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摘要 根据年修高炉喷涂造衬需求安排，贵港钢铁集团有限公司于2018年4月10日进行了炉顶打水降料面停炉。此次高炉降料面降至风口带区域，通过炉顶打水量精准控制、煤气成分分析判断料面位置，实现了高炉安全、快速的空料线停炉。
关键词 高炉停炉 雾化打水 顶温控制
贵港钢铁集团2号高炉有效容积为1080m³，炉顶装料为串罐式无料钟炉顶，冷却系统设计是工业水开路循环冷却，其中高炉炉腹部位6-8段采用铜冷却壁，其余为铸铁冷却壁。炉底炉缸耐火材料为大块碳砖，上砌两层陶瓷杯结构。该高炉于2011年投产，目前高炉利用系数3.4t/m³.d，入炉品位56%，焦比390kg/t，燃料比540kg/t，本次高炉停炉主要基于每年的定修工作，于4月10日顺利停炉。
1 停炉前的准备工作
1.1 彻底检查炉顶打水管路是否完好，保证炉顶打水管畅通和雾化效果，水量能够在60~100m3/h，保证炉顶打水既能起到良好降温效果，又能避免应打水量过大造成炉内产生爆震。炉顶打水装置为水气雾化，共设东南、西南、东北、西北四个方位喷淋头，通过理论计算的小时打水量平均为70t左右。满足打水要求。
1.2 改善炉料结构。停炉前2天配加锰矿洗炉。铁水中【Mn】按0.8%控制，洗炉操作参数控制要求：【Si】0.4%-0.6%、R=1.10-1.15、PT≥1490℃。烧结质量要求：改善转鼓和筛分指数。碱度控制适当往下限1.75-1.85，减少生料入炉，改善料柱透气性。
1.3 调整装料制度。4月8日开始，退矿批、退角度（发展）疏松边缘气流，清理炉墙。装料制度由 C736252423212 O72635341改为C736252423212 O62534331。
1.4 停炉前16个小时调整开口机角度至设备能够达到的最大角度13°，尽量出尽炉缸内部渣铁，减轻后续的炉缸堆积物清理工作。
2 下停炉料
降料面前4个小时开始变料下停炉料，炉料参数（组成）：矿批23t，全焦负荷2.8，干焦比585kg/t，炉渣碱度0.95（炉温【si】按1.0校核），另外加入盖面焦4t/批总共3批，共计31批。全焦冶炼过程风压330kpa，热风温度1080℃，风口理论燃烧温度控制在2200℃。后续以吨焦耗风3500m³/t计算全炉焦炭燃烧量推测料面到达部位，结合煤气成分在线分析结果共同判定。
3 降料面过程
3.1 降料面操作。2018年5月10日17:00开始降料面，为了缩短降料面时间，本次停炉盖面焦在降料面过程中加入，主要目的是保证风量，辅助打水降顶温效果。 22:15高炉料尺探测料面到达炉腹段，此时考虑到安全因素，煤气对空放散不进行回收。进一步控制风量，顶温维持在300-350℃之间，严格控制打水量，继续降料面。当顶温进一步上升，同时风口窥视孔观察焦炭吹空后，按正常程序组织休风，整个降料面过程结束。
表一 打水降料面过程参数
本次降料面从17:00开始，至第二天3:25结束。料线深度18.7m到达炉腹中部。以吨焦耗风量3500m³/t计算焦炭燃烧量，共计燃烧223.5t焦炭，实际停炉料加入229t。从燃烧焦炭空出体积与实际探尺测料线计算体积对比基本一致，说明此次降料面过程计算与实际结果相符，以及建立数据表格模拟降料面步骤过程，其结果可控。日期 时间 风量m³/min 风压kpa 料线m 吨焦耗风量m³/t 累计消耗焦炭t 空出体积m³ 东北 西南 西北 东南 9日 18:15 1869.69 258 6.15 3500 41.0 262.75 320 358 317 326 18:25 1889.06 255 7.3 3500 46.4 302.45 262 255 252 266 18:50 1831.95 238 8.86 3500 59.7 360.16 328 350 321 324 19;00 1826.65 238 9.98 3500 64.9 404.22 248 218 230 218 19:35 1863.56 230 11.15 3500 83.3 454.67 282 380 342 382 20:58 1177.67 101 13.7 3500 121.2 575.62 285 308 381 288 21:30 1078.44 80 14.6 3500 131.2 619.3 274 279 265 288 22:15 653 29 15 3500 142.7 637.19 317 318 305 341 23:05 790.96 13 15.7 3500 153.7 668.11 301 325 305 314 23:55 953 19 16.5 3500 166.5 699.17 290 335 329 324 10日 01:00 945 18 17.8 3500 184.3 749.78 332 400 399 338 03:25 0 6 18.7 3500 223.5 779.69 313 319 317 352
3.2 煤气成分分析。CO2拐点出现在20:50分左右，此时H2%＞CO2%,（此时）料面到达炉腰部位，从探尺的探测深度结果，验证了上述观点。
由于H2%含量的升高，20:53分左右炉内出现一次小爆震，风量突然上升、顶温急剧升高，操作上采取了大幅减风，同时下盖面焦控制气流和顶温的处理手段。但后续继续降料面过程，由于在线分析仪黏结严重，数据失准。但顶温基本在控，炉内未出现爆震现象。
图一 降料面煤气成分分析煤气成分分析 时间 CO CO2 H2 ηCO 17:00 25.49 16.29 1.31 38.98% 17:30 17.82 9.14 2.06 33.89% 18:00 19.91 7.05 1.01 26.15% 18:30 19.82 6.25 1.23 23.99% 19:00 21.93 6.69 1.73 23.37% 19:30 24.09 6.35 2.02 20.85% 20:00 23.03 5.27 3.41 18.63% 20:30 32.23 4.92 4.42 13.23% 21:00: 35.47 5.62 6.12 13.69% 21:30 39.4 4.8 6.08 10.86% 22:00: 39.42 5.01 7.24 11.27% 23:30 39.42 5.01 5.38 11.27% 23:00: 39.42 5.01 4.76 11.27% 2018-4-10 0:00:00 39.42 5.01 4.16 11.27% 2018-4-10 1:00:00 39.42 5.01 3.62 11.27%
3.3 降料面过程要点
（1） 顶温控制。由于炉顶打水装置设计存在缺陷，打水降温效果不理想，前期料面在炉身中上部过程顶温波动较大，降料面进行了50分钟，布袋入口温度达到320℃，被动采取（了）减风应对。同时人工对打水装置进行了多次调整，最终摸索设定打水量控制在50-55m³/h，顶温能够有效控制在300-350℃之间，与理论计算小时打水量70t/h相差较大。顶温控制平稳决定降料面的顺行情况，顶温控制过高或过低，都不利于降料面的进行。所以雾化效果和打水量的控制是整个降料面过程的关键。
（2） 出铁安排。出铁安排主要以炉内出尽理论铁为目标，减轻后期的清理工作，同时兼顾炉前劳动强度对炉次安排的合理性。本次降料面过程共计出铁6炉次，出铁量380.56t，与停炉料理论计算铁量378.28t相近，基本出尽。其中第五、六炉次使用大钻头开通，多次喷铁口后方进行堵铁口。附出铁记录（表二）：
表二 停炉出铁记录
4 总结铁次 时间 出铁量t 第一炉 16:00-17:20 74.22 第二炉 17:50-18:15 56.67 第三炉 19:20-20:12 91.81 第四炉 21:03-22:15 99.64 第五炉 10日1:05-2:10 28.17 第六炉 2:18-3:26 30.56
贵钢钢铁集团2号高炉此次炉顶打水降料面首次实现了安全可靠降至风口带区域，在操作上有以下几点认识：
（1）炉顶打水雾化设备运行可靠是整个降料面的过程的保障。炉料进入到高炉各个部位后对打水量的控制要求不一，必须具备调整精度高、雾化均匀的效果，保障炉顶温度受控，同时避免打水过于集中滴落到焦炭表面产生H2发生爆震。
（2）料面判断。最直观的方法就是通过机械探尺探测实时料线。此次通过吨焦耗风量计算焦炭燃烧后产生的空间、煤气成分变化判断料面位置与机械探尺实测结果一致，说明了本次判断料面的准确性。另外在条件允许的情况下，建议安装导管对煤气进行取样分析，更准确的反应煤气成分变化。
（3）切煤气操作。切煤气是降料面过程的一个重要环节。过早切煤气，无法达到降料面的预期效果，不经济，且延误停炉时间；过晚则增加整个降料面过程的危险系数。一般在炉料进入炉腰段便开始切煤气，主要因为H2含量超出范围；本次降料面H2含量控制相对较低，所以选择在炉料进入炉腹段位置切煤气。
参考文献
[2] 孔令泽.杭钢3号高炉降料面停炉实践[J].炼铁，2017，14-09[1] 钢铁精英.国内外典型高炉停风降料面操作实践案例.炼铁，2017.2-3
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