摘  要  对武钢1号高炉空料线停炉操作实践进行了总结。通过采用新式炉顶洒水装置，合理停炉料结构，优化空料线操作，实现安全、环保、高效停炉。

关键词  空料线  回收煤气  雾化打水  环保

1  前言

武钢1号高炉于2001年5月19日投产，到2015年6月停炉已经生产了14年多，期间经历了两次封炉和一次中修，2014年8月由于冷却壁损坏严重高炉进行特护生产，截止停炉，高炉共损坏冷却壁水管228根，其中四段7根、五段74根（损坏率42.05%）、六段70根（损坏率39.78%）、七段5根、八段1根、九段37根、十段6根、十一段4根、十五段1根、十六段23根，尤其是在18-24#风口、26-1#风口、3-5#风口上方冷却壁损坏严重，仅靠安装柱状冷却器及外部打水冷却，高炉多次发生炉皮发红事故，已严重威胁到高炉的安全生产。公司决定于2015年6月10日停炉中修。本次停炉采用空料线回收煤气法，于6月9日14：50送风，开始降料面，10日00：20高炉休风，整个空料线过程历时9.5h，料面安全快速降到风口中心线以下。

2 停炉前的准备工作

2.1高炉操作调整

停炉前1号高炉炉况顺行情况较好，为了减少停炉过程中的波动，避免在停炉过程中大面积渣皮脱落造成冷却设备损坏、出现炉皮发红甚至烧穿事故，高炉对炉况进行了调整。

（1）提前使用锰矿洗炉。考虑到之前将近一年的特护生产中高炉降压限氧，控制冶炼强度，炉缸活跃程度不够，高炉提前4d使用锰矿洗炉。从6月5日8：00高炉开始每批加500kg锰矿（矿批52t），同时提高炉温控制水平，[si]由之前的0.45%提高至0.65%，从表1我们可以看出，洗炉前后炉底温度变化明显，洗炉取得了较好效果。

（2）提前“全焦冶炼”。为了避免上停炉料过程负荷过轻造成气流大幅波动，高炉于6月8日8：00开始“全焦冶炼”， 烧结65%+球团24%+海南5%+澳矿6%+Mn矿500kg/批。理论碱度1.04，焦炭取最大批重11.8t，小焦1t，矿批42t，负荷3.28，制度：C876541 222212 O8765 3322 。考虑到全焦冶炼煤气利用变化大不利于炉温控制，本次全焦冶炼负荷较重，用少量的煤来调剂。事实证明全焦冶炼及后期上停炉料期间风量、风压平稳，未出现管道。

（3）停炉料。6月8日中班22：10开始上停炉料，配比烧结66%+球团27%+海南7%+Mn矿800kg/批，理论碱度0.95，焦炭取最大批重11.8t，小焦1t，矿批32t，负荷2.5，制度：C876541 222212 O8765 3322，停炉料共48批。本次停炉料高炉尝试取消盖面焦，以减少停炉后中心焦包。

（4）小休风。按计划小休风前倒空焦、矿槽，并控制休风时料线3.5-4m。8日4：50和4：55打开两边铁口，6：15按休风程序休风，休风时料线3.5m。小休风前铁水及炉渣成分见表2。

2.2 其他准备工作

   （1）使用更为先进的炉顶雾化打水装置。高炉提前利用定休机会安装新式炉顶打水装置，并利用停炉前的机会安排操作人员进行试车、熟悉，保证停炉过程中打水均匀。雾化水粒度在200-300μm。顶温控制在400℃左右时，雾化水在没有到达料面之前，便已吸热汽化，根本没有达到料面，尤其是在降料面后期。

（2）提前检漏、查水。为避免停炉过程冷却设备向炉内漏水，高炉提前一天联系配管进行查水，同时对炉体的密封情况进行检查，对所有的漏点做好标记，利用小休风机会进行焊补处理。

（3）安装2根长探尺。为了保证停炉过程能够实时监控料面深度，高炉利用小休风机会加装了2根25m长的探尺，吸取以往采用钢绳加长容易断的问题，本次探尺使用链条加长，并取得了较好效果，直至停炉，东探尺工作正常。

（4）提前进行设备检查，确保运转正常。小休风机会高炉完善煤气取样装置，确保取样线路畅通且不漏气。检查炉顶荒煤气系统、热风炉系统及各蒸气、N2阀门，保证开关灵活。

3  停炉过程

3.1降料面操作要求

3.1.1 顶温控制

停炉过程最关键是顶温的控制。顶温主要通过打水、撤风温和减风三种手段来控制。打水量过多，炉顶温度过低，水可能直接打在料面上，这极易产生水汽爆震；相反炉顶温度控制过高，易烧坏炉顶设备。本次停炉过程炉顶打水采用了较先进的雾化打水装置，既有效控制了炉顶温度又避免了水汽爆震。雾化水粒度在200～300μm，顶温控制在400℃左右时，雾化水在没有到达料面之前，便已吸热汽化，避免了与高温料面接触，从而避免了水蒸汽因体积急剧膨胀而引起爆震。停炉过程中，风压基本上一直平稳，波动很小，直至休风。

3.1.2 风量、顶压控制

在降料面初期料层较厚，安全系数较大，高炉尽量使用高顶压、大风量，加快降料面速度。随着料线降低，压差降低，风量不断上升时，逐步控制风量，并根据风量、风压情况降低顶压，防止产生管道。

3.1.3料面位置及煤气放散时间的确定

停炉降料线期间，可按料线与煤气中CO2变化规律掌握料线深度。停炉过程煤气中CO2含量变化与料面深度近似抛物线的关系。从正常料线到拐点，随着料面下降，间接还原反应逐渐降低，拐点标志停炉过程间接还原反应基本结束，CO2值达到最低值，约3％～5％，相对位置为炉腰附近。拐点过后由于料层逐渐变薄，风口前焦炭燃烧生成的CO2上升途中被C还原成CO的反应减弱，故煤气中CO2含量又逐渐回升，料线降至风口附近CO2达到15％～18％［1］。

    此次降料面安装了2根长机械探尺，并根据雷达尺和炉顶煤气成分来判断料面位置。在降料面过程中，每隔20min，放一根探尺进行观察，同时前期每隔1h煤气取样分析一次，后期每隔半个小时取样分析一次。当H2上升接近CO2时料面在炉身下部；当H2大于CO2料面在炉腰；当CO2开始回升，料面进入炉腹；当N2上升，料面进入风口区（空料线过程煤气CO2成分变化见图1）。为保证安全，当到达以下条件之一即煤气放散：（1）煤气中氧含量大于2%；（2）氢含量大于12%；（3）CO2出现拐点。

3.2 降料面过程

6月9日14：50高炉小休风后送风，随即送煤气、改高压，15：05风量便达到3850m3/min、顶压0.210MPa，并富氧5000 m3/h。为加快下料速度，缩短停炉时间，于15：15风量加至4100 m3/min，顶压0.230MPa。随着料面的下降，料层变薄，有小管道产生，顶压出现波动，高炉停氧，逐步减风并退顶压。20：20煤气中CO2含量出现拐点，料线21.1m，判断料面进入炉腹，高炉维持顶压0.10 MPa ，风压逐步由3300 m3/min降至2800 m3/min， 20：40东料尺22.3m，达到探尺量程极限，21：40减风量至2000m3/min，开放散， 21：50切煤气完成。切完煤气后，逐步将风量加至3800～3900m3/min，顶压0.048 MPa，此后因雷达探尺和机械探尺均失效，加之煤气分析呈不规律状态，对料线深度的判断完全只能凭经验判断：22：30煤气中氮气含量上升至63.9%，23：10观察到风口变暗，仔细观察风口前面的焦炭已在风口中心线以下，风口前已吹空，23：35煤气中氮气达到75.2%，判断料面已降至风口区域，逐步减风，0：20休风，空料线完毕，历时9.5h。空料线过程部分参数趋势见图2。

3.3 炉前工作

    为了尽可能出净渣铁，停炉前通过对停炉料的计算，炉内应有铁820t左右，本次停炉按2次铁组织，14：50送风，17：20料线12m，西场开铁口出第一次铁， 18：55堵口，出铁455t，铁口未喷。 21：10料线22.3m，已达炉腹中部，东场开铁口出最后一趟铁，由于西场渣子未出来，东场开铁口后先来渣后来铁，出铁275t，2次共出铁730t，加上东西砂口内的约80t铁，实际出铁量810t，与计算量基本一致。空料线过程出铁及铁水、炉渣成分见表3。

4 结语

武钢1号高炉空料线停炉，通过采用新式炉顶洒水装置，合理停炉料结构，优化空料线操作，实现安全、环保、高效停炉。

（1）停炉前，炉内调整及各项准备工作充分，停炉料负荷、碱度把握较好，整个停炉过程炉温充沛、稳定，渣铁流动性良好，为以后的停炉提供了宝贵经验。

（2）整个停炉过程采用空料线煤气回收法，停炉过程使用大风量、高顶压，大大缩短了降料面时间，从停炉后进入炉缸观察，中心焦柱最高点在5段中部，与以前相比大大缩小，既减少了环境污染，又减轻了后期挖炉缸的劳动强度。

（3）使用更为先进的炉顶雾化打水装置。由于雾化水在没有到达料面之前，便已吸热汽化，根本没有达到料面，因此，这次降料面，直到料面的焦炭达到风口中心线以下，风口还未吹黑，同时雾化水因汽化避免了与高温料面接触，从而避免了水气因急剧膨胀而产生爆震，停炉过程中，风压、顶压一直比较平稳，波动很小，直至休风。

（4）取消盖面焦。本次停炉，高炉尝试取消了盖面焦，从停炉后看效果较好，既节约了焦炭降低了成本，又达到了减少停炉后中心焦包的目的。

（5）降料面过程铁次安排合理，渣铁排放干净，为减少炉内残余的渣铁量创造了条件。

5  参考文献

[1]  周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社，2002年第1版.