首钢长钢8号高炉安全停炉实践

张红斌，郝文龙，刘小龙

（首钢长治钢铁有限公司炼铁厂，山西 长治 046031）

首钢长治钢铁有限公司炼铁厂8号高炉始建于2003年，设计炉容1 080 m3，共20个风口，2个铁口，2个岀铁场，于2012年2月进行了第一次大修，大修后运行至今，已将近10年，现主要存在碳砖和冷却壁侵蚀损坏严重、炉缸温度高、炉腰冷却壁损坏、炉壳开裂等问题。8号高炉于2022年2月10日降料面到风口进行停炉大修，大修工期60 d。为能顺利做好安全停炉工作，特系统地制定了停炉措施，实现了安全、顺利降料面到风口，达到停炉要求。

1 停炉前准备工作

1.1 设备准备、检查

1）提前3天准备4根长4.0 m的1.2寸钢管制作打水管。水管要求：一头堵死；打水管外侧要有标志，以便安装时能正确掌握开孔方向，要配套安装1个阀门并带连接用短接。

2）提前24 h安装炉顶打水计量表（安装在风口平台处），打水计量表必须准确可靠[1-2]。将控制打水阀门全部安装在风口平台区域，所有进水接高压水，水压不低于1 MPa，保证足够的水量。在喷淋水管安装2道控制阀门，分水器出水安装DN=50 mm的水门，然后将1.2寸球阀与打水专用管连接。提前核对打水计量表的准确性，以备满足可能出现的特殊情况的需要。

3）炉顶设有2套独立的打水系统，可在值班室对炉顶自动打水系统进行控制，喷淋水系统则在炉台进行现场控制。

4）提前24 h对冷风流量、热风压力、炉顶压力和炉顶温度测量仪表进行校对，校对完毕后，保证计量的准确性。

5）提前24 h对降料线过程中机械、雷达探尺进行检查，确保其在探测范围内可正常工作，雷达探尺校对量程达到25 m。

6）全面检查氮气系统，并保证压力≥0.7 MPa。

1.2 高炉操作

1）提前控制高炉煤比在120 kg/t以下，负荷酌情降低0.1~0.2，适当调整装料制度，疏松边缘[3]。焦丁仅使用自循环焦丁。

2）炉温适宜，渣铁流动性好，w（Si）=0.30%~0.67%，物理温度1 484~1 523℃，炉渣碱度1.21，渣相合理，镁铝质量比为0.54，渣中w（Al2O3）平均为14.92%。

3）2月8日至预休风前，理论出铁量为4 139 t，实际出铁量4 288 t，超产149 t。

4）2月9日00：00开始全焦冶炼，将矿批缩至27 t，焦炭负荷为2.8；03：25停煤、停氧操作，预休风前有意识控料线，根据顶温情况，边下5批盖面焦，边打水空料线，每批盖面焦为9.644 t，顶温达到400℃时，下盖面焦。06：33下第一个盖面焦；06：59下第二个盖面焦；07：18下第三个完盖面焦；07：23下第四个盖面焦；09：38下第五个完盖面焦；于2月9日08：23休风，料线已空在11.55 m，共计打水182.6 t。

2 停炉操作

8号高炉于2022年2月9日08：23预休风，08：35开倒流阀，人员全部撤离风口平台，待炉顶温度降至250~280℃时，于10：08开炉顶人孔，炉顶自动点火成功，在炉前更换漏水的3号、11号风口，处理18号风口二套跑风问题，于10：45炉顶火着稳，开始安装打水管；12：47炉顶打水管安装到位；15：00高炉送风，开始空料线；20：00开2个炉顶放散；20：08通知布袋切煤气；2月10日04：28休风，料线空在20.70 m。

2.1 空料线操作

空料线操作情况具体如下页表1所示。

表1 空料线具体操作参数

2.2 风量、风压、顶压、顶温控制情况

风量、风压、顶压、顶温控制参数情况具体如下页表2所示。

表2 风量、风压、顶压、顶温控制参数

2.3 打水情况

炉喉打水控制参数如第104页图1所示。

图1 炉喉打水控制参数图

3 问题分析

停炉既要保证煤气系统安全、又要保证炉顶设备的安全，还要保证料面降到规定的位置[4]，该过程主要解决的问题如下：

1）炉前渣铁。此次降料面休风料的选择比较合理，炉温和炉渣碱度都比较合适，渣铁温度充沛，流动性良好，能按时出净渣铁，为炉料下降创造条件。

2）炉顶温度的控制。炉顶温度到300℃时开始打水，控制顶温不大于400℃，在保护炉顶设备的同时，需防止煤气中混入空气，否则温度高会造成爆炸，这是安全降料面的重要因素。

3）炉顶打水的控制。先在现场临时安装4根炉喉无雾化打水管进行控制，开到80%左右后，再用炉喉固有雾化效果好的6根打水管控制，后期顶温下降时，先关临时安装的4根炉喉无雾化打水管到1/4开处，再逐步控制炉顶雾化打水来控制顶温，打水时由小到大缓慢开水，且打水必须均匀，以确保较好的雾化效果，水在进入200~300℃的区域时，能充分蒸发成水蒸气进入煤气系统，既能稀释煤气浓度，又能控制炉顶温度的上升，保护炉顶设备，同时避免了打水过度集中。如果大量水进入炉身下部的高温区时，会与高温焦炭反应（C+H2O→CO+H2）生成H2，从而形成氢的爆炸气体而危及人员安全。

4）确定停止回收煤气的时间。当达到如下条件之一应停止回收煤气：煤气中φ（H2）达到上限标准8%；煤气中φ（O2）＞0.8%；料面降至炉腹；炉皮出现烧红、严重跑火时；布袋除尘系统出现故障，不能继续回收煤气，但因条件限制，虽对高炉煤气取样化验，但煤气成分不太准确，未以煤气成分判定；料面降到炉身下部，风量、风压出现波动时，停止回收煤气。停止回收煤气后，打开高炉炉顶放散阀，关闭布袋除尘器煤气切断阀，与外围煤气管网隔离，以保证煤气系统的安全。

4 结论

此次首钢长治钢铁有限公司炼铁厂8号高炉停炉采用空料线打水法技术停炉，实现了安全无事故、环保节能、快速停炉的目标。

1）高炉是一个密闭的容体，炉内有大量的高温渣铁，具备了煤气爆炸的两个条件，也是降料面的关键环节：一是严格控制炉顶温度不大于450℃，二是防止打水进入高温区而形成氢的爆炸气体。只要煤气爆炸的条件不同时具备，煤气系统就是安全的。

2）炉顶打水必须雾化，打水必须缓慢、均匀，这是降料面过程中的重要控制环节。

3）当料面降到炉身下部，风量、风压出现波动，炉顶压力有向上的尖峰时，应立即停止回收煤气，这是降料面安全的重要保障。

4）停止回收煤气后的操作：为减少降料面时间，可根据情况适当加风；停止回收煤气后，打开炉顶两个放散阀，将高炉顶压控制在25~30 kPa之间，便于渣铁出净；炉顶打水可根据顶温情况逐步减少直到关闭，要求顶温控制在350℃左右，绝不可大于500℃。

5）料面的判断：按吨焦耗风量计算，当休风料所含焦炭燃烧完、料面基本降到位时，可以风口是否吹空作为参考（风口吹空时，高炉内会吹大量火星），此时应及时出铁休风。