1、承鋼2#高爐降料面停爐實踐李永超 何紅林 李伊輝 李海東 李海生（河北鋼鐵股份有限公司承德分公司煉鐵廠）摘要：承鋼公司煉鐵廠2#高爐2010年7月8日停爐檢修，采用“回收部分煤氣打水降料面”的方法停爐，本次降料面回收煤氣期間料面首次深達爐腹，回收煤氣約42萬m3，成功地達到了回收煤氣的目的，實現了安全、快速停爐，并減少了噪音和環境污染。關鍵詞：高爐 回收煤氣打水降料面 常壓打水降料面 安全停爐1、預休風料及工藝操作1.1預休風料入爐情況預休風時爐內累計焦炭117.2t，理論鐵量約125t。1.2工藝操作1.2.1 8日夜班開始將負荷由3.74降至3.53，穩定爐溫。1.2.2 8日白班提前一個

2、周期（約9：00）開始變2.5全焦負荷，加凈焦14.4t，根據爐溫水平及全焦負荷的入爐時間，10：45分停煤，11：00停氧。1.2.3 11：30左右視頂溫開始控料線，通過延遲放料時間控制頂溫在300以下，料線6-7米。1.2.4 12：45分切煤氣，12：50分預休風，休風料線7.0m。 最后一爐鐵用自產有水炮泥堵口。1.2.6 預休風時，Si+Ti0.555%，物理熱1450。2、預休風后操作2.1預休風后，更換13#風口小套，捅開1#、16#風口。圓所有風口，確定直吹管內無雜物。2.2拆除爐頂攝像，并用“盲板”盲死拆除孔，保留雷達探尺，供降料面時測料線。2.3安裝降料面用的加壓泵及水槽

3、，并從風口平臺向上鋪設了四根噴水管、一根混合煤氣導出管道。調試各個打水管的水量，并確認各個打水管的方位。2.4 13：30-15：20安裝降料面打水管。3、打水降料面3.1回收煤氣階段3.1.1 15:40一切準備工作就緒后，送風至最低開始降料面。當頂溫上行、頂壓上升后快速引煤氣，視情況不斷加風，通過控制打水量使布袋入口溫度不超過280。3.1.2 此階段風壓使用水平以頂壓和壓差為準，初期頂壓在30kPa左右，壓差控制在80-90kPa、后期控制在50-80kPa之間。3.1.3此階段風量使用水平，平均風量1211m3/min。此階段用時4小時30分鐘，累計回收煤氣約42萬m3。3.1.5 初

4、始送風料線7.0m，切煤氣時料線進入爐腰以下800mm（碳素消耗風量計算）。3.1.6 此階段出鐵一次，18：30-19：00出鐵，鐵量127.5t。3.1.7 此階段共發生爆震3次。其中18:04爆震較劇烈，頂壓由32kPa升高至73kPa，其余2次爆震較小，頂壓波動不大。3.2常壓降料面階段3.2.1 20：10測算料面進入爐腹后，切煤氣改常壓操作。3.2.2 此階段風壓使用水平，40-60kPa，頂壓在10kPa左右，壓差控制在30-40kPa之間。3.2.3 此階段共用時4小時20分鐘，平均風量1277 m3/min。3.2.4 9日0:00開鐵口出鐵，由于風壓低、頂壓偏低，鐵量少未算

5、爐次。3.2.5由于雷達探尺不夠準確，只能根據爐頂煤氣的成分結合碳系消耗風量計算來判斷料面的大體位置，22：20發現1#、5#、10#風口間斷見空，23：50左右，大部分風口見空； 9日0：10時風口全部見空，料面降到風口帶； 0：30休風結束，料面已到風口帶以下。3.2.6此階段未發生爆震。3.3降料面期間送風參數、頂溫控制趨勢圖如下圖所示：3.3.1由趨勢圖可以看出， 19:00 4點頂溫都開始上升，熱風壓力達到最大值168 kPa，4點頂溫在20:00分別達到最高值625、597、560、525。3.3.2西北頂溫波動較大，最低時到84，最高時到625，一方面原因，此處大水管安裝偏向該處

6、上升管，打水不均勻；另一方面，此處測溫熱電偶可能已損壞，頂溫數據時有時無，數據不準確。3.3.3降料面期間，頂溫整體偏高，盡管開高爐本體高壓水，但是由于打水系統陳舊造成爐頂打水能力不足和打水不均，造成頂溫偏高。3.3.4頂壓控制平穩，未出現大的波動。3.3.5熱風壓力只出現一次大的拐點，波動較小。3.4煤氣分析由上表所示：3.4.1 18:00煤氣分析中CO2出項拐點，標志著爐內間接還原反應的基本結束，隨后CO2逐步升高，預示著此時料面在爐腰附近，18:04出現的大爆震，也從側面證明了此時料面的位置所在。3.4.2 19:00煤氣分析中 CO2值開始回升，爐頂煤氣溫度也隨之上升，預示著料面進入

7、爐腹。3.4.3 20:10根據頂溫及煤氣分析中O2的含量，果斷進行切煤氣操作，回收煤氣階段結束，進入常壓降料面過程。3.5降料面期間渣、鐵成份分析鐵水成分分析爐號CSSiPVTiCrMnSi+Ti鐵水溫度10227704.050.0480.310.1010.4610.2710.2300.1360.58114463.5.2爐渣成分分析爐號CaOMgOSiO2Al2O3TiO2V2O5FeOSR2R3Z102277033.3710.5926.5916.2711.60.1491.220.931.251.653.6風口前燃燒碳素校正累計風量3.6.1計算條件.1 3.53負荷料和2.5負荷料中焦碳的

8、炭素安85%在風口前燃燒，蓋面焦中的炭素安100%在風口前燃燒。.2 不考慮送風裝置的漏風。.3 送風降料面時結合實測料線，根據冶煉周期計算，休風時有9批3.53負荷料在爐腹中下部。3.6.2計算過程.1負荷料焦碳中的炭素量：（38.45+35）*0.960*0.866*0.85，共計約51.90t。.2 蓋面焦中的炭素量：（33+14.4）*0.96*0.866，共計約39.41t。.3全爐炭素消耗風量：（51.90+39.41）*4440，累計風量為40.54萬m3。 累計風量校正從首個風口見空至休風用時130分鐘，累計風量為16.22萬m3，此部分風進入風口大部分不能與焦碳發生反應，從累

9、計總風量中減去，實際累計風量較理論計算多萬11.35m3。3.6.4結論實際用風量較理論計算多11.35萬m3，平均分配到降料面時間內實際風量較理論風量多214m3/min。3.6.5原因分析.1預休風時料線存在誤差，料線測量偏深，爐料體積少，爐腹處3.53負荷料少計算若干批，爐內總碳素量減少。.2累計流量為每10分鐘統計一次得來，與真實風量存在一定偏差。.3選擇的負荷料在風口前燃燒炭素率偏低。料面到達爐腰時，煤氣成分中CO2出項拐點，預示著間接還原反應的基本結束，所以負荷料中的碳素將只有很少一部分參與間接還原，而大多數將進行完全燃燒生成CO2，碳素燃燒率將大大升高。.4 2#高爐停爐后，發現

10、爐身以下爐墻上已無噴涂料，因此，高爐實際爐容較有效容積變大，因此，按照有效容積計算出的裝料量較實際偏少。4、承鋼歷次降料面分析承鋼公司以前停爐降料面，都是采用“常壓打水降料面法”。而“回收部分煤氣打水降料面法”是近2年才慢慢應用起來的，既無經驗可尋，又無成熟方案，可以說在“摸著石頭過河”。通過承鋼近3次的停爐實踐，逐步總結出了一些規律，并且停爐一次比一次完善。4.1全爐負荷的選擇上，大高爐左右，小高爐。輕負荷料負荷。4.2爐渣堿度按Si=0.35%校核堿度。4.3停爐前幾天，使用優質原燃料，穩定爐況，適當配加螢石于邊緣洗爐墻，螢石加入量按渣中CaF2810%控制。4.4 頂壓、壓差控制在正常范

11、圍的70%-80%,冷風流量按全風風量的80%-90%控制。4.5承鋼前2次降料面過程中，為了安全起見，通過雷達探尺測量，加上煤氣成分分析，當料面到達爐腰時主動切煤氣。此次2#高爐切煤氣時，根據煤氣成分分析，結合風量計算及頂溫，料面已到達爐腰下800mm處時切煤氣，大大提高了煤氣回收量，且安全環保。4.6停爐降料面期間，制約回收煤氣量最大的問題是安全，國內其他廠家停爐期間，嚴格控制煤氣含H2和O2，要求H212%，最高不大于15%；O22%，當爐頂溫度300時為1.8%，600以上時為0.8%。筆者認為，當爐頂存在大量水蒸氣的情況下，對爐頂的煤氣起到了惰化作用，況且H2含量要達到大于12%的爆

12、炸濃度，只有爐頂的水蒸氣分解才能達到，而水蒸氣的分解條件是相當苛刻的。用化學平衡解釋2H2+O2=2H2O+Q，氫氧焰的溫度可高達25003000，從這個反應可以看出正方向反應放出大量的熱，而如果想讓負方向反應進行的話，需要更大的熱，而在3000時其尚且只生成H2O，證明了H-O之間的結合鍵很穩定，如果想要破壞之間結合鍵，需要至少比其鍵能更大的能量破壞，才能重組。故溫度需要更高才能進行逆反應。 而過高的溫度反應后，如對產物不加以隔離的話，還是會形成H2O。所以認為一般除非電解，水是不會分解成H2和O2的。4.7筆者認為，降料面期間，爐內可能發生的爆炸以下2種情況，一種是大量的水變成水蒸氣時，瞬

13、時體積膨脹1200多倍發生的物理爆炸。另外一種是水與燃燒的焦炭發生的水煤氣反應，體積膨脹2400多倍，但是爐頂存在大量的水蒸氣，爐頂焦炭不會出現紅焦，所謂的爆震可能是由于局部下料快使紅焦裸露而與水蒸氣發生的水煤氣反應，不會發生氫氣爆炸反應。所以，停爐回收煤氣爆炸性很小，可以回收更多的煤氣。4.8承鋼降料面期間，煤氣分析采用人工化驗的方法，取樣工從風口平臺用氣囊裝上混合煤氣后再回到化驗室，混合煤氣溫度會降低，而混合煤氣中大量的是水蒸氣，溫度下降后，水蒸氣變成水，混合煤氣體積減少，這樣使煤氣中其他成分升高，造成化驗誤差。4.9當料面降至爐腹下部時，主動切煤氣。個別風口見黑時，風口處煤氣產出量減少，爐頂煤氣存在大量的氮氣，將影響煤氣質量。5、幾點想法5.1下次停爐降料面，可適當推遲切煤氣的時間，當料面到達爐腹下部時，再切煤氣。一方面，高壓條件下節省停爐時間，另一方面，回收部分煤氣經濟且環保，減少污染。5.2減輕其中任一個放散閥的配重到正常的80%，當頂壓波動劇烈時，可自動開啟放散，達到釋放爐內壓力的作用。5.3發揮雷達探尺的作用，單一的靠混合煤氣的成分來判斷料線的位置不夠科學，2者應結合起來。5.4改善煤氣取樣的方法，適當給氣囊做保溫，降低煤氣成分的誤差。5.5當頂溫升高，打水控制不住時，可適量開氣密箱氮氣（根據承鋼經驗可以降低頂溫50左