内蒙古建龙高炉两次降料面经验总结

贺建国 李健忠 樊晓东

乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司 内蒙古 乌海 016000

内蒙古建龙现有两座12003高炉，1#高炉于2020年10月31日进行了降料面操作，2#高炉于2021年2月23日进行了降料面操作。对这两次降料面过程进行全面剖析，总结出一些经验，为日后降料面操作提供有价值的参考。

1 炉顶打水系统的优化

高炉降料面停炉过程中发生的爆震或者爆炸主要是由瞬间大量水变成水蒸气造成的[1]。1#高炉在降料面前进行了5个小时的预休风，主要是将原炉顶打水系统出水头改为雾化喷头，同时增加4根临时打水管(非雾化喷头)，总出水能力120t/h。但由于原炉顶打水系统的两套管路(每套管路连接四个喷头)只在各自管路上有一个总的电动阀，在每个喷头上只有手动阀，整个控制系统较为简单，缺乏灵活性，所以在降料面时，顶温控制效果不佳，而且需要水工到现场配合，对降料面的进程以及安全性影响较大。2#高炉利用前期的定修已经将炉顶打水系统进行彻底改造，将总管路和每个雾化喷头全部加装电动阀(同时配有氮气吹扫)，总出水能力120t/h。由于炉顶打水系统完全满足此次降料面需求，所以2#高炉在降料面前未进行预休风。在整个降料面期间顶温控制的非常好，四点顶温呈聚拢状态，高炉在操作上完全处于主动地位。最终，在切煤气前炉内都没有发生爆震，在切煤气后炉内才有几次轻微爆震。

由此不难看出炉顶打水系统的优劣对于降料面的进程以及安全性有着决定性作用。同时、由于炉顶打水系统完全能够满足降料面需求，所以在降料面前可以不用预休风，既经济又环保，同时安全性大大提高。

2 切煤气时机的掌握

高炉降料面过程中，煤气成份能间接反映料面的位置。随着料面的下降，煤气中CO2含量会呈现先降后升的趋势，标志着炉内间接还原的结束，待CO2含量降到最低点即3%～5%时，料面进入炉腰。待料面进入炉腹后，随着直接还原的发生，CO2含量开始回升[2]。

1#高炉降料面切煤气时南北两个机械探尺显示料面刚刚进入炉腹，但由于人工化验煤气超标，再加上风口成像显示各个风口均有不同程度的挂渣现象，根据经验判断实际料面已经进入炉腹，所以此时决定进行切煤气操作。

2#高炉南尺在超出4m后容易卡死，所以在降料面开始后一直使用北尺探料面。2#高炉在开始降料面后人工煤气成份个别数据明显失真，高炉操作者对煤气成份的准确性产生怀疑。当北尺显示料面已经进入炉腹时，此时的人工煤气成份超标，但风口成像显示各个风口明亮耀眼，料面并不是降到炉腹的迹象，煤气成份中H2、CO2的数值变化又没有明显规律，对判断料面位置不能提供有价值参考，出于安全的考虑，最终选择切煤气操作。改常压一段时间后，当北尺显示料面已经进入炉缸时，观察风口成像仍然明亮耀眼，并无见空迹象，此时怀疑北尺显示值比真实值偏大。此时选择放南尺探一次料面，结果南尺显示料面也应该进入炉缸，但实际情况与之不相符，至此确定料尺显示值偏大。根据常压降料面的耗时，以及切煤气之前的累计风量估算切煤气时料面大概在炉腰中上部。为了将料面降到炉缸，后续不得不延长常压降料面的时间来弥补停气过早而耽误的进程。

由此可见，降料面时切煤气时机的把握非常重要。在目前采用雾化打水的前提下，爆震难以控制的情况发生的较少，一般都是料面进入炉腹后进行切煤气操作。而此时准确判断料面是否真正的进入炉腹就显得尤为关键，如2#高炉本次切煤气时遇到的特殊情况(料尺失真、人工煤气失真)最终造成了切煤气过早，导致后期常压降料面时间过长。基于此原因，降料面前一定要对料尺、煤气分析系统、煤气取样装置进行必要的校验或检查。切煤气时一定结合料尺、煤气特点、风口成像特征、累计耗风量等多手段判断料面位置，任何一方面显示异常时，高炉操作者都应该引起重视，避免切煤气过早而陷入被动局面。

3 休风料中焦炭结构的差异

在降料面时，高炉内炉料是由休风料和盖面焦组成。1#高炉在下完休风料和盖面焦后进行了预休风，2#高炉在下完休风料和盖面焦后就直接开始降料面。两次降料面时盖面焦都是三级焦，但两次休风料中的焦炭结构有较大差异。1#高炉休风料中的焦炭结构是以二级焦炭(75%)为主，配有少量三级焦炭(25%)。考虑到在降料面前2#高炉状态调整的较好(平均炉温0.45%，平均物理热1495℃)，炉缸整体较活跃，同时借鉴1#高炉降料面时休风料的经验，为了降低成本，将休风料中的焦炭调整为100%三级焦。在整个降料面过程中，压量关系平稳(打水系统也起到较大作用)，未发生管道等炉内事故，既实现了安全降料面到炉缸的目标，又达到了降低成本的目的。

由此可见，从降低成本方面考虑，在降料面时盖面焦全部可以使用质量较差的焦炭。如果降料面前炉况调整的较好，休风料中的焦炭也可以适当比例使用质量较差的廉价焦炭。但此举要慎重，以免由于焦炭质量过差，导致炉缸中渣铁渗透困难，从而引起大面积烧套或者其他炉内事故的发生。

4 结论

4.1 炉顶打水系统良好的雾化效果、充沛的打水能力、以及灵活的控制系统是保证高炉降料面既快速又安全的关键因素之一。

4.2 通过料尺显示、煤气成份特点、风口成像特征、累计耗风量等多手段判断料面位置，准确掌握切煤气时间是高炉降料面既快速又安全的又一关键因素。

4.3 在炉况状态良好的前提下，从降低成本的角度出发，降料面时休风料可以适当比例的使用质量较差的廉价焦炭，但此举要慎重，以免发生大面积烧套以及其他炉内事故，从而影响降料面的进程。