吕凌云

（云南曲靖呈钢钢铁集团公司炼铁厂）

摘  要  高炉降料面时必须确保炉顶设备和煤气系统的安全，对炉顶雾化打水、炉顶温度、煤气回收、高炉各项操作参数都要严格控制，以达到安全降料面的目的。

关键词  高炉  料面  煤气  安全

1  引言

呈钢1号高炉于2017年8月27日开炉投产，有效容积450m3，有14个风口，1个铁口，开炉后顺利达产，各项技术经济指标完成较好。2020年2月19日，因役情影响等因素，按公司要求，降料面到风口，炉缸扒料，再势机开炉。为能顺利做好安全降料面工作，特系统制定了降料面的措施，实现了安全、顺利降料面到风口，达到停炉的要求。

2  降料面前的准备

2.1  洗炉

呈钢高炉用料含钾、钠、锌等有害元素偏高，易富集形成炉瘤，炉墙易于粘结，为保证休风后炉体干净、炉型规整，并确保扒料时人员安全，提前48小时停用钛球，2月17日用锰矿、莹石洗炉（锰矿毎批料200kg，莹石毎批料200kg）。

2.2  炉况调整

（1）顺行：降料面前做好高炉稳顺行，杜绝崩滑料、悬料；

（2）热制度：[Si]0.3-0.6%提升到[Si]0.5-0.8%，确保炉缸温度充足，铁水物理热不小于1450℃；

（3）造渣制度：在保证[S]合格的情况下，降低炉渣碱度，（R2）1.18-1.22倍调整1.15-1.18倍；

2.3  炉顶打水枪的制作

用无缝钢管制作四根打水枪，前端封死，每间隔50mm开一个孔，孔径φ2-3mm，要求分布均匀，雾化良好，开关调剂灵活。

2.4  炉顶压力的设定

一高炉炉顶压力设计为160kPa，正常生产时设定压力为180kPa，现将炉顶压力设定为160kPa，当压力值大于160kPa时，炉顶放散阀能自动打开，防止煤气系统压力瞬间升高危及安全；

3  降料面操作

3.1  休风料的选择

（1）矿石批重10t，正常生产时燃料比580kg，休风料焦比按650kg计算，负荷2.38t/t。

（2）[Si]取0.8-1.2%（计算按1.0%），（R2）=1.12倍，[Mn]=1.0%，经计算得出矿批组成为：烧结矿6.00t，俄罗斯球2.5t，生矿1.5t，锰矿0.3t莹石0.2t，焦炭4.2t。为保炉缸中心死料柱充分熔化，加盖焦12t（炉缸容积量所装焦炭量的10%）。

3.2  降料面时间的计算

1号高炉降料面到风口料线为15.7m，休风料批数为27批，共燃烧的焦炭量为125.4t，根据1号高炉1、2月生产情况，燃烧毎吨燃料（焦炭+煤粉）耗风量为2600m3/t，总耗风量为125.4×2600×1.4（折算系数）=456456m3，若平均风量为1150m3/min，降料面时间为（456456/1150）/60=6.6小时。

3.3  降料面过程

降料面情况：2月19日15:00变休风料，18:30预休风，安装炉顶打水管和软探尺，20:26送风，送风后风量加到1490m3/min，炉顶温度到350℃打水（用炉顶洒水系统），第3点温度530℃，未再加风，开炉顶打水管继续打水降温，并逐步控风到1300m3/min，23:20风量风压不稳定，透指波动，顶压由50kPa上升到56kPa，料线10m已达炉身下部，立即切煤气控风量到1180m3/min，顶压25kPa，风量风压平稳，直到5：00风口吹空，5:10出铁后休风，降料面时间共9.5小时。（风温控制：21:00-23:00  1070℃，0:00-1:00 950℃，1:00-2:00 850℃，3:00后800℃）。

表1看出，18:30预休风后，炉况按正常恢复，风量加到1490m3/min，顶压90kPa，风温1070℃，因顶温上升到350℃开始打水，风量和风温都未达到正常水平。23:20风量风压不稳且炉顶温度最高点到550℃，此时打水量已开完，逐步减风，并分次降低风温使用水平，风量1180m3/min比较平稳，直到休风，料面降到风口，降料面工作安全完成。

表2看出，在降料面过程中，渣铁物理热充沛，温度充足，炉渣碱度合适，渣铁流动性良好，出铁较为顺利，为安全降料面创造了良好条件。

4  小结

降料面既要保证煤气系统安全、又要保证炉顶设备的安全，还要保证料面降到规定的位置，主要解决的问题如下：

（1）炉前渣铁：此次降料面休风料的选择比较合理，炉温和炉渣碱度都比较合适，渣铁温度充沛，流动性良好，能按时出净渣铁，为炉料下降创造条件；

（2）炉顶温度的控制：炉顶温度到350℃时开始打水，控制顶温不大于500℃，保护炉顶设备的同时，防止煤气中混入空气，温度高造成爆炸，这是安全降料面的重要因素；

（3）炉顶打水的控制：打水时由小到大缓慢开水，打水必须均均，雾化效果好，水进入200-300℃的区域能充分蒸发成水蒸气进入煤气系统，既能稀释煤气浓度，又能控制炉顶温度的上升，保护炉顶设备，同时避免了打水过度集中，大量水进入炉身下部的高温区，与高温焦炭反（C+H2O→CO+H2）生成H2，形成氢的爆炸气体而危及安全；

（4）确定停止回收煤气的时间：当煤气H2≥6%，O2≥0.8%时，容易发生爆炸事故，必须停止回收煤气，但因条件限制，未能对高炉煤气取样化验，停止回收煤气的判定：料面降到炉身下部，风量风压出现波动时可停止回收煤气。停止回收煤气后，高炉打开炉顶放散阀，关闭重力除尘器煤气切断阀，与外围煤气管网隔离，保证了煤气系统的安全。

5  结论

（1）高炉是一个密闭的容体，炉内有大量的高温渣铁，具备了煤气爆炸的两个条件，降料面的关键环节，一是炉顶温度严格控制不大于450℃（最高不大于500℃），二是防止打水进入高温区形成氢的爆炸气体，只要煤气爆炸的条件不同时具备，煤气系统就是安全的。

（2）炉顶打水必须雾化，打水必须缓慢、均匀，这是降料面过程中的重要控制环节。

（3）当料面降到炉身下部，风量、风压出现波动，炉顶压力有向上的尖峰时，应立即停止回收煤气，这是降料面安全的重要保障；

（4）停止回收煤气后的操作：为降低降料面时间，可根据情况（如环保、燥音、炉顶设备状况等）适当加风；停止回收煤气后炉顶两个放散阀都打开，高炉内压力不足，可关回一个炉顶放散阀，便于渣铁出净；炉顶打水可根据顶温情况逐步减少直到关闭，要求顶温不小于150℃；

（5）料面的判断：按吨焦耗风量计算，当休风料所含焦炭燃烧完时，料面基本降到位，可以风口是否吹空作参考（风口吹空时，高炉内会吹大量火星），此时应及时出铁休风。