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摘 要 介绍了昆钢2 500 m3高炉2021年1月28日停炉前空料线降料面的操作过程，从过程组织、操作控制、现场计算等方面作了简述，为今后高炉停炉前的操作积累了经验。
关键词 高炉 降料面 停炉
1 前言
昆钢2 500 m3高炉于2012年6月26日建成投产。有效容积2 500 m3，设有30个风口，3个铁口，两个矩形出铁场，4座改进型顶燃式硅砖热风炉，采用新型并罐无料钟炉顶设备。随炉役进入中后期，冷却壁受侵蚀、磨损严重，高炉的操作炉型变得不规则，严重影响了炉料的正常下降和煤气流的有效分布，崩滑料，挂料频繁，各项生产指标下滑。公司决定于2021年1月28日进行空料线降料面到风口平面，对风口以上炉墙实施喷涂造衬工作。
此次降料面借鉴了2018年5月份空料线降料面的成功经验，加之组织得当，合理控制风量、煤气成分、炉顶洒水等参数，降料面过程中全程无爆震，顶温平稳，总耗时15 h26 min就安全地将料面降至风口平面。
2 降料面操作
2.1停炉前安排
为保证停炉后炉内残留的渣皮量尽量少，在停炉前3天对炉墙进行清洗，炉温控制于上限，炉渣碱度控制于下限。生铁含[Si]≥0.4 %，[S]≤0.05 %，（MgO）≥8.0 %，物理热﹥1 460 ℃，炉渣碱度控≤1.15倍。1月27日18:36退全焦负荷至2.8倍，缩矿批至40 t，焦批14.3 t/批，调整炉料结构为：烧结矿68 %+特制球团矿22 %+南非块矿10 %。由于焦炭库存低，一直使用“问题焦”入炉。
2.2降料面过程
1月28日14：00开始加盖面焦3批，共40.9 t，盖面焦矩阵C987433,随后进行降料面工作，整个降料面过程中顶温始终控制在200 ℃～400 ℃之间，风温800 ℃～900 ℃，每30 min对炉顶煤气进行取样分析，辅以判断料面位置。通过现场理论计算及雷达探尺料线显示，料面已进入炉腰以下，为保证安全，19:35减风至1 600 m³/min，降低顶压，控制顶温，防止开放散阀时着火及减小噪音，于20:03安全切煤气，回收煤气6 h。1:00以后部分风口有一段时间看不到回旋区内焦炭运动，根据停炉后风口周围情况来看，判断该段时间在熔化脱落的渣皮，由于降料面时间接近2018年降料面时间，风口仍无空吹迹象，3:45减风至900 m³/min，观察风口焦炭情况，发现风口焦炭仍较多，并回风继续降料面，4:30左右看风口，焦炭在炉内中心形成一个焦堆，鼓风在燃烧焦堆底部且中心焦堆逐步变小，至5:26安全休风。停炉后观察，炉墙干净无渣皮粘结，高炉中心残留一个小焦堆，风口前端有回旋区形成的小坑，降料面工作达到预期效果。
2.3降料面控制
空料线降料面的关键是掌握好煤气放散的时间点和顶温控制，操作过程中出现以下情况时，停止回收煤气:
(1) 顶压出现剧烈波动，且频繁出现高压尖峰。
(2)煤气中含H2＞12 %，最大不允许超过15 %，O2＞2 %。
(3)煤气中CO2浓度接近最低水平，大约4 %，最高不超过18 %。
随着料线下降，炉顶温度逐渐升高，改进后的炉顶洒水枪雾化效果非常好，操作方便，可在电脑上控制每支洒水枪的启停，可以根据炉顶上升管温度高低开启或停止该方向的洒水量，将顶温控制在合理范围，顶温控制见图1。
图1 降料面过程中的顶温控制趋势变化
2.4降料面位置判断
随料线降低，炉内化学反应发生变化，间接还原逐渐减少，风口前焦炭燃烧生成的CO2上升过程中被C还原成CO的反应减弱，炉顶煤气成分也在发生变化，因而也可用煤气分析来判断料面大概的位置。整个降料面过程中煤气成分中的CO2呈先降后升的变化规律，其中拐点位置就是切煤气的最后时间。（降料面过程中的煤气成分变化趋势见表1。）
表1 降料面过程中的煤气成分变化趋势
时间
煤气分析，/%
CO
CO2
H2
O2
N2
CH4
14：45
27.6
12.6
0.1
0.4
58.9
0.4
15:29
29.8
11.0
0.3
0.4
57.7
0.8
15:59
26.8
10.0
/
0.4
60.0
1.0
16:25
32.6
9.0
/
0.4
57.2
0.8
16:48
33.6
8.4
0.3
0.4
56.7
0.6
17:05
32.8
7.8
0.5
0.4
58.1
0.4
17:20
32.4
7.0
0.5
0.6
58.9
0.4
17:40
32.2
6.6
1.6
0.6
58.6
0.4
18:00
32.6
5.8
1.5
0.2
59.3
0.6
18:20
30.0
5.4
1.9
0.6
60.7
1.4
18:40
32.8
4.4
2.1
0.8
59.5
0.4
19:00
31.6
5.0
2.8
0.4
59.6
0.6
19:20
31.0
5.0
3.1
0.4
59.1
0.8
19:40
28.8
6.0
3.9
0.4
60.3
0.6
20:00
开炉顶放散阀
2.5降料面过程中的现场计算
（1）计算参数：
焦批：14.3 t，矿批：40 t，烧结矿：27.2 t，球团矿：8.8 t，南非块4 t，压缩率：12 %，烧结矿堆比重：1.8 t/m3，球团、块矿堆比重：2.2 t/m3，焦炭堆比重：0.55 t/m3，批料压缩体积：41.30 m3/批。
(2)全焦冶炼时的吨焦耗风量确定：
（1 000×0.995×0.835×0.7×0.933）÷0.21﹦2 584 m3/t 。
(3)不同部位的风量消耗系数的确定及计算公式：
炉腰以上：
风量m3/min×60÷吨焦耗风量2 584 m3/t÷焦批×批料压缩体积=腾出体积/h；
炉腰段：风量m3/min×60÷吨焦耗风量110 %÷焦炭堆比重=腾出体积/h；
炉腹段：风量m3/min×60÷吨焦耗风量120 %÷焦炭堆比重=腾出体积/h；
炉缸段：风量m3/min×60÷吨焦耗风量130 %÷焦炭堆比重=腾出体积/h。
上部块状带间接还原随料线降低逐渐减少，则吨焦耗风量在逐渐升高，因此，参照上次降料面经验，以理论吨焦耗风量计算，并在不同部位采用不同的计算方式，其计算结果与料面到达风口的时间是相吻合的。现场计算的料线与实际料面位置对比情况见表2。
表2 现场计算的料线与实际料面位置对比情况
时间
风量
累计风量
料线，/m
空料体积
计算料线
料面位置
m³/min
m³
1#
2#
3#
m³
m
14:10
4 813
3.2
3.61
3.41
14:30
4 741
95 465
5.47
5.67
4.92
274.2
5
15:00
4 710
236 805
/
8.669
7.545
432.17
7.3
16:00
4 605
517 165
/
14.466
12.393
745.53
11.3
17:00
4 184
787 075
/
18.629
16.096
1 047.2
14.3
18:00
3 011
1 019 645
/
21.571
18.33
1 307.1
16.7
19:00
2 866
1 194 295
/
22.95
19.85
1 502.4
18.3
20:00
1 591
1 367 105
/
24.32
21
1 653.7
19.5
炉腰
21:00
2 071
1 487 105
/
24.32
22.15
1 730
20.1
22:00
2 095
1 606 545
/
1 805.9
20.7
23:00
2 219
1 736 485
/
1 883.9
21.3
炉腹
0:00
2 232
1 869 005
/
/
1 961.1
21.9
1:00
2 338
2 007 465
/
/
/
2 041.8
22.5
2:00
2 322
2 147 885
/
/
/
2 123.6
23.3
3:00
2 346
2 287 735
/
/
/
2 205.1
24.1
炉缸
4:00
2 270
2 418 465
/
/
/
2 276.5
24.8
风口中心线
5:00
2 349
2 556 535
/
/
/
2 350.8
小套下沿
5:10
2 349
2 580 025
/
/
/
2 363.4
5:26
休风
3 结语
此次停炉前空料线降料面能顺利结束，归纳起来主要是：
（1）停炉前保持炉况稳定顺行，合理安排好停炉前的准备工作，做好相应预案，是安全、顺利停炉的保证。
（2）降料面过程中，回收煤气6 h，顶温始终控制在400 ℃内，耗时15 h 26 min降料面至风口位置，风量、风稳、洒水量的控制较合理。
（3）改进后的炉顶洒水枪的使用，不但取消了预休风时间，还能较好地均匀雾化洒水，且每支洒水枪的操作控制方便可控。洒水量可调。
（4）切煤气后，根据情况适当增加风量，缩短降料面时间，为后期工作争取时间。如：用冷风进行凉炉，喷入大量氮气，快速降低炉内、热风管道温度，缩短施工等待时间，改善作业环境。
此次空料线降料面操作，为今后高炉停炉前的操作积累了经验。
(责任编辑：zgltw)
