鞍钢2580 m3高炉停炉实践

李建军，刘德辉，曾宇，李晓春，孟凡双，姜喆

（1.鞍钢股份有限公司炼铁总厂，辽宁 鞍山 114021；2.鞍钢集团钢铁研究院，辽宁 鞍山 114009）

鞍钢股份有限公司炼铁总厂新5#高炉（2580 m3）第1代炉役始于2009年6月30日，于2018年9月13日停炉大修，第1代炉役9年3个月，生产生铁1 693.51万t，单位高炉容积产铁量为6 089.58 t。高炉生产后期，炉缸温度（热电偶显示）大幅升高，最高达到640℃，表明炉缸炭砖减薄，理论计算得出，最薄处炭砖厚度小于300 mm；同时，高炉出现漏煤气现象，存在安全隐患。受安全因素影响，高炉产能受到极大制约，燃料比长期处于560～580 kg/t，远高于国内同容积高炉燃料比520 kg/t的水平。鉴于此种情况，高炉于2018年9月13日停炉大修。

1 停炉前准备

（1）安全准备。为了确保安全停炉，新5#高炉从2018年8月初开始，对高炉打水和外部漏水情况进行处理，以确保积水不进入渣铁道和残铁沟区域，并在出残铁完成前，保证此项工作时时受控。

（2）停炉前洗炉。为了清洗炉墙粘结物，更好完成出残铁作业，于8月20日开始物理洗炉，即采取保持高炉适宜强度、降低终渣碱度和提高炉温等措施，将铁水[Si]含量控制在0.6%左右，使入炉碱度由1.45逐渐降低到1.32，铁水[S]含量控制在0.02%～0.025%之间，风压在保证稳定顺行的基础上适当提高。

（3）倒槽工作。为了保证预休风前高炉顺行状态，防止由于集中倒槽槽中粉末增加，影响高炉顺行，于8月28日至9月3日，对球团矿槽预倒一遍。其余烧结矿槽，由于原料供应紧张、经常倒空，本次不采取预倒槽。从9月11日开始，高炉逐步控槽存、倒槽。预休风后，烧结矿剩余300 t，球团矿剩余200 t，焦炭仅剩余150 t，倒槽槽存剩余较少，减少了倒料难度，降低了环保风险。

2 停炉操作

2.1 残铁口位置选择

由于运输因素，新5#高炉炉缸区域只有西偏北、东偏南部位有出残铁位置，考虑东、南两铁口之间夹角小、铁水流动大，侵蚀相对较重，因此选择在东偏南方向（6#、7#风口）开残铁口。残铁口位置选在标高7.64 m处，即炉墙第一层陶瓷杯中部（二段冷却壁下部）。残铁口位置选择情况如图1所示。

图1 残铁口位置选择

2.2 残铁量计算

根据鞍钢高炉情况，按以下经验公式[1]计算炉缸内残铁量，

式中，P为残铁量，t；k为残铁系数，一般取0.5～0.6，侵蚀严重的炉底取上限，较轻取下限；d为炉缸直径，m；h为实际死铁层深度，m；ρ为热态铁水密度，t/m3。考虑新5#高炉长期处于低强度生产，其系数可按0.45计算。经计算得出，高炉残铁量为850.2 t。实际出铁量为521.6 t，比预计少约330 t，分析原因如下：

（1）降料线打水多，造成炉缸物理热不好，残铁流动性差，侧壁挂铁；

（2）停炉前边缘发展，炉缸活跃度和物理热不足，铁水流动不好，残铁没出净；

（3）从侵蚀程度分析，炉缸中心侵蚀不多，边缘侵蚀多，为象脚型，说明炉缸在整个炉役中没有吹活。

2.3 二次降料面操作

高炉大修停炉，理想状态是将料面安全、平稳降到风口处，但在降料面时容易出现炉顶煤气温度过高烧坏炉顶设备[2]、煤气中H2含量高与没有反应的O2反应而产生爆震[3]的情况。因此，降料面过程要严格控制炉顶煤气中H2含量[4]，要求小于4%。当炉顶H2含量大于4%时，需及时减小炉顶打水量。鞍钢新5#高炉从2018年9月13日14:15开始降料面，到9月14日8:55休风结束，共耗时约18 h。降料面过程中煤气成分和料线数据如表1所示。

表1 降料面过程中煤气成分和料线数据

降料面期间每隔0.5 h取1次煤气样，分析煤气中 N2、H2、CO、CO2和 O2含量，严格控制 H2和 O2成分变化。 当出现 H2＞12%、O2＞12%或风口吹空时，立刻停止回收煤气[5]。通过煤气中的CO2含量判断料面降落位置，9月13日22:30煤气中的CO2含量减小到3.9%，证明此时料面已经降到炉腰附近位置[6]，与实测数据基本一致。9月14日8:55降料面操作结束，此次降料面过程共计打水1 548 t，料面平稳且平整地降到风口区域，未出现爆震情况。

2.4 炉前出铁情况

二次降料面期间的出铁情况见表2。二次降料面期间计划出铁3次，实际出铁3次。降料线打水和休风前炉缸物理热充足是残铁出净的必要条件。由于新5#高炉降料线时打水多，造成炉缸物理热不足，3次铁的渣铁物理热和渣铁流动性不好，炉前出铁不理想。

表2 二次降料面期间的出铁情况

3 结语

鞍钢新5#高炉停炉大修采用空料线炉顶打水方法，整个过程历时约18 h。停炉前,采取保持高炉适宜强度，降低炉渣碱度，提高炉温等措施，洗炉效果显著；并通过预倒槽保证了预休风前高炉顺行状态，减少了倒料难度，降低了环保风险。停炉期间，准确选择残铁口位置，并在降料线过程中严格控制煤气成分和出铁时机，将料线平稳降至风口区域，炉内没有出现爆震情况，实现了安全、快速停炉。