天钢3200m3高炉空料线停炉操作实践

徐 巍，李 祺，汪玉来，刘大为，白江涛

（天津钢铁集团有限公司炼铁厂，天津300301）

1 引言

天钢3200 m3高炉于2006年5月2日投入生产以来，原燃料长期不稳定，造成渣皮频繁脱落，导致冷却壁温度波动异常。2011年5月，冷却壁水管出现漏水现象，10月开始，呈现加速破损的趋势，10天左右能达到7根左右，炉皮局部温度达到120℃以上，严重影响了高炉的稳定顺行和各项生产技术指标，难以保证安全生产。经全面考虑，决定于2012年2月15日进行停炉中修，高炉采用炉顶打水降料面方法，料线降到风口中心线以下，降料面前期回收高炉煤气。打水空料线停炉方法经济、实用，且操作方法容易掌握，近几年在国内得到广泛应用[1]。

2 停炉前高炉基本状况

天钢3200 m3高炉采用炉体全冷却壁方案，炉底至炉喉钢砖下沿共设置16段冷却壁，其中6～10段为铜冷却壁，根据其所处部位的工况选用相应内衬镶入冷却壁内，砖壁合一薄内衬结构，设计炉型即为操作炉型。高炉破损部位集中在7段冷却壁，在炉体结构上均为炉腰位置，冷却壁水管破损数量总计55根，其中6段破损5根，7段破损45根，8段破损5根，9段3根，10段2根。

3 停炉前的准备工作

停炉前全面周密的准备工作是打水停炉安全、顺利实施的基础和保障，本次停炉主要更换炉腰6～7段的铜冷却壁，不更换炉缸冷却壁，不需要放残铁。主要从炉况调整、安装打水设施以及预休风前的检修工作等方面进行准备。

3.1 停炉前炉况调整

（1）保证炉缸热量充沛

预休风前要保证高炉处于良好的稳定顺行状态：[Si]=0.45%～0.55%、R=1.10～1.15、PT≥1510℃，保证炉缸热量充沛，渣铁的物理热充足、流动性良好，防止出现高碱度、凉炉等异常炉况。

（2）降低焦炭负荷

为了保证停炉前高炉的稳定顺行，焦炭负荷从2月12日由5.01左右逐步降低，2月12日焦炭负荷降至4.71，2月13日逐步焦炭负荷降至4.35，同时缩3 t批重，2月14日焦炭负荷降至3.86，缩批重3 t，2月15日夜班先将焦炭负荷降至3.74，之后按要求把焦炭负荷降至2.71，进行全焦冶炼，缩3 t批重，全焦料共布17批。

3.2 其他相关准备工作

（1）做好查水工作。预休风期间检查风口、冷却壁有无漏水，各阀门是否灵活好用，对破损和怀疑破损的风口小套和冷却壁要彻底处理，杜绝在停炉期间内出现内漏问题。

（2）安装炉顶打水枪。在预休风时把十字测温卸下，换上提前制作好的打水枪，并调试正常。每根水管安装1个流量表，并校对准确，供降料面时根据工长指令调节水量，并将打水控制箱安装在中控室，保证操作简便灵活。

（3）保证煤气在线检测仪器正常。降料面前把炉顶煤气分析仪检查好，量程范围确认好，CO范围0～30%，H2范围0～12%,确保停炉降料面过程中不出故障。

（4）调校探尺。将3号机械探尺改为长探尺，有效量程24 m，雷达探尺和长探尺在预休风时调校完毕。

（5）安装人工煤气取样孔。预休风时在煤气上升管处安装煤气取样孔，径向插入0.5 m，管径1 int，以便降料面时使用，并把炉顶煤气取样孔引到热风炉2层平台，并保证煤气取气设备正常。

（6）调校风口监视系统。在预休风时将风口成像系统调校好，保证32个风口的风口成像全部清晰，以便及时发现炉内情况，及早采取应对措施。

4 停炉操作

天钢3200 m3采用“回收部分煤气打水降料面”的方法停炉，在料面降至炉腹之后，停止回收煤气。停炉操作过程如下：

2月15日13 ∶30分开始送风，进行停炉操作；

14∶01，风量 4300，开始喷煤富氧；

14∶29，炉顶打水开始，顶温四点温度分别为275、350、311、309 ℃；

15∶12，放长探尺 8.92，雷达 8.43；

15∶43，开 1 号铁口；

16∶10，停煤；

17∶15，开始窜气流，开始减风控制；

17∶59，第二次窜气流，减风控制；

18∶05，开3号铁口，置换铁沟内的残铁，保护铁沟在出末次铁时能用；

18∶40，1 号铁口堵口，本次一号铁口出铁共941 t；

19∶26，炉内第一次爆震。测定料线长探尺为20 m，雷达探尺为20.6 m，料线已经到达炉腰部位。

19∶38，3 号铁口堵口，本次出铁 186 t；

19∶40 至 20∶54，又有 8 次爆震，进行减风操作；21∶05，停止富氧；

21∶06，开始处理煤气。此时料面已经到达高炉炉腹；

21∶07 至 21∶28，开始逐步加风操作；

21∶29，炉内第 10 次爆震；

23∶00，料线测定为长探尺为23.9 m，雷达探尺为22.8 m；

1∶00，从风口成像系统观察 7、8、9 号风口挂渣；3∶27，开 1 号和 3 号铁口；

3∶28，关1号放散。顶压22～5有利于渣铁出净；3∶29，风口吹空；

4∶07，关 2 号放散，顶压 70；

5∶03，开 1 号放散；

5∶45，开2号放散，开始休风，1号、3号铁口堵，本次1号出铁54 t，3号出铁31 t；

5点47关大闸；

5点49风量风压为0；

5点51休风；

5点52开倒流，整个停炉过程操作完毕。

本次停炉总共经历16 h22 min，在整个停炉期间，总打水量是2085 t，顶温平均温度在348.5℃。

5 讨论与分析

5.1 空料线操作控制参数（见表1）

从风量操作和热压变化上来看，在处理完煤气之后，由于进行了加风，且放散能力偏小，导致热压急剧上升，造成较大的一次爆震。前期煤气中氢气含量变化较大，停炉中后期煤气中氢气含量还是相对平稳。前期顶温控制偏低，打水频繁，致使顶温波动较大，打水量偏多。停炉过程中雷达探尺和机械探尺变化如图1所示。

雷达探尺与机械探尺数据对比（见表2），在整个停炉过程中，雷达探尺运行稳定，提供了真实有效的数据。

表1 天钢3200m3高炉打水空料线操作控制参数

5.2 降料面计算

（1）经计算2#高炉风口中心线以上部位操作容积为2994.37 m3，料线为1.7 m，扣除料线上方体积 115.48 m3，扣除 1批（23.95 t）盖面焦的体积43.54 m3后为2835.35 m3，压缩率平均按10%计算，则每批料的体积为76.63 m3，则风口中心线以上部位需加料37批，总计849.62 t焦炭，加上55.5 t焦丁则总共焦炭为905.12 t。总铁量为1518.48 t，总渣量为683.3 t。在实际生产中，停炉操作过程中共出铁 1942.6 t，出渣 937 t。

图1 机械探尺和雷达探尺的料线变化对比情况

表2 雷达探尺与机械探尺数据对比

（2）经统计计算燃烧1 t焦炭所需风量为2722 m3，因此总耗风量2463736.64 m3，考虑其他高炉以往的经验需乘以过剩系数1.35，降料面过程中总耗风量3326044.464m3，若按进入炉腹时改常压，进入炉腹前耗风2305727 m3，平均风量按5000 m3/min，计算需7.7 h，改常压后平均风量按3400 m3/min，到风口带需耗风 1197952.46 m3，需 5 h，累计将料面总时间约为12.7 h。本次停炉实际用时16 h22 min，实际耗风为 3773641 m3。

5.3 H含量的控制情况（见表3）

表3 H含量的控制情况

6 结论

（1）天钢3200 m3高炉打水停炉的顺利实施，达到了安全稳定的停炉目标，为大型高炉进行打水停炉提供借鉴。

（2）在停炉过程中共出现爆震10次，为减少爆震次数，应适当提高顶温控制范围，尽量减少往炉内打水，控制煤气中氢含量。

（3）通过对机械探尺与雷达探尺的对比，在停炉过程中雷达探尺的测量比较准确，能提供实时准确的数据，机械探尺随着料面的降低，误差也逐渐变大，可以在以后停炉以雷达探尺为主，机械探尺辅助测量。

[1]朱建伟，尚策.高炉深空料线停炉技术的应用和发展[J].炼铁，2005（3）：24-26.