莱钢3 200 m3 高炉降料线停炉操作实践

2024-01-07胡亚涛

山西冶金 2023年11期

胡亚涛

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司炼铁厂，山东济南 271104）

0 引言

莱钢3 200 m3高炉于2010 年3 月16 日开炉投产，单位炉容产铁量10 534.45 t。按计划于2022 年1月1 日09：56 开始降料线停炉，2022 年1 月2 日06：06 料线降到预定位置，降料线至27 m，总共耗时20 h（降料线期间有1 次休风，实际为18 h 25 min）。本次降料线过程共计耗风400 万m3，累计耗氧53 547 m3，炉顶打水2 918.5 m3，临时打水枪打水345.5 m3，总耗水量3 264 m3，达到了安全、快速、顺利、准确的降料线停炉计划的要求。

1 降料线前的准备工作

1.1 停炉前预休风情况

预休风前炉况基础较差，焦比保持440 kg/t，12月29 日12：15—19：40 小休风。主要工作：处理炉顶打水枪，保证20 只炉顶打水枪全部正常；拆卸东西2 支十字测温枪，并安装临时打水枪法兰装置；开炉身探瘤孔，接好阀门及氮气管子，降料线期间炉身通氮气；检查炉顶热电偶，在炉顶4 个上升管安装临时温度测点电偶；炉体4 个方位安装4 个钢标尺，监测炉体在降料线过程以及大修期间的升降情况；在十字测温法兰处接煤气取样装置，用钢管引到炉台，在降料线时定期取煤气样化验分析[1]；休风期间对冷却设备进行检查，风口小套打压，杜绝向炉内漏水，鉴于炉况基础较差，风氧维持不全堵18 号、36 号风口。

1.2 复风后炉况情况

29 日复风后炉况逐步恢复，由于炉况基础较差，操作采取保守操作：适当提高炉温（以w（Si）表示，下同）至0.40%～0.55%，保持合适的碱度，从而保证炉况稳定顺行，热量充沛，炉缸工作活跃。30 日夜班由于旋风除尘器上排灰阀磨漏进行了休风处理，复风后白班风量逐步增加到5 000 m3/min，中班风量增加到5 500 m3/min。31 日夜班炉况出现波动，风量适当控制在5 100～5 400 m3/min，富氧3 000 m3/h，白班炉况逐步稳定，后期风量逐步增加到5 700 m3/min，富氧5 000 m3/h。中班保持炉况稳定，但水温差偏高，平均6.0 ℃。考虑到1 月1 日夜班需要加停炉休风料，中班风量维持在5 700～5 800 m3/min，富氧适当增加到8 000 m3/h。1 日夜班风量维持中班水平，富氧8500m3/h，水温差6.5 ℃。29 日至31 日17：00 复风，焦比维持在440 kg/t，煤比为110～120 kg/t，期间炉况虽然出现波动，但在操作上采取的措施较保守，炉况整体可控，为降料线提供一个相对稳定的炉况基础。

1.3 全焦料情况

12 月31 日17：00 调整负荷为550 kg/t，全焦负荷料如表1 所示，按照w（Mn）=0.6%，每批料配加锰矿0.7 t，配料w（Si）按0.8%，炉温控制在0.8%～1.0%，铁水温度控制在1 520 ℃以上（见表2）。

表1 全焦负荷料

表2 中班上全焦料时炉铁水成分、热量统计

1.4 休风料情况

1）1 月1 日夜班01：00 开始上休风料25 批，之后加51 t 盖面焦，加完后停止上料，开始降料线。休风料组成：第一组为净焦20 t+8 批轻料+净焦20 t+8 批轻料+净焦10 t+9 批轻料；第二组为加净焦51 t；停炉料共计装入焦炭913.6 t，铁量1 194 t（见表3）。

表3 休风料

2）06：45 发现33 号风口坏。07：45 休风，共计上休风料23 批，料线为南尺1.99 m，北尺2.11 m，东尺2.16 m。07：45—08：30 休风更换33 号小套，08：30 复风，料线2.32 m。09：56 上完休风料第25 批后开始降料线，当时料线2.32 m，炉内剩余铁量1 219 t。

3）煤气利用变化：31 日17：00 焦比改530 kg/t后，20：00 煤气利用率由41%以上降至40%，中班前4 h 的燃料比577 kg/t，后4 h 的燃料比为644 kg/t，平均燃料比为610 kg/t。1 日01：00 上停炉料后，03：00煤气利用率降至37%左右，05：00 降至35%左右。

4）炉温热量情况：由于中班炉温热量偏低未达到停炉方案规定要求，夜班时据平均燃料比735 kg/t进行平衡炉温，最后3 炉铁炉温、热量达到方案要求（见表4）。

表4 降料线铁水成分、热量统计

2 降料线过程

2.1 炉顶打水及风量变化

08：30 复风后逐渐恢复风量（复风后未喷煤），09：00时将风量加到4 700 m3/min，09：30 风量加到4 800 m3/min，09：45 风量加到5 000 m3/min。09：56开始降料线，顶压按0.038 倍风量进行控制。东西十字测温临时打水枪开始打水，每只流量为22 m3/h。11：45 减风到4 800 m3/min，顶压按0.040 倍风量控制。14：05—16：35 休风更换32 号、28 号风口小套。16：35 复风累计风量158.9 万m3。复风后风量逐步恢复到4 150 m3/min，顶压按0.044 倍风量控制。18：05 风量加到4 300 m3/min，顶压按0.044 倍风量控制。19：00减风到4 000 m3/min，此时料线为雷达18.69 m，东尺19 m，累计风量216 万m3，同时调整东西十字测温临时打水枪流量，每只12 m3/h。19：50 切煤气，料线19.63 m，累计风量231.1 万m3。19：45 风量减到最低1 560 m3/min，风压47 kPa，顶压22 kPa，联系能源动力厂开火炬大放散，19：50火炬放散眼镜阀开到位，荒煤气走火炬放散，能源动力厂煤气净化关2 650 mm 蝶阀（19：49 关到位）和眼镜阀（19：52 关到位），20：17 时800 mm 均压蝶阀、眼镜阀关到位。后逐步加风，于20：00 风量加到2 910 m3/min，顶压按0.0326 倍风量控制，提高至95 kPa，风量、顶压保持稳定至1 月2 日00：00。00：00 开始逐步减风、降顶压，00：20 停氧，累计氧量53547m3。04：00 风量减至2 290 m3/min，顶压降至80 kPa，此时料线为雷达25.07 m，东尺26.2 m。04：30 开始逐步缓慢加风，提顶压，05：50 风量稳定在3 100 m3/min，顶压88 kPa。06：06 休风，此时料线为雷达25.45 m，东探尺约27 m，累计风量3 999 944 m3，具体参数如表5 所示。

表5 降料线期间操作参数

2.2 出铁情况

1 月1 日09：31—12：01 打开4 号铁口出铁，12：01 堵口，累计风量63.1 万m3，出铁445.66 t，铁水温度1 550 ℃，炉温1.43%，炉内剩余铁量891.3 t。

2 日03：55 打开2 号铁口，04：05 打开4 号铁口，2 个铁口共出铁220 t，出渣240 t（见表6）。06：06 休风，休风后从风口中观察料面在风口的位置发现，除西南方位料面在风口以上，其他方位基本在风口及以下位置，达到一半风口吹空的预期效果。

表6 降料线出铁统计

2.3 料线及煤气成分变化

本次降料线过程CO2含量没有出现明显拐点，切煤气时的料线为19.63 m，达炉腰位置。期间风口漏水严重，煤气成分H2含量一直异常偏高。11：30 时料线在8 m 左右，此时φ（H2）达到4.5%，14：00 料线到达14.01 m 时，φ（H2）达到最高7.3%。14：50—16：35 休风更换漏水风口后，H2含量下降到正常范围。煤气成分如表7 所示。

表7 煤气成分原始数据表

2.4 顶温控制

降料线期间顶温控制的原则：切煤气前，为确保高炉降料线及布袋运行安全，当炉顶温度难以控制时，采用打水和减风相结合的方式，控制顶温在250～300 ℃，顶温不得超过300 ℃，干法除尘进口温度不超过260 ℃。切煤气后，适当提高炉顶温度，将温度控制在300～350 ℃（见图1），保证下阀箱温度小于120 ℃，气密箱温度小于70 ℃。

图1 降料线期间顶温趋势

2.5 风口工作情况

08：30 复风后，堵33 号风口，降料线期间风口工作正常，12：00 煤气在线分析φ（H2）达到9.02%，煤气取样化验成分φ（H2）也达到了6%以上。13：30 发现32 号风口损坏，减风期间发现28 号—33 号之间风口频繁下渣皮，风压10 kPa 左右，28 号风口灌渣，14：50—16：35 休风更换32 号、28 号风口小套。16：35复风后堵32 号风口，φ（H2）下降至正常水平3%以下，煤气取样化验显示φ（H2）在4.7%左右。从风口成像看风口工作恢复正常。2 日00：30 分27 号—36 号风口频繁下渣皮，01：30 时12 号风口被渣皮堵住一半；01：50 时11 号风口被渣皮堵住一半；02：50时27 号、28 号、31 号、35 号风口暗红，有毛刺；03：00时10 号风口被渣皮堵住；03：10 时8 号、9 号风口周围挂渣明显；03：20 时10 号—14 号风口被渣皮堵住；03：30 分8 号—15 号风口被堵住；04：00 时17 号—26 号风口发暗；05：30 时31 号风口发暗，06：10 休风停炉。