摘 要 对津西1280m³高炉降料面停炉操作进行总结。通过采用合理的停炉料结构、理论计算确定料面位置、雾化打水、合理安排出铁、延长使用顶压等措施，用时14小时降料面降到指定位置，实现降料面过程安全、快速、环保。

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津西1280m³高炉设计为20个风口，2个铁口。因临时接到中修通知，要求在最短时间内将料面降至风口以下，休风料仅488 m³，下部为正常料。

从2017年12月16日17：20开始控料线到17日7：24料面降至风口以下，共历时14小时4分钟，整个过程仅有3次轻微爆震。降料面全程使用风量在全风的70%以上，最大限度使用顶压，实现安全、快速停炉。

1 停炉前的准备工作

1.1 停炉前打水枪的安装

预休风拆除原有十字测温，在其位置安装4只打水枪，开孔朝上。根据以往经验再增加开孔数量、减小孔径。4支打水枪与顶温4点方向对应好，做好标记。

1.2 停炉料

停炉前炉况顺行状况良好，各项指标正常，其中R₂：1.3、［Si］：0.3～0.4%、物理热：1470℃控制。为改善渣铁流动性，停炉料共分4段488 m³，采用全焦冶炼，总焦比0.86，负荷分别为3.35→2.78→2.08t/t，最后1段为43t盖面焦。理论碱度下调至1.0。停炉料结构如下见表1。

表1  停炉料结构

2 停炉过程

2017年12月16日14：10开始上休风料。为了更好的吹活中心，保持全风状态，于14：44停止富氧，尽最大可能的提高炉缸活跃程度。当25批休风料下完，17：20开始控制料线，停炉过程开始。

2.1 料线深度的计算方法

由于临时通知，时间不允许，没有来得及安装煤气引出管，采用计算法计算料线深度。

2.1.1 耗风量的选取标准

焦炭在降料面的过程中，各个阶段的耗风量不同，正常生产状态吨焦耗风量根据煤气成分利用N守恒计算为2600 m³/t ；到达炉身中部煤气利用率降低，根据经验选取3500 m³/t；到达炉腰炉腹时，间接还原反应基本结束，全部为直接还原反应，经计算得出吨焦耗风量为4500 m³/t。

2.1.2 高炉炉型尺寸

津西1280m³高炉为标准的五段式高炉，炉型尺寸如下：

表2 津西2号高炉炉型尺寸

在停炉过程中，风量基本固定，根据风量累计、焦炭所占容积、各段炉型体积，提前制定出累计耗风量与料线深度对应关系，从而明确得出即时料线深度，为各种操作提供依据。停炉后累计耗风为151万m³，此方法计算总耗风量为147万m³，与实际基本吻合。

2.2 停炉经过

17:20开始控料线，17:57料线5米。18:09，TRT退出。19:24，停止喷煤。19:31开炉顶放散。17日7:24，休风完毕。20个风口全部吹空，且达到风口以下500mm左右，效果较好，达到预期目标。

2.2.1 停炉各项参数

停炉的指导思想：快速、安全。在停炉过程中采取较大风量的方法以达到快速停炉的目的。在风量的选取上始终控制上限风量，顶温控制在400±50℃，由于打水雾化较好，没有发生较大爆震。实际过程如下，见图1。

2.2.2 停炉过程理论支撑

在降料面的过程中，最大的危险是产生爆震。爆震易造成炉顶设备的损坏，炉墙耐火材料的脱落，严重时顶开炉顶放散、破坏炉体冷却设备，造成人员伤害。造成爆震的原因有学者认为是H₂O分解产生H₂和O₂，形成爆炸气氛，此种说法不成立。2H₂+O₂=2H₂O(g)反应中△rG_m^θ=-495000+111.76T J/mol，适用于2500K（2227℃）以下的温度，利用反应的△rG_m^θ温度关系式做出该反应的氧势图，H₂O(g)的氧势随温度上升而增加，但在2500K以下都是负值，反应实际上不可逆的向右进行。达到平衡时氧分压很低，例如1873K时，氧分压仅为8.2×10^-4Pa，所以2500K以下温度H₂O(g)不发生分解反应，高炉内不具备分解条件。[1]真正的原因是没有充分雾化的水直接接触到炽热的焦炭，液态水体积急剧膨胀1000倍以上。再加上液态水或水蒸气与炽热的焦炭接触发生水煤气反应，体积膨胀是水汽化膨胀倍数的两倍，瞬间达到3000倍以上，进而产生爆震。此次停炉从爆震的关键处入手，充分雾化打水。本次降料面爆震共3次，其中第一次爆震（19:38）分析为炉墙粘结物掉落造成的。此次顶压升高较少，但是炉顶放散有大量火花喷出。声音为爆破后物体落地声音，与以往爆震声音有很大区别。

停炉过程中最大限度使用顶压。顶压提高以后在同样的冶强条件下，煤气体积缩小、流速降低，有利于渣铁下渗。风压随着顶压升高而升高，有利于利用压力把渣铁排除炉外，最大限度的出净渣铁。

2.3 停炉过程的出铁安排

津西1280m³高炉为双铁口，整个降料面的过程采用无间隔出铁，炉温物理热适当上控，休风料加入萤石200Kg/批。萤石强烈稀释炉渣黏度，增加炉渣流动性，并具有清洗炉墙的功能，减少炉缸内炉渣的滞留率，最大限度的保证出净渣铁。降料面过程铁水及炉渣碱度成分如下：

表3 渣铁成分

现场观测渣铁流动性明显改善，主沟液面出现大量焦末，炉缸状态经过下调理论碱度0.2，并添加萤石，炉缸清洗良好，渣铁出净。

3 停炉效果

12月17日7:24休风完毕。20个风口全部吹空，且达到风口以下500mm左右，历时14小时4分钟，耗风151万m3，累计打水700t，停炉过程可控。

4 结语

1 降料面过程采用理论计算料线深度，参数选取合理，实际效果与理论计算相符，为今后的停炉进程提供新的监控手段。

2 降料面过程采用科学的理论依据，利用产生爆震的机理，理论指导实践，抓住关键因素，打水充分雾化，完成快速安全停炉。

3 停炉料选取适当，利用降低理论碱度与萤石使用相结合，最大限度的出净渣铁，达到停炉降料面彻底。

4 降料面8小时后开混风调节阀控制风温，使压量关系平稳，停炉过程炉况稳定。

5 采用双铁口无间隔出铁，打破了常规到风口出最后一次铁的习惯，为今后停炉操作开辟了新的途径。

6 此次降料面为配煤降料面，全炉焦比较低，料柱中焦炭较少是达到快速停炉的一个因素。

5 参考文献

[1] 黄希祜.钢铁冶金原理[M].北京：冶金工业出版社，2004版.