大事故的產生。所以高爐選取風口小套事故水作為爐頂打水的水源。該水源可供給打水壓力1.5MPa、水流量280 m3/h，理論計算打水量最大量為150m3/h[1]，能夠滿足停爐打水要求。從爐前出鐵場引4根打水軟管到爐喉打水孔處，與在爐喉打水孔處安裝的4根打水管相連，在爐前平臺軟管連接處安裝流量表和閥門，控制爐喉打水量。打水槍長4.6m，直徑57mm，前端封死（爐內端），深入爐內靠近爐墻1m內不開孔，其余部分圓周上開四排孔，夾角90°，孔徑Φ5mm，孔距100mm。如果爐頂溫度過高，為防止水管變形，安裝打水管時要在復風之前安裝并少量通水。

（4）安裝3號機械軟探尺，確保能夠探測到24m的深度，并保證靈活使用。

（5）高爐爐頂放散閥在微機程序內實現安全閥的作用，即頂壓大于160kPa時能夠自動打開，保證停爐安全。

（6）從爐頂上升管處鋪設兩條煤氣取樣管到爐前平臺，并保證暢通好用，煤氣取樣與化檢驗聯系好，空料線期間每30min化驗一次爐頂煤氣成分，作為降料面的參考。

2  停爐操作

2.1 降料面操作

2號高爐停爐于7月3日9：56送風，送風后料線為11.37m。送風后起始風量為2200m3/min，風壓100kPa，由于料線深，送風后頂溫迅速升高，根據停爐回收煤氣方案要求爐頂溫度不允許超過300℃，10:10爐頂開始打水。10：30高爐引煤氣，考慮煤氣發生量減少，為減少打水降料面對除塵布袋的損害，引煤氣時，干法除塵16個箱體只投用7個。在有效監控高爐料面下降狀況的基礎上配置合適的送風比是實現快速降料線的有效辦法 [2]。所以高爐引煤氣之后，風量到11：30迅速加到4000m3/min，送風比達到1.5，風壓達到190 kPa，頂壓達到105 kPa，風溫達到1055℃。送風后到14：00風量都維持在3800-4000m3/min左右。隨料面下降，頂溫升高，爐頂加大打水量。14：30料線降到19.71m，此時煤氣中CO2值在4.76%。料面達到爐腰部位上沿，爐頂溫度逐漸升高，不斷增加打水量，爐內出現4次小的爆震（見表1），頂壓升至125 kPa，均臨時減風200-300m3/min控制。隨著料線的降低，逐步采取降風溫的措施，風溫每次降20-40℃。至16：30料線降至21.80m，到達爐腰部位，此時雖然沒有明顯的爆震，但是頂壓波動次數增多，而且爐頂溫度持續升高，高爐將風量逐步減至2400m3/min左右，風溫降至950℃。19：20料線降至23m到達爐腹部位，取樣煤氣分析顯示含H28.66%、O21.93%、CO23.79%，料線降到爐腹和爐腰的下部，此時煤氣中的可燃成分逐漸減少，失去了回收的價值，頂溫達到350℃，不具備繼續回收煤氣條件，18：56切煤氣，風壓降至50 kPa，頂壓降至10 kPa。20：30分開始，局部風口下部出現掛渣并圓周掛有小毛刺，顯示料面進入爐腹下部，但此時風量已低至1800m3/min，停爐進程越發趨于緩慢。因頂溫仍持續升高，打水量已超過100m3/h，風溫繼續降至850℃，至22：40，風口前端全部吹空。

23：10，19號-30號風口開始變黑，23：40風口基本全部變黑，此時探尺顯示已探不著，按照理論風量計算料面已達25.8m，高爐同時打開1號和3號鐵口出最后一次鐵，但渣鐵流很小，流動性一般。7月4日1：10分出完鐵后高爐休風，卸風口直吹管，開爐頂人孔和大檢修孔，2h后鼓風機停機。高爐降料面參數見表2。

本次停爐過程中保證了爐況順行，停爐歷時15h14min，其中回收煤氣8h26min。停爐后查看，邊緣料面基本降到風口中心線以下300-500mm的位置，爐缸中心部位料面比邊緣料面高出1500-1000mm，呈“饅頭”形狀。

2.2爐前出渣鐵管理

在停爐過程中應適當控制出鐵次數，利于出盡渣鐵，減少爐前勞動強度，鐵口角度逐步加大，計劃2-4h出一次鐵，最后一次鐵距前一次鐵的時間間隔不能太短，這樣可使爐缸中預留一定量的渣鐵，將整個料柱抬高，使焦炭盡量在風口以上部位燃燒。當風口以上焦炭全部燃燒后，再出盡渣鐵，使殘余爐料下降到風口以下，可大大減小停爐后再開爐的工作量及爐況恢復難度。在本次停爐過程中，主要根據停爐風量和空料線實際情況來安排出鐵時間。第一次出鐵安排考慮累計風量71萬m3，13：00打開1號鐵口，使用65mm的鉆頭開鐵口，13：50分見渣，生鐵含【si】0.69%，渣堿度1.02，渣鐵排凈，14：30堵口，共出鐵400t，累計耗風104.88萬m3。考慮后續風量使用偏小，全爐總鐵量560t左右，爐內殘余渣鐵量較少，決定休風前再出最后一次鐵。23：40風口全部變黑，同時打開1號和3號鐵口，為了盡量出盡渣鐵，將開口機角度調到最大，同時使用直徑為100mm的鉆頭開鐵口，0：10見渣，生鐵含【si】0.98%，渣堿度1.04，渣鐵流動性一般，至0：50堵口，渣鐵排凈，共出鐵130t。

2.3頂溫和打水量控制

停爐最關鍵的是頂溫的控制，頂溫控制是否合適直接影響爐頂設備、煤氣系統安全和煤氣回收。頂溫主要通過打水、減風和降風溫三種手段結合來控制實現。此次停爐的頂溫控制原則：高壓回收煤氣階段控制，當頂溫超過300℃時，爐頂開始加大打水量，并做到均壓、連續，使頂溫保持在小于300℃的范圍；不回收煤氣時，高爐頂溫控制在450℃以內，若頂溫持續升高要通過減風和降風溫加以控制，達到頂溫平穩、頂壓波動小、爆震小而少的目的。

打水量過多，爐頂溫度偏低，水可能直接打在料面，與熾熱焦炭接觸產生大量氫氣易發生爆震，不利于安全停爐，同時造成干法除塵布袋板結；打水量過少，頂溫控制過高，易導致干法除塵布袋燒壞。空料線前期，風量較大，料線較淺，頂溫控制在250-280℃，以反復加減打水水量為主要控制手段。停止回收煤氣后，料面降到爐腰以下時，料層很薄，焦炭處于接近完全燃燒的狀態，料層基本上失去了濾熱作用。煤氣離開料面的初始溫度接近于爐缸焦炭的燃燒溫度，煤氣的熱流強度很大，因此要降低頂溫耗水量就很大，爐頂溫度也不易控制。解決這個問題的辦法是控制熱源，降低煤氣的熱流強度，即減少風量、降低風溫，所以停爐后期切忌大風量、高風溫操作[3]。空料線后期，風量使用較小，也不進行煤氣回收，此時主要采取降風溫為主要控制手段，同時將頂溫上限設置為450℃（通鋼2號高爐停爐頂溫變化和打水量變化見圖1）。料面降到爐腰，14:30風量減至3500m3/min，風溫降低到1000℃。16:30，料面降至爐腹部位，風量減到2350 m3/min，風溫減到900℃，有效控制了頂溫不超過規定上限值。此次停爐過程中一是齒輪箱溫度保持較好，維持在35-45℃，在安全范圍以內，基本和正常生產時一樣；二是干法除塵回收煤氣也進行的比較順利，回收煤氣時間占空料線總時間的55%，在空料線中后期，由于頂溫的升高和打水量的增加，干法除塵系統壓差上升比較快，由正常的4kPa升高至10kPa以上，布袋箱體無法反吹，通過逐步增加3個箱體解決了壓差高的問題。

2.4風量和打水量的控制

此次停爐為達到安全和快速的目的，初期料線淺風量盡量大，加快停爐進程，隨料面下降逐步減少風量，控制煤氣流速不產生管道氣流。頂壓控制上追尋上限原則，將產生爆震頂壓上升后及時減風至低于之前的風壓、頂壓值為減風依據。此次停爐整個過程主要分三個階段：在料面下降至爐身下部以前，風量控制在4000-3500m3/min，頂溫控制在250-280℃，打水量控制在60-80 m3/h；當料面下降到達爐身下部后，為減輕爆震頻率和強度，風量逐漸減少至3000-2500m3/min，頂溫控制在300-350℃，打水量控制在60-80m3/h；當料面降至爐腹后，為了保持相對的風速能使中心焦炭燃燒，風量不能維持過低，基本控制在2400m3/min左右，頂溫上限控制在450℃，水量控制至40-60 m3/h。此次停爐總風量和總打水量分別為261萬m3和1415m3。通鋼2號高爐停爐風量和打水量變化見圖2。

2.5 爐頂煤氣

    按料線與煤氣中CO2變化規律掌握料線深度是成熟的經驗，但是此次煤氣成分化驗沒有在降料面中起到指導作用。此次2號高爐開始降料面后，在停止回收煤氣之前，14:30料線19.7m，料面降到爐腰，測得煤氣含H2 5.7%、O2 0.96%，CO2 3.05%，雖然做出煤氣成分從圖表中有一定的趨勢，但是并沒有明顯的拐點出現。16:30料線21.8m，料面到達爐腹部位時，煤氣中成分中CO2僅為2.21%，切煤氣前料線23.86m，CO2為3.79%，CO2并沒有出現較大上升，18：56切煤氣之后，由于頂壓低，沒有取到煤氣樣本，所以19:00之后沒有煤氣成分。所以通過此次降料面今后還要研究煤氣取樣與做樣的問題，因為分析它的成分決定煤氣是否安全和能否回收。高爐停爐煤氣中CO2%、H2%及O2%含量變化見圖3。

3  停爐總結

通鋼2號高爐此次停爐，做到了安全、快速、高效，總結分析如下：

（1）復風后，較深的料面為快速停爐贏得了時間，高爐在預休風前裝停爐料后期就有意識控制料線，休風后料線達到11.7m。

（2）風量大利于消耗中心焦柱和加快停爐進程。停止回收煤氣前，維持了較高的風量和頂壓，整體停爐速度較快，停爐操作的完成只用了15h14min。通過停爐后的結果看，中心焦柱相對平坦，說明停爐風量比較合適。但整個料面呈“饅頭”狀，中心料面比邊緣料面高1500-1000mm，說明在控制爆震和頂溫的前提下，可以適當提高風量，送風比可以達到1.8左右。今后在預休風時可以考慮將風口面積縮小，利于提高風速，加快中心焦柱的燃燒。此次停爐料焦炭負荷2.5t/t選擇比較合適，停爐料生鐵含【si】在0.7-1.0%之間，渣鐵物理熱比較充沛，流動性整體較好，利于渣鐵排凈。在空料線操作中，風溫作為調劑頂溫和爐溫的唯一手段使用較為合適，爐溫也控制在預計范圍之內。

（3）打水量控制比較合理，在整個停爐過程中，只出現了4次較小的爆震。

（4）通過停爐后的詳細觀察，整個爐墻上和風口區比較干凈，說明預休前的化學洗爐和裝料制度的調整效果明顯（見圖4）。

（5）探尺的靈活應用。因高爐沒有雷達探尺，為防止軟探尺過早因溫度高失靈，2號高爐通過間斷放尺與理論計算料線相結合的方式，獲得實際料面的深度，12：30首次使用探尺，探尺探得料線16.24m，與理論計算16.52m基本一致，整個降料面過程共放探尺8次，直到料面降到23.86m后探尺失靈。間斷控制提放探尺解決了以往軟探尺快速燒壞的問題。

4  結語

通鋼2號2680m3高爐干法除塵回收煤氣降料面停爐操作，通過有效控制風量、頂壓、頂溫加快降料面速度，2號高爐實現了安全、快速停爐。

（1）為縮短停爐時間，在高爐裝停爐料時，通過爐頭打水盡可能降低料面深度，利于加快降料面進程。

（2）控制高爐降料線速度的關鍵是控制好高合理送風比。

（3）此次采用高壓回收煤氣停爐，根據煤氣量投用布袋箱體，利于減少因含水煤氣造成過多的布袋損壞。

（4）停爐前操作制度的調整以及準備工作為安全、快速、高效停爐提供了可靠保障。

（5）停爐降料面過程中出兩次鐵即可，首次鐵應計算停爐料總鐵量的2/3時出鐵，力爭首次鐵盡可能在風量高時多出，末次鐵因風壓低主要以出渣為主。出鐵時增大鐵口角度，增大出鐵使用鉆頭直徑，力爭出凈渣鐵為開爐打基礎.

（6）今后還要尋求提高煤氣取樣與做樣的準確性，如果有條件需增加雷達探尺，為安全快速降料面提供更可靠的參考。

5  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

[2]  朱仁良 李軍  高爐快速安全停爐技術    2007年中國鋼鐵年會論文

[3]  劉全興  高爐停爐理論及應用研究  2007年中國鋼鐵年會論文