賀建國 李健忠 樊曉東

烏海市包鋼萬騰鋼鐵有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古 烏海 016000

內(nèi)蒙古建龍現(xiàn)有兩座12003高爐，1#高爐于2020年10月31日進(jìn)行了降料面操作，2#高爐于2021年2月23日進(jìn)行了降料面操作。對這兩次降料面過程進(jìn)行全面剖析，總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)，為日后降料面操作提供有價(jià)值的參考。

1 爐頂打水系統(tǒng)的優(yōu)化

高爐降料面停爐過程中發(fā)生的爆震或者爆炸主要是由瞬間大量水變成水蒸氣造成的[1]。1#高爐在降料面前進(jìn)行了5個(gè)小時(shí)的預(yù)休風(fēng)，主要是將原爐頂打水系統(tǒng)出水頭改為霧化噴頭，同時(shí)增加4根臨時(shí)打水管(非霧化噴頭)，總出水能力120t/h。但由于原爐頂打水系統(tǒng)的兩套管路(每套管路連接四個(gè)噴頭)只在各自管路上有一個(gè)總的電動閥，在每個(gè)噴頭上只有手動閥，整個(gè)控制系統(tǒng)較為簡單，缺乏靈活性，所以在降料面時(shí)，頂溫控制效果不佳，而且需要水工到現(xiàn)場配合，對降料面的進(jìn)程以及安全性影響較大。2#高爐利用前期的定修已經(jīng)將爐頂打水系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造，將總管路和每個(gè)霧化噴頭全部加裝電動閥(同時(shí)配有氮?dú)獯祾?，總出水能力120t/h。由于爐頂打水系統(tǒng)完全滿足此次降料面需求，所以2#高爐在降料面前未進(jìn)行預(yù)休風(fēng)。在整個(gè)降料面期間頂溫控制的非常好，四點(diǎn)頂溫呈聚攏狀態(tài)，高爐在操作上完全處于主動地位。最終，在切煤氣前爐內(nèi)都沒有發(fā)生爆震，在切煤氣后爐內(nèi)才有幾次輕微爆震。

由此不難看出爐頂打水系統(tǒng)的優(yōu)劣對于降料面的進(jìn)程以及安全性有著決定性作用。同時(shí)、由于爐頂打水系統(tǒng)完全能夠滿足降料面需求，所以在降料面前可以不用預(yù)休風(fēng)，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，同時(shí)安全性大大提高。

2 切煤氣時(shí)機(jī)的掌握

高爐降料面過程中，煤氣成份能間接反映料面的位置。隨著料面的下降，煤氣中CO2含量會呈現(xiàn)先降后升的趨勢，標(biāo)志著爐內(nèi)間接還原的結(jié)束，待CO2含量降到最低點(diǎn)即3%～5%時(shí)，料面進(jìn)入爐腰。待料面進(jìn)入爐腹后，隨著直接還原的發(fā)生，CO2含量開始回升[2]。

1#高爐降料面切煤氣時(shí)南北兩個(gè)機(jī)械探尺顯示料面剛剛進(jìn)入爐腹，但由于人工化驗(yàn)煤氣超標(biāo)，再加上風(fēng)口成像顯示各個(gè)風(fēng)口均有不同程度的掛渣現(xiàn)象，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷實(shí)際料面已經(jīng)進(jìn)入爐腹，所以此時(shí)決定進(jìn)行切煤氣操作。

2#高爐南尺在超出4m后容易卡死，所以在降料面開始后一直使用北尺探料面。2#高爐在開始降料面后人工煤氣成份個(gè)別數(shù)據(jù)明顯失真，高爐操作者對煤氣成份的準(zhǔn)確性產(chǎn)生懷疑。當(dāng)北尺顯示料面已經(jīng)進(jìn)入爐腹時(shí)，此時(shí)的人工煤氣成份超標(biāo)，但風(fēng)口成像顯示各個(gè)風(fēng)口明亮耀眼，料面并不是降到爐腹的跡象，煤氣成份中H2、CO2的數(shù)值變化又沒有明顯規(guī)律，對判斷料面位置不能提供有價(jià)值參考，出于安全的考慮，最終選擇切煤氣操作。改常壓一段時(shí)間后，當(dāng)北尺顯示料面已經(jīng)進(jìn)入爐缸時(shí)，觀察風(fēng)口成像仍然明亮耀眼，并無見空跡象，此時(shí)懷疑北尺顯示值比真實(shí)值偏大。此時(shí)選擇放南尺探一次料面，結(jié)果南尺顯示料面也應(yīng)該進(jìn)入爐缸，但實(shí)際情況與之不相符，至此確定料尺顯示值偏大。根據(jù)常壓降料面的耗時(shí)，以及切煤氣之前的累計(jì)風(fēng)量估算切煤氣時(shí)料面大概在爐腰中上部。為了將料面降到爐缸，后續(xù)不得不延長常壓降料面的時(shí)間來彌補(bǔ)停氣過早而耽誤的進(jìn)程。

由此可見，降料面時(shí)切煤氣時(shí)機(jī)的把握非常重要。在目前采用霧化打水的前提下，爆震難以控制的情況發(fā)生的較少，一般都是料面進(jìn)入爐腹后進(jìn)行切煤氣操作。而此時(shí)準(zhǔn)確判斷料面是否真正的進(jìn)入爐腹就顯得尤為關(guān)鍵，如2#高爐本次切煤氣時(shí)遇到的特殊情況(料尺失真、人工煤氣失真)最終造成了切煤氣過早，導(dǎo)致后期常壓降料面時(shí)間過長?；诖嗽颍盗厦媲耙欢ㄒ獙α铣?、煤氣分析系統(tǒng)、煤氣取樣裝置進(jìn)行必要的校驗(yàn)或檢查。切煤氣時(shí)一定結(jié)合料尺、煤氣特點(diǎn)、風(fēng)口成像特征、累計(jì)耗風(fēng)量等多手段判斷料面位置，任何一方面顯示異常時(shí)，高爐操作者都應(yīng)該引起重視，避免切煤氣過早而陷入被動局面。

3 休風(fēng)料中焦炭結(jié)構(gòu)的差異

在降料面時(shí)，高爐內(nèi)爐料是由休風(fēng)料和蓋面焦組成。1#高爐在下完休風(fēng)料和蓋面焦后進(jìn)行了預(yù)休風(fēng)，2#高爐在下完休風(fēng)料和蓋面焦后就直接開始降料面。兩次降料面時(shí)蓋面焦都是三級焦，但兩次休風(fēng)料中的焦炭結(jié)構(gòu)有較大差異。1#高爐休風(fēng)料中的焦炭結(jié)構(gòu)是以二級焦炭(75%)為主，配有少量三級焦炭(25%)。考慮到在降料面前2#高爐狀態(tài)調(diào)整的較好(平均爐溫0.45%，平均物理熱1495℃)，爐缸整體較活躍，同時(shí)借鑒1#高爐降料面時(shí)休風(fēng)料的經(jīng)驗(yàn)，為了降低成本，將休風(fēng)料中的焦炭調(diào)整為100%三級焦。在整個(gè)降料面過程中，壓量關(guān)系平穩(wěn)(打水系統(tǒng)也起到較大作用)，未發(fā)生管道等爐內(nèi)事故，既實(shí)現(xiàn)了安全降料面到爐缸的目標(biāo)，又達(dá)到了降低成本的目的。

由此可見，從降低成本方面考慮，在降料面時(shí)蓋面焦全部可以使用質(zhì)量較差的焦炭。如果降料面前爐況調(diào)整的較好，休風(fēng)料中的焦炭也可以適當(dāng)比例使用質(zhì)量較差的廉價(jià)焦炭。但此舉要慎重，以免由于焦炭質(zhì)量過差，導(dǎo)致爐缸中渣鐵滲透困難，從而引起大面積燒套或者其他爐內(nèi)事故的發(fā)生。

4 結(jié)論

4.1 爐頂打水系統(tǒng)良好的霧化效果、充沛的打水能力、以及靈活的控制系統(tǒng)是保證高爐降料面既快速又安全的關(guān)鍵因素之一。

4.2 通過料尺顯示、煤氣成份特點(diǎn)、風(fēng)口成像特征、累計(jì)耗風(fēng)量等多手段判斷料面位置，準(zhǔn)確掌握切煤氣時(shí)間是高爐降料面既快速又安全的又一關(guān)鍵因素。

4.3 在爐況狀態(tài)良好的前提下，從降低成本的角度出發(fā)，降料面時(shí)休風(fēng)料可以適當(dāng)比例的使用質(zhì)量較差的廉價(jià)焦炭，但此舉要慎重，以免發(fā)生大面積燒套以及其他爐內(nèi)事故，從而影響降料面的進(jìn)程。