马钢4000 m3高炉降料线操作实践

张 明，盛国良

(马钢股份公司制造部 安徽马鞍山 243000)

马鞍山钢铁股份有限公司4000 m3级大型高炉，于2007年2月8日点火投产，进入2017年已生产了10个年头，10年来高炉本体冷却壁损坏较多，热风总管波纹管跑风，影响高炉正常生产。于2017年12月8日进行停炉中修，主要进行高炉本体冷却壁更换、热风总管耐材及总管波纹补偿器更换等，计划工期30天。本次停炉采用降料线炉顶打水停炉法来实现安全、顺利停炉，降料线至风口区域。

1 降料线准备

1.1 洗炉操作

高炉于2017年11月30日开始进行洗炉，本次中修主要进行炉腰、炉身下的5段冷却壁更换，因此对洗炉要求相对较高，不仅要有效清除炉身粘结的渣铁、炉料等物质，避免空料线停炉过程中粘结物大脱落引起的热爆震，还要通过洗炉减少炉身、炉缸黏结物，减少炉缸凝铁层，为炉身冷却壁的更换和扒炉创造良好条件[1]。本次洗炉主要分为单独加萤石和萤石、锰矿同时加入两种洗炉方式，二阶段核料分别要求(CaF2)2.5%和(CaF2)3.5%、[Mn]0.8%。

1.2 预休风

1.2.1 预休风配料

根据计划，以焦比550 kg/t.Fe为基础，停用焦丁，停炉料负荷料矿批72 t/ch，焦批30 t/ch，盖面焦5批，负荷料内焦炭计1080 t，总焦量1230 t。见表1。

表1 停炉料结构 t

1.2.2 预休风操作

高炉休风前炉况整体稳定，没有异常气流，休风前物理热1505℃，炉温充沛(Si：0.55%)，12月6日16:20退负荷至2.8 t/t，作用时停止喷煤、停氧，22:10加入负荷2.4t/t的停炉料、盖面焦，12月7日7:04休风结束，休风料线3.0 m。

1.2.3 预休风作业

1)炉顶雾化喷枪+临时打水枪安装

高炉停炉过程中，H2含量和顶温的控制是安全停炉的关键。停炉过程中H2含量超标会引起爆震，顶温超标会引起炉顶着火，不仅会烧坏炉顶设备还会影响停炉进行[2]。为保证安全可控性强，高炉将原有的炉顶10支单枪柱状洒水枪改为双头雾化喷枪，共20个雾化喷头，并增加加压泵，满足空料线停炉时打水流量要求。同时，将十字测温杆改装成4支临时打水枪，每根打水枪开5排孔，每排孔位错开，安装孔位向下垂直。

2)加强冷却设备的处理

从停炉前7天开始，进行2次冷却设备的全面查漏，保证在停炉时没有冷却设备向炉内漏水。

3)保安氮气准备

高炉本次中修空料线停炉采取增加氮气流量的方式来确保停炉安全。本次氮气喷入炉内采用两路氮气管道，第一路氮气通过36支煤枪从风口喷入炉内，第二路氮气管道通过炉体16个炉身静压力孔喷入炉内。

4)加长探尺

由于此高炉没有雷达探尺，故将原有的机械探尺量程由6 m调整为28 m，并将探尺选用不锈钢耐高温钢丝绳，钢丝绳和砣之间的连接部分做耐高温保护，为降料面正常使用提供了保障。

5)煤气取样点设置

将煤气取样管道(炉顶部分留备用取样孔)引至炉台水槽处，保证控制流通，方便取样人员在整个降料线过程顺利取样。

6)检查阀组工作

确保高压调压阀组灵活好用，同时应相应调试好冷风放风阀、煤气放散阀和重力除尘切断阀，避免在降料线过程中因设备问题造成休风。

2 降料线过程

2.1 降料线过程参数

2017年12月7日14:29高炉复风，开始降料线。14:39探尺首次探料面4.10 m。15:39打开2#TH出第一炉铁。2017年12月8日4:10开炉顶放散阀，4:33切煤气结束。7:30探尺探最后一次料面25.46 m。7:59休风至零，降料线结束。总计降料线历时17 h20 min，料线25.46m，实际降至风口上沿，过程整体控制良好，气流整体平稳，风压波动较小，无爆震现象。见表2。

表2 4000 m3级高炉降料线过程参数

2.2 打水情况

本次停炉主要用改装的20支雾化打水枪打水控制顶温的升高，4支临时打水枪各自保持3.5 t/h的流量保持冷却使用，在顶温不受控的状态下再打开单支或者多支临时打水枪控制顶温上升。雾化枪累计打水量为2164.3 t，临时打水枪打水量为240.5 t，累计打水量为2404.8 t。顶温控制均值最高378 ℃，部分时间低于300 ℃。

3 经验总结

本次总计降料线历时17 h20 min，料线25.46 m，降至风口上沿，过程整体控制良好，降料线成功。

1)雾化喷枪的应用达到了精确、稳定控制打水的目的，顶温基本在要求范围内，未出现过低的顶温引起炉内爆震，也未出现过高的顶温烧坏炉顶设备，是高炉顺利降料线的重要措施。但顶温的控制极差较大，高炉降料面过程中，4点均值处于378 ℃-107 ℃，4点上升管温度持续交替呈现两高两低现象，最高极差363 ℃。从停炉后，观察安装的喷枪洒水效果看，部分喷枪由于安装后出现偏差，被喷口盖子挡住喷洒路线，导致喷洒有偏差。需要在日常的打水操作中摸索控制经验，并在安装上进一步稳固，减少偏差。

2)停炉过程中煤气人工取样后人工化验分析，并与煤气分析仪自动检测分析数据相比较，有参考价值，而且煤气分析仪在线检测各项成分量程设置合理；人工取样安排合理、规范，样本真实性高，人工分析煤气成分与煤气分析仪检测分析数据相近，一致性较好。

3)停炉前工艺方面炉况稳定，炉缸热量充足，渣铁出尽。设备方面对冷却壁进行反复查漏，处理两处有漏水可能的冷却水通道，对漏水的通道采取了全部闭水的措施，为安全顺利停炉提供了保障。

4)停炉过程中，风量使用大于计划风量，风量的增加加速了降料面的进程，前期风量逐步恢复的过程中，在实际累计风量大于计划累计风量的情况下实际料线小于计划料线，随着时间的推移，下料速度加快，实际料线逐步大于计划料线，提前打开炉顶放散阀，提前减风至2000 m3/min以下，4:33切煤气结束后又小幅恢复风量增加降料面速度，可以看出增加风量降料面速度未有明显增加，需要以较低的风量缓慢消耗焦炭，在时间充足的情况下才能达到预期的料线。