內蒙古建龍高爐兩次降料面經驗總結

賀建國 李健忠 樊曉東

烏海市包鋼萬騰鋼鐵有限責任公司 內蒙古 烏海 016000

內蒙古建龍現(xiàn)有兩座12003高爐，1#高爐于2020年10月31日進行了降料面操作，2#高爐于2021年2月23日進行了降料面操作。對這兩次降料面過程進行全面剖析，總結出一些經驗，為日后降料面操作提供有價值的參考。

1 爐頂打水系統(tǒng)的優(yōu)化

高爐降料面停爐過程中發(fā)生的爆震或者爆炸主要是由瞬間大量水變成水蒸氣造成的[1]。1#高爐在降料面前進行了5個小時的預休風，主要是將原爐頂打水系統(tǒng)出水頭改為霧化噴頭，同時增加4根臨時打水管(非霧化噴頭)，總出水能力120t/h。但由于原爐頂打水系統(tǒng)的兩套管路(每套管路連接四個噴頭)只在各自管路上有一個總的電動閥，在每個噴頭上只有手動閥，整個控制系統(tǒng)較為簡單，缺乏靈活性，所以在降料面時，頂溫控制效果不佳，而且需要水工到現(xiàn)場配合，對降料面的進程以及安全性影響較大。2#高爐利用前期的定修已經將爐頂打水系統(tǒng)進行徹底改造，將總管路和每個霧化噴頭全部加裝電動閥(同時配有氮氣吹掃)，總出水能力120t/h。由于爐頂打水系統(tǒng)完全滿足此次降料面需求，所以2#高爐在降料面前未進行預休風。在整個降料面期間頂溫控制的非常好，四點頂溫呈聚攏狀態(tài)，高爐在操作上完全處于主動地位。最終，在切煤氣前爐內都沒有發(fā)生爆震，在切煤氣后爐內才有幾次輕微爆震。

由此不難看出爐頂打水系統(tǒng)的優(yōu)劣對于降料面的進程以及安全性有著決定性作用。同時、由于爐頂打水系統(tǒng)完全能夠滿足降料面需求，所以在降料面前可以不用預休風，既經濟又環(huán)保，同時安全性大大提高。

2 切煤氣時機的掌握

高爐降料面過程中，煤氣成份能間接反映料面的位置。隨著料面的下降，煤氣中CO2含量會呈現(xiàn)先降后升的趨勢，標志著爐內間接還原的結束，待CO2含量降到最低點即3%～5%時，料面進入爐腰。待料面進入爐腹后，隨著直接還原的發(fā)生，CO2含量開始回升[2]。

1#高爐降料面切煤氣時南北兩個機械探尺顯示料面剛剛進入爐腹，但由于人工化驗煤氣超標，再加上風口成像顯示各個風口均有不同程度的掛渣現(xiàn)象，根據經驗判斷實際料面已經進入爐腹，所以此時決定進行切煤氣操作。

2#高爐南尺在超出4m后容易卡死，所以在降料面開始后一直使用北尺探料面。2#高爐在開始降料面后人工煤氣成份個別數據明顯失真，高爐操作者對煤氣成份的準確性產生懷疑。當北尺顯示料面已經進入爐腹時，此時的人工煤氣成份超標，但風口成像顯示各個風口明亮耀眼，料面并不是降到爐腹的跡象，煤氣成份中H2、CO2的數值變化又沒有明顯規(guī)律，對判斷料面位置不能提供有價值參考，出于安全的考慮，最終選擇切煤氣操作。改常壓一段時間后，當北尺顯示料面已經進入爐缸時，觀察風口成像仍然明亮耀眼，并無見空跡象，此時懷疑北尺顯示值比真實值偏大。此時選擇放南尺探一次料面，結果南尺顯示料面也應該進入爐缸，但實際情況與之不相符，至此確定料尺顯示值偏大。根據常壓降料面的耗時，以及切煤氣之前的累計風量估算切煤氣時料面大概在爐腰中上部。為了將料面降到爐缸，后續(xù)不得不延長常壓降料面的時間來彌補停氣過早而耽誤的進程。

由此可見，降料面時切煤氣時機的把握非常重要。在目前采用霧化打水的前提下，爆震難以控制的情況發(fā)生的較少，一般都是料面進入爐腹后進行切煤氣操作。而此時準確判斷料面是否真正的進入爐腹就顯得尤為關鍵，如2#高爐本次切煤氣時遇到的特殊情況(料尺失真、人工煤氣失真)最終造成了切煤氣過早，導致后期常壓降料面時間過長。基于此原因，降料面前一定要對料尺、煤氣分析系統(tǒng)、煤氣取樣裝置進行必要的校驗或檢查。切煤氣時一定結合料尺、煤氣特點、風口成像特征、累計耗風量等多手段判斷料面位置，任何一方面顯示異常時，高爐操作者都應該引起重視，避免切煤氣過早而陷入被動局面。

3 休風料中焦炭結構的差異

在降料面時，高爐內爐料是由休風料和蓋面焦組成。1#高爐在下完休風料和蓋面焦后進行了預休風，2#高爐在下完休風料和蓋面焦后就直接開始降料面。兩次降料面時蓋面焦都是三級焦，但兩次休風料中的焦炭結構有較大差異。1#高爐休風料中的焦炭結構是以二級焦炭(75%)為主，配有少量三級焦炭(25%)。考慮到在降料面前2#高爐狀態(tài)調整的較好(平均爐溫0.45%，平均物理熱1495℃)，爐缸整體較活躍，同時借鑒1#高爐降料面時休風料的經驗，為了降低成本，將休風料中的焦炭調整為100%三級焦。在整個降料面過程中，壓量關系平穩(wěn)(打水系統(tǒng)也起到較大作用)，未發(fā)生管道等爐內事故，既實現(xiàn)了安全降料面到爐缸的目標，又達到了降低成本的目的。

由此可見，從降低成本方面考慮，在降料面時蓋面焦全部可以使用質量較差的焦炭。如果降料面前爐況調整的較好，休風料中的焦炭也可以適當比例使用質量較差的廉價焦炭。但此舉要慎重，以免由于焦炭質量過差，導致爐缸中渣鐵滲透困難，從而引起大面積燒套或者其他爐內事故的發(fā)生。

4 結論

4.1 爐頂打水系統(tǒng)良好的霧化效果、充沛的打水能力、以及靈活的控制系統(tǒng)是保證高爐降料面既快速又安全的關鍵因素之一。

4.2 通過料尺顯示、煤氣成份特點、風口成像特征、累計耗風量等多手段判斷料面位置，準確掌握切煤氣時間是高爐降料面既快速又安全的又一關鍵因素。

4.3 在爐況狀態(tài)良好的前提下，從降低成本的角度出發(fā)，降料面時休風料可以適當比例的使用質量較差的廉價焦炭，但此舉要慎重，以免發(fā)生大面積燒套以及其他爐內事故，從而影響降料面的進程。