摘  要  武钢2号高炉采用空料线回收煤气方法进行停炉。在停炉过程中，采用高顶压、大风量、富氧加快料面下降，并通过控制合理的风量、压差，配合适宜的炉顶打水量，确保煤气流平稳、炉顶温度适宜、炉顶煤气中的H2和O2含量保持在安全范围内，有效延长了回收煤气时间，且实现空料线过程全程无爆震，实现了安全、环保、快速停炉。

关键词  高炉回收煤气  空料线  停炉

武钢2号高炉于2010年12月21日点火开炉，高炉设计炉容1536m3，因在上代炉龄的基础上进行恢复性大修，仍然沿用原有的工业水冷却系统。高炉投产后，炉况一直保持稳定顺行，各项技术经济指标保持较好的水平。2014年冷却壁开始出现破损，主要集中在七段勾头，2015年，七段勾头损坏趋势加大，并向八段发展。至2016年初，七段勾头损坏率高达85%，八段勾头损坏高达50%，冷却壁壁体六到八段也有不同程度的损坏。炉身因冷却壁破损严重，七段炉皮经常会出现温度高发红，被迫进行外部打水冷却。2016年8月26日，武钢2号高炉按去产能计划，正式停炉。

1  停炉前的准备

为确保安全、顺利停炉，对炉顶打水系统做了重新设计，增加打水量，并利用Mn矿进行洗炉，并调低炉渣碱度、调整布料制度，保持炉况顺行，渣铁排放顺利。

1.1  炉顶打水系统准备

2号高炉原有的打水系统打水能力仅120t/h，且部分打水管道已经堵塞。为了确保停炉过程中打水能力满足要求，并进一步改善打水的雾化效果，对炉顶打水系统进行全面改造，适当加大炉顶打水主管道管径，并配置两台增压泵（一用一备），使炉顶最大打水能力可达到180m3/h。同时，对炉顶打水喷头进行重新设计，采用六个雾化打水喷头环向均匀分布于炉喉，对每个打水头单独安装电动阀，并实现主控室手动阀操作控制。电动阀设置正、反向两个按钮，通电动作，断电停止，确保操作过程中能自如调整阀门开度来控制炉顶打水量。

1.2  停炉前的操作调整

2016年8月24日，开始使用Mn矿，加入量为600kg/批(矿批26.6t)，碱度由原来的1.15下调至1.10。焦炭由原来的干湿混上改为全干焦冶炼，为了保持两股气流的稳定，中心焦相应由3环减至2环。用Mn矿后，铁水中Mn含量由原来的0.15%左右上升至0.6%左右。使用Mn矿后，炉底温度略有所升高（见表1）。

另外，正常生产时，铁口角度为10.5°为了确保停炉过程中最大限度出净炉缸渣铁，在停炉前，分两次逐步加大铁口角度，至24日，铁口角度调至12.2°。

2  空料线停炉

2.1  上停炉料

24日23:30,开始全焦冶炼，焦炭负荷3.5,同时理论碱度进一步下调至1.05,并于24:00以海南代烧结12t。

25日1:30开始上停炉料，调轻焦炭负荷至2.5(10.4t)，中心焦由2环减至1环。由于2号高炉是用料车上料，最大焦批只能达到7t，在上料过程中，采取以每两批料加一次净焦的方式来补足焦批。根据冶炼周期计算停炉料共需加料43批，按要求对料槽进行备料，确保小休风前，停炉料正好到达风口区域，料槽中料正好用空。4:30停煤，煤枪空吹N2。6:00，Mn矿槽用空，因组织Mn矿再进槽难以满足全部槽空的要求，停用Mn矿，并保持原有碱度及负荷不变。7:30开铁口准备小休风时，因公司煤气严重不足，煤气平衡困难，高炉小休风时间推迟，遂于8:30堵口后，9:20开铁口出铁，至10:40才按正常程序休风，炉顶点火赶荒煤气。休风时料线3.5m。期间上停炉料累计54批，并于最后上7t净焦盖住料面。最后一次铁时，停炉料已经下达。最后两次铁水炉渣主要成份见表2。

2.2  空料线操作

26日14:00开始送风，14:30,风量恢复至2250m3/min，顶压恢复至0.185MPa，压差0.100MPa，O2用3000m3/h。随着料面下降，根据风压变化情况，适当增加风量，至15:30，风量加至2750m3/min。

在降料面过程中，每半小时通过人工取样对煤气成份进行分析。并安排专人负责炉顶打水控制。根据炉顶温度、气密箱温度情况适时进行炉顶打水，根据上升管四个点的温度变化情况，调节对应部位雾化头的电动阀，使上升管四个点的温度均控制在350-450℃范围。

在降料面初期，H2%含量较低，基本保持在2%以内。O2含量约0.3%左右。参数控制上，持续保持风量在2750m3/min以上，随着料线的不断降低，风压逐渐下降，操作上适当降低顶压，同时降低对压差的控制。降料面过程中各操作参数控制见表3。

16:30，取样检测发现炉顶煤气中H2%、O2%含量突然上升，分别达到5.5%和1.2%，对风口区域进行检查，发现10#风口损坏，立即停O2，并对损坏风口进行闭水操作后，H2%含量迅速下降至3.0%左右，O2%含量降至0.40%左右。同时，将压差控制由0.090MPa降至0.080MPa，此时，风量2750m3/min,顶压0.175MPa，料线8.5m。

17:30，炉顶煤气中H2%含量再次突然上升至4.44%，经检查发现14#风口损坏。对其进行闭水操作后，H2%降至0.31%。同时，将压差进一步降低至0.070MPa控制，此时风量2750m3/min，顶压0.170MPa,料线11.56m。

17:25,开铁口出铁，至18:25铁口喷，堵口。

18:30，料线达到14.53m时，两个探尺均被烧坏，后继料线通过燃烧的焦炭量来估算。同时，随着炉料的继续下降，料层越来越薄，有小管道产生。20:00，当料线达到17m左右时，炉顶H2%含量上升到10%左右，逐渐减风至2300m3/min，同时退顶压至0.15MPa，压差控制在0.050MPa。伴随着料线的逐步步加深，适当控制打水量，并相应减风，降低压差控制，维持H2%在10-12%。

20:40开第二次铁口。直至休风前将铁口堵上。

22:00,炉顶煤气中CO2%出现拐点，有较明显的上升。22:30达到了8.98%，表明炉料已经降到了炉腹,估算料线约21m左右。

23:00,煤气分析中H2%含量达到13.14%，高炉于23:10开放散、切煤气。后将风量加至2400-2500m3/min。27日2:00,煤气中氮气含量上升至61.84%，观察到风口变暗，部分风口已经开始挂渣，2:30煤气中氮气达到70.14%，判断料面已降至风口以下，逐步减风，3:10休风，空料线完毕，历时13小时。停炉降料面过程中炉顶煤气成份变化如图1所示。

3  结论

武钢2号高炉通过采用空料线回收煤气法停炉，共历时13h，回收煤气9h，全程未发生爆震，实现了停炉过程快速、安全、环保、高效。通过对整个停炉过程的分析，总结经验如下：

（1）在上停炉料期间合理控制各项参数，优化料面布局，是稳定煤气流的有效保证。在上停炉料过程中，以每两批加一次净焦的方式补充焦批，使料层能够均匀、合理分布，同时，通过控制较低的压差，均衡了炉内气流分布，保持了较好的炉况，也减少了停炉过程中出现管道行程的机率，为安全顺利停炉创造了良好的条件；小休风前，炉渣碱度适当下调,并保持了1480℃以上的物理热，充分保证了铁水的流动性。

（2）空料线前期适当控制高顶压、大风量、低压差，有利于料线快速下降。随着料面的降低，合理控制较低的压差，有利于炉内气流的均衡分布，在料层变薄过程中，有效降低了产生管道的概率。

（3）良好的炉顶打水装置是安全停炉的保障。停炉前对炉顶打水装置进行了改造，使用的六个水头雾化效果很好，且能够单独水量控制，能较准确地控制打水量和打水部位，使炉顶温度及煤气成份中的H2%及O2%含量得到了有效控制。在整个空料线过程中，没有发生明显的爆震现象，为空料线降料面的安全提供了保障，并有利于长时间维持大风量作业，增加煤气回收，加快降料面过程。

（4）准确、及时判断煤气成分，并采取有效应对措施，决定了回收煤气时间及停炉安全。本次停炉过程中，一直采用煤气分析仪实时监控煤气成分中H2%、N2%、CO%、CO2%的含量，并半小时人工取样做一次全分析。通过实时监控及时发现H2%含量大幅升高，并准确判断出风口损坏，及时采取措施应对。在空料线后期，煤气分析中H2%曾到了11%，但考虑到煤气中O2%含量很低，仅0.1%左右，且煤气流稳定，无爆震现象发生，仍然坚持煤气回收，有效延长了回收煤气时间。

（5）空料线过程中必须把握适宜的开铁口时间。在本次空料线过程中，出现了两个坏风口，这在正常停炉过程中是很少发生的。经分析，主要原因是小休风送风后，历时3.5h才开铁口，导致炉缸内还原的渣铁过多没有及时排放，导致了风口烧坏。如果能在送风后2h左右开铁口出铁，有可能避免风口损坏。但由于对坏风口及时发现并闭水处置，有效避免了坏风口向炉缸漏水。同时，也警示在停炉过程中，要密切关注风口等冷却设备状况，发现异常必须快速采取措施，避免对空料线过程造成影响。