謝 勇，李昌國(guó)，唐 春，劉普林

（四川省達(dá)州鋼鐵集團(tuán)有限公司，四川 達(dá)州635002）

1 引言

達(dá)鋼集團(tuán)公司煉鐵廠3#高爐2005年4月建成投產(chǎn)，高爐爐缸采用鑄鐵冷卻壁，爐缸以上部位冷卻設(shè)備全部采用冷卻模塊結(jié)構(gòu)。隨著冶煉強(qiáng)度的提高，受高爐耐火內(nèi)襯的膨脹和高爐鐵口爐殼開(kāi)裂變形的影響，鐵口相鄰區(qū)域冷卻設(shè)備損壞嚴(yán)重，2009年5月鐵口上方爐缸部位冷卻壁管根受熱應(yīng)力被拉斷漏水，2012年年初鐵口上方爐腹部位寬4米、高4米的區(qū)域冷卻設(shè)備全部損壞，2013年5月27日發(fā)生爐缸冷卻壁燒損漏鐵事故，10月2日出現(xiàn)鐵口上方大面積鋼殼爆裂燒穿事故，存在極大的安全隱患。在集團(tuán)公司的安排部署下，煉鐵廠3#高爐于2013年11月16日實(shí)施空料線、放殘鐵停爐工作，這在達(dá)鋼高爐上是第一次停爐及放殘鐵工作，經(jīng)過(guò)煉鐵廠相關(guān)技術(shù)人員的精心操作和控制，整個(gè)停爐過(guò)程安全順利，空料線到風(fēng)口后從預(yù)定的產(chǎn)鐵口共放出殘鐵110余噸，為高爐大修節(jié)約了工期，達(dá)到了安全無(wú)事故、成功停爐的目的。

2 做好停爐前爐料置換工作

煉鐵廠在接到集團(tuán)公司停爐安排后，成立以王廠長(zhǎng)任組長(zhǎng)的停爐指揮小組，3#高爐開(kāi)始有計(jì)劃地逐漸騰空備料倉(cāng)，為停爐大修做準(zhǔn)備。同時(shí)要求各崗位加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的全面監(jiān)測(cè)力度，2013年11月13日16∶00開(kāi)始，高爐有計(jì)劃地調(diào)整高爐爐料結(jié)構(gòu)，18∶10停止的使用小粒級(jí)礦丁，加入螢石改善渣鐵流動(dòng)性，15日加錳礦進(jìn)一步清理爐缸，16日1∶00，爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整為燒結(jié)礦＋自產(chǎn)普通球團(tuán)礦，16日夜班6∶20按計(jì)劃進(jìn)行預(yù)休風(fēng)。

3 做好預(yù)休風(fēng)工作

（1）根據(jù)停爐降料面需要，從爐喉取樣孔部位圓周方向均勻安裝4根爐頂噴水管。噴水管上三排孔徑為4mm的噴水孔，鉆孔長(zhǎng)度為1 800mm，兩側(cè)與中心夾角為45°，噴水中心孔向上，插入爐內(nèi)深度2 500mm（從爐殼算起），外面用法蘭固定。

（2）為保證停爐噴水的安全操作，在高爐安全區(qū)域安裝4個(gè)操作閥門(mén)，以便分別控制噴水量。

（3）為提高噴水霧化效果，在噴水管后端斜向30°插入一根高壓氮?dú)庵Ч?，為防止深入爐內(nèi)的噴水管燒彎下垂，噴水管裝上后適當(dāng)通入氮?dú)?，?fù)風(fēng)初期適量通水。

（4）爐身安裝氮?dú)獗汗堋Ｔ跔t身二、三層平臺(tái)分別交叉選擇3處探瘤孔向爐內(nèi)燒通（共6根）。插入φ32＊4mm的無(wú)縫鋼管，伸入爐內(nèi)0．3m后焊接固定。外部與氮?dú)夤艿澜油ǎ惋L(fēng)前開(kāi)通氮?dú)狻?/p>

（5）檢查冷卻設(shè)施及冷卻器，高爐已損壞冷卻壁全部封閉死，確保停爐期間不漏水入爐，壞的風(fēng)口渣口全部更換為新的。

（6）爐頂液壓站全部停止運(yùn)行，下密閥加盲板，爐頂兩放散閥全開(kāi)并固定好。空料線前吊走高爐各平臺(tái)易燃易爆物品，并將下密閥的潤(rùn)滑油清理干凈，安裝噴水冷卻裝置。

（7）爐前確認(rèn)泥泡、開(kāi)口機(jī)、行車(chē)、除塵系統(tǒng)等設(shè)備運(yùn)行可靠，將開(kāi)口機(jī)的角度調(diào)大到13°左右。并將開(kāi)口機(jī)鉆頭由φ60mm的換成φ70mm。

（8）關(guān)閉煤氣切斷閥，重除遮斷閥用黃沙封嚴(yán)，保證高爐煤氣不進(jìn)入布袋除塵器。嚴(yán)格檢查通往爐頂、爐喉、除塵器等蒸汽管道和閥門(mén)，確保暢通無(wú)阻，蒸汽壓力不得小于0．5Mpa。

（9）確認(rèn)降料面的初始深度，以便停爐過(guò)程中有效掌控料線高度。

（10）安裝臨時(shí)探尺（12m），以便了解空料線停爐過(guò)程中爐料位置。

（11）安裝2根煤氣取樣管（一用一備）并連接到安全區(qū)域，以便停爐過(guò)程中對(duì)煤氣取樣分析檢驗(yàn)，制作降料線過(guò)程的CO、H2數(shù)據(jù)記錄趨勢(shì)圖如圖1。結(jié)合探尺深度，判斷停爐時(shí)爐料在爐內(nèi)的位置。

4 降料面及停爐操作

經(jīng)過(guò)對(duì)停爐前各項(xiàng)工作逐項(xiàng)落實(shí)確認(rèn)簽字后，16日11∶12預(yù)休風(fēng)結(jié)束復(fù)風(fēng)，按預(yù)定計(jì)劃實(shí)施空料線降料面工作。

（1）初始料線高度7m，風(fēng)量68 700m3／h，風(fēng)壓110KPa，為加快降料面，11∶40開(kāi)始富氧鼓風(fēng)，富氧量1 000m3／h，并通過(guò)調(diào)節(jié)氧量等參數(shù)，控制風(fēng)口前的理論燃燒溫度，保證渣鐵流動(dòng)性。

（2）在降料面初期，煤氣 H2含量較低，隨著爐頂溫度的升高，逐步增大爐頂大水量，通過(guò)調(diào)節(jié)打水量來(lái)控制爐頂溫度。根據(jù)爐頂四點(diǎn)溫度的變化，指定專人調(diào)節(jié)四點(diǎn)打水量，打水連續(xù)進(jìn)行，堅(jiān)持早調(diào)、少調(diào)。

（3）為了保證煤氣分析及時(shí)、準(zhǔn)確，為爐內(nèi)降料面提供依據(jù)，高爐降料面期間采用每隔30min人工取樣一次進(jìn)行煤氣成分分析，20min內(nèi)將數(shù)據(jù)報(bào)至高爐中控室。

（4）停爐主要過(guò)程：13∶06分爐內(nèi)第一次出現(xiàn)崩料爆震，頂溫瞬時(shí)達(dá)到450℃，爐內(nèi)減風(fēng)10KPa，將風(fēng)量控制在52 900m3／h，風(fēng)壓100KPa控制爐頂溫度，保證安全降料面。料線深度10．3m，結(jié)合高爐有效內(nèi)型尺寸，判斷出爐料已到達(dá)爐身中下部。煤氣分析CO含量比例26．4%。從13∶30至16∶00每半小時(shí)放一次探尺，并結(jié)合爐內(nèi)煤氣成分分析結(jié)果，判斷料面的位置。16∶00臨時(shí)探尺已無(wú)法探出料面深度，煤氣分析CO含量比例25．4%，結(jié)合高爐內(nèi)型尺寸判定料面基本到達(dá)爐腰中上部位置。隨料面的下降，料層變薄后爐內(nèi)逐步減少富氧量，13∶50入爐氧量600m3／h，16∶35停止富氧。16∶00至17∶20爐內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)爆震，爐內(nèi)大幅減風(fēng)。因持續(xù)打水，爐頂溫度在250℃左右。通過(guò)調(diào)節(jié)爐頂打水量，將爐頂溫度控制在要求范圍內(nèi)，爐內(nèi)通過(guò)控風(fēng)后有效地控制住了爐內(nèi)的爆震現(xiàn)象，到停爐休風(fēng)時(shí)沒(méi)有再出現(xiàn)爆震。18∶28接煤氣成分分析報(bào)告，煤氣分析H2達(dá)7．7%，從風(fēng)口窺視孔觀察發(fā)現(xiàn)風(fēng)口暗紅，判斷料面以達(dá)爐腹下部。爐內(nèi)減壓至48KPa，風(fēng)量50 000m3／h。此后，為減少煤氣放散噪音，降低大氣放散污染，控制較低的入爐風(fēng)量，19∶30從風(fēng)口窺視孔觀察到部分風(fēng)口吹空，說(shuō)明料面降至風(fēng)口平面，19∶39打開(kāi)鐵口放最后一次鐵，同時(shí)準(zhǔn)備放殘鐵工作。20∶08全部風(fēng)口吹空。

圖1 CO2和H2變化趨勢(shì)圖

5 殘鐵排放技術(shù)措施

5．1 放殘鐵的準(zhǔn)備工作

為縮短停爐后爐缸清理時(shí)間，3#高爐計(jì)劃停爐前進(jìn)行帶壓放殘鐵工作。

（1）停爐前現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量爐缸第一段冷卻壁外爐殼溫度（靠鐵路運(yùn)輸線一側(cè)），將溫度最高的爐殼位置下方300mm確定為殘鐵口位置。

（2）預(yù)休風(fēng)時(shí)，將殘鐵口附近區(qū)域的四塊冷卻壁進(jìn)水關(guān)閉，并用壓縮空氣將余水吹掃干凈并堵死，防止放殘鐵時(shí)鐵水打炮，出現(xiàn)安全事故。

（3）制作殘鐵溝用角鋼，鋼板等材料做成上口寬500mm，下口寬400mm，深度400mm的殘鐵溝槽，測(cè)量勾頭與鐵水罐位置，確保殘鐵口燒開(kāi)后能順利流入鐵水罐內(nèi)。

（4）在爐基上搭設(shè)一個(gè)4＊4m的平臺(tái)，要求堅(jiān)固、防滑，平臺(tái)與地面保持暢通，以便于放殘鐵的人員能夠快速安全撤離現(xiàn)場(chǎng)。

（5）燒殘鐵口用的氧氣管、風(fēng)鎬、榔頭等工具（材料）和堵殘鐵口所用的有水泡泥準(zhǔn)備到位。

（6）殘鐵口安裝可在適當(dāng)位置加立柱，溝內(nèi)用粘土磚砌筑，然后用免烘烤料鋪墊。

5．2 嚴(yán)格掌控放殘鐵過(guò)程

（1）通過(guò)計(jì)算，預(yù)計(jì)爐缸內(nèi)殘鐵量82t，提前預(yù)備兩個(gè)65t鐵水罐到位，放滿一罐通過(guò)擺動(dòng)流嘴導(dǎo)流入另一罐。

（2）16日19∶39最后一次開(kāi)穿鐵口后，立即組織鉗工將殘鐵口處爐殼鋼板割開(kāi)，組織人員用氧氣管燒殘鐵口，殘鐵口直徑控制在60mm左右。

（3）采用氧氣燒殘鐵口的方法時(shí)，在燒進(jìn)一段后停下來(lái)做好殘鐵口孔徑后再繼續(xù)燒進(jìn)，確保安全放凈爐內(nèi)殘鐵。

（4）20∶49殘鐵口燒開(kāi)后，由于準(zhǔn)備工作充分，鐵水順利從殘鐵口流入鐵水罐內(nèi)。因降料面過(guò)程中爐內(nèi)無(wú)補(bǔ)充熱源，加之大量打水停爐，爐缸熱損失大，殘鐵水流動(dòng)性差。3#高爐采取回風(fēng)加壓，以“擠壓”的方法，爭(zhēng)取最大限度地排好爐缸殘鐵，為減輕停爐后扒爐工作量和縮短大修時(shí)間提供了基礎(chǔ)。

（5）23∶50殘鐵斷流，高爐休風(fēng)，并向爐內(nèi)打水涼爐，整個(gè)停爐過(guò)程安全順利結(jié)束。經(jīng)計(jì)量從殘鐵口排出的殘鐵量約為110t。

6 強(qiáng)化停爐及放殘鐵過(guò)程的安全管理

煉鐵廠對(duì)空料線及放殘鐵時(shí)期間的安全制定了詳盡的各項(xiàng)安全規(guī)定，相關(guān)操作人員人員熟悉操作程序和應(yīng)急預(yù)案，無(wú)關(guān)人員撤離到安全區(qū)域，確保實(shí)現(xiàn)安全停爐。

7 結(jié)語(yǔ)

煉鐵廠3#高爐于11月16日6∶20開(kāi)始停爐預(yù)休風(fēng)到23∶50休風(fēng)停爐，整個(gè)過(guò)程共17小時(shí)30分，實(shí)現(xiàn)了將料面降到風(fēng)口，并從預(yù)定的殘鐵口排放鐵水約110t，為高爐大修節(jié)約了接近30天左右的爐缸清理時(shí)間，達(dá)到了安全、成功停爐的目的，為集團(tuán)公司創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。