青岛特钢2号高炉快速降料面停炉实践

吴艺鹏，刘玉猛，闫洪义，孙晓飞，孙旭东

（青岛特殊钢铁有限公司，山东青岛 266200）

1 前 言

青岛特钢2 号高炉2016 年10 月份开炉，采用PW串罐无料钟炉顶结构，采用干法除尘、薄壁炉衬结构。根据炉前渣铁沟大修及炉内整体浇筑需要并结合生产计划，安排2号高炉2022年7月15日停炉，计划停炉60 d。通过制定详细的停炉方案、精益组织和积极筹备，此次停炉采用降料面至风口中心线的方式，停炉过程中采用部分回收煤气、炉顶雾化打水降料面，控制休风后料面降到风口中心线（标高14.6 m）以下，降料线共计22.1 m，全程历时约16 h。停炉过程炉况稳定，无爆震、悬料发生，实现安全、高效、环保停炉。

2 停炉前准备

预休风。在降料面检修前，进行预休风。对炉顶雾化打水系统改造安装和调试使用。该系统设计最大打水能力150 t/h，有8支雾化喷枪，其中4支正对煤气上升管，可实现定点打水，既可以通过程序判断顶温自动控制喷枪进行雾化打水，也可以选择手动操作喷枪开关。同时，对炉顶大放散自动连锁进行测试，对探尺进行检查校零（保证1 根探尺为24 m），从炉顶顶压管引煤气取样管至重力除尘地面。

炉况控制。2022年7月15日8：00开始上轻负荷料，焦比520 kg/t，2 h后焦比提至550 kg/t，最后加30 t 盖面焦，炉料结构不变（78%烧结矿+4%球团矿+18%块矿）。降料面前，炉况顺行，炉温中上限，铁水含硅0.6%左右，物理热＞1 520 ℃，炉渣碱度1.1左右，压量关系宽松，有利于熔化炉缸凝铁层和减少炉身黏结物，减少降料面过程中的渣皮脱落导致的煤气爆震。

3 降料面停炉操作

3.1 控制原则

风量控制。料线0～7 m（炉身上部），风量控制为正常风量80%～100%；料线7～14.5 m（炉身中部），风量控制为正常风量的60%～70%；料线12～16.5 m，风量控制为正常风量的50%；料线16.5～22.1 m，风量控制为正常风量的40%。

切煤气。当H2含量＞6%或煤气O2含量＞1%时切煤气。预计当料面进入炉腰以下，H2含量达到规定条件，开始切煤气，按照正常休风时切煤气，但必须定风量操作，逐步降低风压至管网压力时切煤气，以防止风压波动时风量剧烈波动。

顶温控制。根据炉顶温度和气密箱温度情况适时开始炉顶打水，炉顶各打水管的投用应遵循由少到多的原则，防止突然大量打水后冷却水直接落至料面发生爆震等异常情况，顶温控制在250～350 ℃，具体控制要求见表1。

表1 降料面过程顶温控制标准

休风。①料面降至风口中心线以下，半数风口吹空、末次铁出净休风后堵口，按照高炉长期休风规程进行休风作业（不倒流）。②顶温不受控时，降料面结束休风后关闭炉顶雾化打水装置，氮气、蒸汽继续保持开启状态，确保炉内保持正压，高炉本体区域设置警戒线，降料面过程结束。

3.2 降料面操作

2022 年7 月15 日13：00 开始降料面，减煤控氧，炉顶通入蒸汽，干法除尘系统煤气正常回收；13：30，30 t 盖面焦入炉，重力除尘器通入氮气。降料面初期，争取较快的速度降至炉身中下部，随料面的降低，顶温逐渐升高，通过控制炉顶雾化打水量及打水方位来控制顶温，以最低打水量、均匀、连续打水，防止水雾急剧汽化引起炉顶爆震。2 号高炉降料面过程操作参数见表2，表中参数均为上1 h平均值或累计值（料线深度除外）。

表2 停炉过程主要工艺参数

降料面期间，每间隔0.5 h 取一次煤气样，进行人工分析。随料面降低，炉内间接还原逐渐减少，煤气中CO2含量降低。煤气中O2含量几乎为零，仅检测出一次。H2含量随着料面降低而缓慢升高，至炉腰区域接近控制上限6%，表面炉顶打水控制较好，雾化水较少进入料面引起煤气中H2含量波动。20：00左右，煤气中H2含量上升接近CO2值，探尺深度15 m，料面在炉身下部；21：50 左右，H2含量大于CO2含量，料面进入炉腰，均与经验一致。煤气成分见图1。

图1 降料面过程煤气成分

出铁严格按照计划要求：降料面前期正常出铁，见喷就堵；当料线降至7 m以下后间隔2～2.5 h出一炉铁；料线降到21 m 左右时，使用60 mm 钻头打开对向铁口，双铁口出铁至休风后堵口。停炉期间，慢风时间较长，高硅铁出现较早，炉缸较活跃，物理热充足。根据理论计算，炉身至炉腹体积对应理论铁为852.8 t，降料面期间实际过铁量751.2 t，渣铁基本出净。具体出铁记录见表3。

表3 降料面过程出铁记录

3.3 切煤气

20：50，取样煤气中H2含量（4.79%）大于CO2含量（4.51%），料面开始进入炉腰。21：30，料线深度17.1 m，煤气中H2含量最高为5.79%，符合切煤气条件，进行切煤气。高炉逐渐降低顶压，顶压由TRT控制转为调压阀组控制；然后逐步降低煤气压力与管网压力接近，控制好风量和压差，防止风量和压差的剧烈波动；21：50，打开炉顶大放散，关闭重力除尘器遮断阀，切煤气完成。

3.4 休 风

根据测算，2：00—3：00 料面降至风口中心线下。出铁力求炉缸渣铁出净。东铁口打开后，仅有渣流，且东、西场渣铁流小而弱。2：30左右，部分风口忽明忽暗；20 min 后，通过观察风口发现大部分风口见空，炉内渣铁基本出净，进入休风程序。关闭炉顶打水，打开混风切断阀，冷风放风阀全开，炉顶大放散全开，3：00休风完毕。

4 结 语

此次停炉历时16 h，与计划节点同步，降料面过程严格遵守了停炉方案中的技术要求，整个停炉过程顺利，顶温、压量关系等控制较好，炉内无爆震、无管道气流、无悬料，风口无烧损、无灌渣。

降料面前，大风量和高富氧为前期降料面创造较快速度。降料面期间，炉顶雾化打水设备能力充足、运转稳定，顶温得到了有效控制，是此次顺利停炉的关键；依靠雷达探尺和机械探尺、煤气成分取样检测、加上耗风量等方法综合判断料面位置，掌握煤气成分，为安全停炉提供了技术支持；适当提高顶压，降低煤气流速，降低了爆震风险，同时最大限度地对煤气进行了回收利用，有效减少了空气污染和煤气扩散，达到安全、高效、环保停炉的基本要求。