邢钢炼铁厂2高炉停炉方案(最终定稿).doc

邢钢炼铁厂2#高炉大修停炉方案编制 ：杨会平审核 ：刘健翔批准 ： 邢台钢铁有限责任公司 炼铁厂2#高炉2011年停炉方案及事项安排2#高炉于2004年5月24日大修开炉，至今历时7年单位炉容产铁量已经11345t/m3。根据公司安排，计划2011年12月7日实施降料面停炉。为实现安全、顺利停炉，相关事项安排如下：一、成立停炉指挥组织机构组长：刘健翔副组长：马保良 边少飞 杨会平 刘玉江组员单位：2#高炉车间 辅助车间 维护车间上料车间 机修车间 电修车间 技术科 机动科 安环科二、停炉工作实施1. 本次停炉采用空料线喷水法停炉，不回收煤气。2. 停炉前期高炉操作调整（2#高炉车间负责）3. 预休风工作内容（机修、电修、维护、辅助、上料、2#高炉车间负责）4. 停炉降料面操作方案（技术科、2#高炉车间负责）5. 残铁口位置确定（技术科、2#高炉车间负责）6. 放残铁平台、流咀搭设（机修车间、2#高炉负责）7. 放残铁工作（2#高炉车间负责）8. 停炉操作及放残铁的安全措施（安环科、2#高炉负责）9. 物资准备工作（机动科负责）10. 各项工作确认表若干（安环科负责）三、预休风前高炉操作调整（2#高炉车间负责）1、停炉前全风、全风口、高风温作业，保持炉况顺行，炉温稳定、热量充沛，炉缸均匀、活跃，避免炉况事故。2、12月4日08：00停配块矿、钛球、碎铁等杂料，并采用适当发展边缘的料制。3、12月5日8：00开始按5kg/tFe配加莹石，改善炉渣流动性，提前联系萤石上仓约6吨，后续不够，采取在槽下加碎铁口人工加入。4、12月6日02：00 改全焦冶炼（矿批、料制、负荷视具体情况确定）；提高炉温到0.60.9%（退负荷约10%），物理热1460以上；降低碱度，理论碱度在1.05-1.1之间； 5、12月6日夜班逐步腾空料仓，到白班只留1个球仓、4个机烧仓、2个焦炭仓、1个焦丁仓（确保有10吨盖面焦丁量），仓号由2#高炉5日下班前报值班厂长和上料车间。剩余各仓保持低料位（0.2分仓），以供上料为原则，上料车间负责处理干净腾空的仓壁粘结物。6、预休风前的降料线，随上料随降料线，预休风前料线降到5米左右，炉顶温度控制在300450，视顶温情况可适当向料车中打水控制顶温，焦炭打水以不见游离水为准，具体等停炉小组通知打水。顶温高时可适当减风。7、结合料仓剩余量情况，在预休风前2小时加2吨莹石，预休风前再加2吨莹石，随后放入10吨盖面焦丁，随后停止上料，进行预休风（程序同短期休风）。四、预休风前各项准备工作1、物资准备：（负责人：宁振豪）1）炉前：大钻头（70mm）8个，氧气管200根，有水炮泥一簸箕。2）冷却：4根高压胶管（总长约60米），4个1吋球阀，2个水量流量计，1吋钢管约120米。3）制作插入炉喉的雾化喷水管4根（要求见附件1）。4）制作放残铁沟槽1个（要求见附件2）。5）准备一根风管（与风镐共用）、一根焦炉煤气管、2根氧气管，用硬连接，阀门安装到放残铁处方便开关使用。另外准备200米铝丝或铝条、两根电焊线拉到放残铁处。6）加长软探尺链15米。2、12月4日安装炉顶打水管道。水源使用炉前东北角高压水包取水，2根1吋钢管，首先接到卷扬机房东侧（安全、易操作），接流量计和阀门，然后接到5层平台炉身上部电偶处，分成4根水管并各装阀门，然后用金属软管或高压胶管连接到炉顶打水管。（负责人：王朝东、王延涛）3、12月4日清理放残铁处环境，搭设放残铁平台，增加临时照明灯8个。（负责人：王朝东、刘辰荣）要求如下：1）残铁处的炉基表面要保持干净，附近有水管裸露处要用铁板保护，放残铁沟、铁道周围不能有积水，同时铺好河沙（厚度100200mm），防止烧机车架子（需外工配合）。（负责人：姚胜宾、王延涛）2）搭设放残铁平台要防滑，确保残铁沟两侧均能进行烧残铁口操作，两侧预留好通畅的逃生通道。（负责人：王朝东）3）提前准备部分遮挡机车架子铁板备到放残铁处。（负责人：齐英风）4）8个临时照明灯按照高炉要求安装，确保放残铁及逃生通道照明良好。4、12月4日在炉皮画出漏煤气的地方，在需要焊补的地方做好标记。（负责人：王延涛）5、12月4日往槽下准备一根打水管，以备往料车打水控制顶温使用。（负责人：王延涛）6、12月6日上午，由辅助车间对2#高炉铁口辐射区域的炉前除尘器、水冲渣等设备、线缆进行封闭、遮挡，防止大喷铁口烧坏设备。（负责人：齐英风）7、12月6日上午，在氧气点阀箱、压缩空气包、焦炉煤气包处悬挂“气源没有切断，管道不许切割“标示牌。（负责人：刘乔金）五、预休风工作内容1、12月6日12：00预休风，休风时间46小时。2、炉顶安装4个雾化喷水管（机修负责，高炉配合），水量要单独控制，安装前再次确认雾状效果，同时再次确认卷扬机房东门处的各控制阀门工作正常。首先割开电偶护管，往里烧透炉衬，安装时要确保喷水孔正对正上方，管子要正对炉子中心，装好打水管后对接口处焊接密封。打水管安装好以后，立即适量通水防止烧坏，并向车间汇报。（负责人：王朝东、王延涛）3、拆下炉顶东、西大放散阀盖及配重，卸下溜槽，下密关闭油路阀门。（负责人：王朝东、周新华）4、焊补提前标出的炉皮漏煤气处。（负责人：王朝东）5、焊接安装残铁沟，要确保残铁沟安装牢固，与炉皮之间不能有缝隙。（负责人：王朝东）6、拆下炉内摄像镜头，修复雷达探尺工作正常。（负责人：刘辰荣）7、重新校验四点顶温、顶压准确性及准确方位，并在微机画面上标出；重新校验热风压力和冷风流量准确性。（负责人：刘辰荣、刘乔金）8、电修车间对放残铁沟下方电缆、电缆桥架进行防烧损包裹和保护措施，准备5瓶灭火器。（负责人：刘辰荣）9、加长机械探尺到15米，并校验探尺零点。（负责人：周新华）10、富氧管道与冷风管道要有效切断，在高炉富氧管道快切阀后高炉端加盲板（具体由维护车间制订实施方案）。（负责人：周新华）11、排查冷却设备是否漏水。风口套损坏立即更换；冷却壁怀疑漏水，可以关小进水以不断水为准，炉皮加外喷水冷却。（负责人：王延涛）12、处理进风件跑风，准备风口平台应急高压打水管4根。（负责人：王延涛）13、提高开口机角度到最大，制作铁口泥套，试炮、核实泥炮角度。（负责人：姚胜宾）14、高炉煤气管道与煤气管网之间翻盲板，确保有效切断（具体由辅助车间制订实施方案）。（负责人：齐英风）六、停炉降料面操作方案（技术科、2#高炉车间负责）1、停炉各项要求：1）为确保气密箱温度70，要确保气密箱冷却水和氮气使用量。（负责人：周新华）2）重力除尘器放灰禁止防空，送风前通入氮气，防止煤气形成负压。（负责人：周新华）3）送风后，高炉单独配机车组织铁罐，防止放残铁时间长造成墩罐。（负责人：值班厂长）4）停炉期间尽量不休风，高炉南侧不得打水，避免影响放残铁，确实需要休风时，先停炉顶打水。（负责人：杨会平）5）停炉期间每半小时试一次探尺，防止频繁试探尺造成探尺烧坏。同时每半小时记录一次料线、顶温、风压、风量。（负责人：当班正工长）6）停炉期间减少进风件检查频次，需要检查时需征得停炉小组同意且要两人同行严密监视。发现进风件发红、烧穿等立即采取打水措施，并通知停炉小组；发现风口损坏要及时控水，防止往炉内大量漏水；损坏严重时要果断关闭进水，同时加高压外冷水控制，直到休风为止。（负责人：王延涛）2、停炉期间炉况维护：首先保证炉况顺行，出现憋风、顶压波动、爆震、崩、悬料征兆时，应及时降低风温或减少风量。（负责人：当班正工长）3、停炉期间顶温控制：350450为宜，主要通过调整炉顶打水量和风量控制。4、炉顶打水的关键是力求稳定，不能时打时停，防止出现蒸汽爆炸导致残余炉衬倒塌，尤其杜绝顶温小于100。初期可以少量打水，逐步增加，同时要根据各点顶温升降趋势，提前缓慢调整对应各点打水量。比如该点顶温由400逐步降低趋势，则提前减少各点打水量，反之亦然。随料线不断降低，风量会自动增加，此时单凭打水不能控制顶温时，必须配合减少风量控制，一般减风量以风压降低1020kPa/次为宜。 5、停炉风量使用原则：为缩短空料线停炉时间，在炉况顺行、顶温可控、炉顶放散能力允许范围内，尽量使用较大的风量。6、预休风后送风，如果料线（料线对应高炉部位见：附件4）在炉身上部时，可以先控制风量在全风量的8090%左右，（1400*90%1260m3/h）。7、料线降到炉身中、下部时，风量控制在全风量的6070%为宜（1400*60%840 m3/h，1400*70%980 m3/h）。8、料线降到炉腰部位时，风量在50%为宜（1400*50%700m3/h）；避免因风量过大导致管道行程。9、料线降到风口区的标志：风口不见焦炭，风口暗红或挂渣。这时炉顶煤气成分中CO2含量将升高，且出现过剩氧，为保证安全，风压不得低于20kPa，中途不得停止打水。10、停炉期间出铁要求：1）降料面期间，炉前执行正常出铁时间，适当喷吹铁口，上炮用无水炮泥，特殊情况执行停炉小组指挥组织出铁。（负责人：姚胜宾）2）料线降到风口中心线以上约11.5m时，出最后一炉铁；如果探尺坏无法确定料面，观察风口（风口出现挂渣时料面位置大约到炉腹中下部）出现挂渣现象时，出最后一炉铁；或者参考炉前出铁量与炉内理论铁量是否吻合。铁口直径要加大（可以烧开），并适当空喷，确保出净渣铁。（负责人：姚胜宾）11、出完最后一炉铁后，进行停炉休风（同短期休风程序）。（负责人：杨会平）12、休风完毕后，立即停止炉顶打水，并关闭所有冷却设备进水阀门。（负责人：杨会平）13、关水完毕，12月7日白班开始组织炉前放残铁。（负责人：杨会平）七、放残铁操作1、放残铁要求1）12月3日前确定残铁口位置和残铁量。（见附件3）2）高炉停炉休风后准备4个残铁罐到放残铁位置，先出西边第一个罐，出满后从东依次往西拉。3）铁罐与铁罐之间的连接部位遮挡铁板，防止拉罐时烧损罐架、罐钩等。4）放残铁操作在高炉休风、停止炉顶打水、关闭所有冷却进水阀门后进行。2、放残铁人员准备：炉前作业长、四班炉前班长、部分炉前工。操作人员确保劳保穿戴齐全，带好面罩，安环科提前准备电焊手套、绝缘鞋各10副，部分胶皮铺到放残铁平台上，以确保安全。3、烧氧时氧气管外缠电焊线，内穿铝丝，便于加快烧残铁口进度。4、首先以确定的残铁口位置为中心，使用氧气管烧开炉皮约0.5×0.5米的方眼，然后试探性烧坏冷却壁，检查有水要立即用风管吹干净并适当打料，再向炉底炭砖烧。5、往里烧出一定空间后，做残铁口泥套，从残铁沟槽处往里适当捣打主沟料，防止残铁流出烧坏冷却壁往下流，泥套做好后烤干。6、泥套烤干后，以一定的斜度向上烧氧气（结合实际最好选在碳砖的砖缝处），直到铁水流出。7、如果烧到一定的深度不见残铁，要适当上移残铁口标高，重新烧氧气直到铁水流出。8、争取按计划放净残铁，减轻后续扒炉时的工作量和缩短扒炉时间。八、放残铁后工作1、放完残铁后，然后才准许向炉内打水彻底凉炉，直到铁口往外流水为止。（负责人：杨会平）2、关闭供炉前用焦炉煤气管道阀门并加盲板（具体由机修车间制订实施方案）。（负责人：王朝东）3、喷煤平分器反吹用压缩空气管道来源加盲板切断（具体由辅助车间制订实施方案）。（负责人：齐英风）4、炉前用压缩空气管道来源加盲板切断（具体由辅助车间制订实施方案）。（负责人：齐英风）5、炉前用氧气管道来源加盲板切断（具体由维护车间制订实施方案）。（负责人：周新华）6、炉前用焦炉煤气管道来源切断并加盲板（具体由机修车间制订实施方案）。（负责人：王朝东）7、高炉用高压水、常压水、气密箱用水、液压站冷却水、生活用水、蒸汽管道加盲板切断（具体由机修车间制订实施方案）。（负责人：王朝东）8、炉前液压站油箱放空（负责人：王朝东）9、电修车间回收热电偶等贵重金属物资。(负责人：刘辰荣）10、电修车间切断供2#高炉使用的所有供电电源。(负责人：刘辰荣）11、高炉车间回收相关物资。(负责人：杨会平）九、附件：附件1：炉顶雾化喷水管制作说明附件2：残铁沟槽制作说明 附件3：残铁口位置及残铁量确定附件4：料线对应高炉部位附件1：炉顶雾化喷水管制作说明1、制作炉顶雾化喷水管4根，12月5日前完成。2、雾化喷水管规格：1.2吋厚壁钢管，管长2.88米/根。3、开孔说明（详见下图）1）插入高炉内长度为2.58米；开孔段长为1.8米，伸入炉内为端头，端头封口；另一端接进水且引到卷扬机房东门控制。2）前端1.8米开孔段，从高炉中心往外按0.6米/段，共分3段；第一段开一排孔、开孔在正上方；第二段开两排孔、开孔向上夹角为45°；第三段开三排孔，一排正上，两侧的两排与之夹角30°；每孔间隔30mm，孔径12mm。4、喷水管制作完成后先在炉外试验，观察雾化状态与水压、流量关系，专人做好记录，不符合要求重新制作。附件2：残铁沟槽制作说明1、制作残铁沟槽1个，12月5日完成。2、残铁沟槽要求材质：10mm厚钢板焊制或800mm钢管切割；长度： 6米；宽度：沟槽内宽度为0.8米；高度：沟槽内表面底部到沟槽上方垂直距离为0.6米；前端头：沟槽前端头要保持一定的弧度，确保与炉皮紧密接触，便于焊接。3、残铁沟槽打料：沟槽内壁先满铺砌筑一层耐火砖；耐火砖上捣打料，打料后保持沟槽宽度为0.4米；打料完成后进行彻底烘烤，并保持干燥，使用前不得沾水。附件3：残铁口位置确定及残铁量计算一、炉底电偶、耐材基本情况见表标高mm插入深度mm历史最高温度最高温度时间炉底二层电偶4926388010842010.1.23炉底一层电偶388538801362010.9.27各部位标高mm陶瓷杯、碳砖厚度炉喉钢砖上表面24700陶瓷杯层数2风口中心线9500陶瓷杯厚度mm345铁口中心线7000陶瓷杯砖缝mm1陶瓷杯上表面5977陶瓷杯砖缝层数2炉底三层电偶5619陶瓷杯厚度mm692陶瓷杯下表面5285碳砖层数4炉底二层电偶4926碳砖厚度mm345炉底一层电偶3885碳砖砖缝mm1.5水冷管中心线3836碳砖砖缝层数3炉底封板3718碳砖厚度mm1384.5炉底碳砖陶瓷杯总厚度mm2076.5 二、炉底中心剩余厚度计算1、莫依森科公式（适用于无风冷的黏土砖炉底）h（d/K）*（1/）*log（T/t）h炉底中心剩余厚度，m；d炉缸直径，m；1/常数，1/2.3026；T炉内铁口中心线铁水温度（一般取1400）；t炉底中心温度，；K系数，参见莫式曲线；t0.5*T以后为渐开线，其极限值为2.36。1.1按照二层正南进行计算： 取t1084计算，h0.5528m；即铁水面在该电偶标高往上0.55米。1.2按照一层正南进行计算：取t136计算，h5.039m，即铁水面在该电偶标高往上5.04米，也即在二层电偶往上4米。2、开勒公式h1.2*d*log（T-t0）/(t-to)）T炉内铁口中心线铁水温度（1400）；t-炉底中心温度；t0-大气温度（1月份取5，9月份取15）2.1 按照二层电偶计算取t1084计算，h0.6827m；即铁水面在该电偶标高往上0.68米。2.2 按照一层电偶计算取t136计算，h6.479m；即铁水面在该电偶标高往上6.48米，也即在二层电偶往上5.44米。3、鞍钢经验公式：h（1/N）*(1350-t) N-温度系数，N=24-27（/dm），炉役中期炉底温度稳定时，N取上限，炉役末期炉底温度较高时，N取下限；2#高炉处于炉役末期且炉底温度偏高，取27。2.1 按照二层电偶计算取t1084，h9.852dm0.98m；即铁水面在该电偶标高往上0.98米。2.2 按照一层电偶计算取t136，h44.96dm4.5m；即铁水面在该电偶标高往上4.5米，也即在二层电偶往上3.46米。4、以一维传热为基础计算（适用于碳砖综合风冷炉底）当炉底侵蚀达到稳定状态时，从炉缸向炉底的传热可以认为是一维传热。 h（*（T-t）/q式1 碳砖导热系数； q炉底垂直方向热流；如果炉底设有上（t1）、下（t2）两层热电偶，其间距为h1，则炉底垂直方向热流为q（*（t1-t2）/h1式2式2代入式1即得出h（*（T-t）/q（T-t1）*h1）/（t1-t2）按照二层电偶t11084、一层电偶t2136计算：h0.347m；即铁水面在二层电偶标高往上0.35米。5、原冶金部公式：（适用于无风冷的黏土砖炉底）hK*d*logT/t K-系数，t1000时K=0.0022t+0.2；t在10001100时，K2.54； T炉底侵蚀面上的铁水温度（1400） t-炉底中心温度，；因无法获得T值（即炉底侵蚀面上的铁水温度），故没有得出计算结果。6、计算结果分析6.1以上各计算结果汇总见下表按照二层1084计算结果莫伊森科开勒鞍钢经验一维传热炉底中心剩余厚度m0.550.680.980.35按照一层136计算结果莫伊森科开勒鞍钢经验炉底中心剩余厚度m45.443.466.2上述4种计算方法均没有考虑陶瓷杯保温性能好和水冷炉底冷却强度高的影响（风冷也不如水冷），因此按紧靠水冷炉底的一层中心电偶温度进行计算的结果，均远远超过实际厚度，没有参考性。6.3上述4种计算方法除一维传热计算方法外，另3种计算方法均有人为经验系数，且考虑的都是黏土砖炉底，只能作为一个参考。6.4 2#高炉炉底中心温度有上下两个，符合一维传热计算条件，不用担心导热系数未知的影响，虽然没有考虑水冷比风冷冷却强度高的影响，但可以在此计算结果上进行适当修正，因此更加倾向于一维传热的计算结果（铁水侵蚀线在二层电偶往上0.35米，即陶瓷杯下表面稍往下位置）。（二层电偶标高4926mm，陶瓷杯下表面标高5285mm，），以该结果与后续人工实测炉皮外表面温度相结合后，预计能够相对准确的确定铁水侵蚀的深度。三、人工实测炉皮外表面温度经验表明，利用计划检修机会，在休风后期炉缸炉底冷却壁停水4小时后进行炉皮外表面温度测量，炉底侵蚀线上下的炉皮温度变化明显，尤其越临近停炉结论越准确，圆周方向测量时，也可以推断出炉底径向侵蚀情况。而不休风及冷却壁不停水时测量炉皮表面温度的准确性较差。为确保安全生产，本次实测在正常生产（即没有控制冷却壁进水）情况下实施。考虑出残铁配罐只能在高炉南侧位置且位置狭窄，因此本次实测的位置选在高炉南侧进行局部测量，以一层正南热电偶为基准点，向东西两侧每间隔0.5米，向上每间隔0.3米确定测温点。实测结果见下表：标高-4-3-2-101234553853327.827.628.229.827.627.426.62725.6508531.226.227.424.625.624.624.423.22422.2478528.825.22423.623.8232322.422.822.1448527.825.624.623.623.823.823.623.623.822.6418527.426.224.624.62524.224.424.623.824.2388527.226.225.225.225.625.22425.425.625.6测量数据分析：1）在纵向高度上，标高5085mm的-4点、-2点温度变化明显，其余测点在标高5385mm处出现明显变化；2）在径向分布上，向西方向（即靠近铁口）出现温度明显变化的位置，标高相对较低。3）结论推断：靠近铁口方向的侵蚀线标高为：二层电偶标高（4926mm）稍往上部位（与一维传热结果接近）；远离铁口方向的侵蚀线为：陶瓷杯下表面标高（5285mm）稍上部位。该结果与炉底中心剩余厚度计算中一维传热的计算结果（炉底中心侵蚀线在二层电偶标高4926mm往上350mm即标高5276位置）基本一致。四、残铁口位置最终确定与2008年停炉的1#高炉进行对比，1#高炉停炉时单位炉容产量为9660 t/m3，炉底碳砖几乎没有侵蚀。2#高炉目前单位炉容产铁量为11345t/m3，且开炉后炉底温度升高较快，判断炉底侵蚀情况应该比1#高炉在相似的基础上稍微严重一些。通过以上分析可以形象的表述为：两层陶瓷杯垫在靠近铁口的部位估计已基本侵蚀完毕，在远离铁口部位可能有局部剩余；第四层碳砖在靠近铁口部位的大部分已侵蚀，远离铁口部位可能有局部剩余；第三层碳砖的上部在靠近铁口部位可能也已出现了局部侵蚀。残铁口径向位置确定：越靠近铁口越利于放净残铁，但受现场条件限制，确定开口位置在二层正南向东约0.5米处，结合实际最好选在碳砖的砖缝处。残铁口纵向标高确定：对应确定的残铁口径向位置的侵蚀线，在标高5085mm处，即二层电偶标高（4926mm）往上约160mm部位，按照经验在此标高基础往下移300mm，但现场南侧有高炉回水管道，只能以安装残铁沟的最低位置为残铁口标高，即二层电偶标高处，残铁口通道向上倾斜到第四层碳砖。五、残铁量计算T残/4*K*d2*h*铁T残-残铁量，t；-圆周率，3.14；K-系数，一般0.40.65，侵蚀少取低值，侵蚀严重取高值；本次取0.65；d-炉缸直径，m，2#高炉炉缸直径为5.1m；h-炉底侵蚀深度，m，h铁口标高（7m）-残铁口标高（5.085m）1.915m；铁铁水密度，t/m3，取7t/m3。T残3.14/4*0.65*5.1*5.1*1.915*7177.9178吨，保守考虑需要准备60吨净罐4个。附件4：料线深度对应高炉部位高炉部位料线深度m高度m炉喉1.61.6炉身炉 身 上 部2.69.23.64.6炉 身 中 部5.66.67.68.6炉身 下部9.610.610.8炉腰11.91.1炉腹12.52.913.514.8风口中线15.20.6