PDF《济钢 3#1 750 m3 高炉焖炉快速恢复炉况实践》

第37卷第2期2015年4月山东冶金Shandong Metallurgy Vol.

37 No.2 April

2015 济钢3#

1 750 m3 高炉焖炉快速恢复炉况实践 陈万福, 张金秋, 栾吉益, 曹永锋, 邢英亮 (山钢股份济南分公司, 山东 济南 250101) 摘要: 济钢3#

1 750 m3 高炉焖炉时摒弃传统做法, 将焖炉焦比降低100 kg/t;

同时改善原燃料条件, 适当提高炉缸热量, 焖 炉料保证风口区净焦20 t, 炉腹加焦90 t, 成渣带加焦70 t;

复风采用全风口送风, 并快速降焦比.在焖炉66 h的情况下, 复 风后12 h[Si] 降到1.0%以下,

14 h开始喷煤, 实现了炉况快速恢复. 关键词: 高炉;

焖炉;

开炉;

低焦比;

全风口 中 中图分类号 号: TF542.5 文献标识码: B 文章编号: 1004-4620 (2015) 02-0001-03 ?????????? ?? ?????????? ?? 生产技术 生产技术 收稿日期: 2014-11-07 作者简介: 陈万福, 男, 1978年生, 2003年毕业于包头钢铁学院冶金 工程专业.现为山钢股份济南分公司炼铁厂3#

1 750高炉车间技术 主任, 助理工程师, 从事高炉生产管理工作.

1 前言济钢 3#

1 750 m3 高炉二代炉役于

2013 年5月8日开炉投产, 高炉冷却系统沿用砖壁合

一、 薄壁内 衬结构和铜冷却壁技术、 联合软水密闭循环系统, 炉缸炉底采用陶瓷杯加水冷炭砖的工艺结构, 共设 有24个风口, 两个铁口, 两铁口互成90°夹角.

2014 年5月20 日6: 15~5 月23 日0:

10 该高炉 焖炉近66 h, 主项是更换齿轮箱、 热风阀, 对炉体、 炉缸、 铁口及中套灌浆等. 本次焖炉摒弃传统做法, 将焖炉焦比降低

100 kg/t, 复风采用全风口送风, 并快速降焦比, 在焖炉

66 h的情况下,

12 h[Si] 降到1.0%以下,

14 h开始喷 煤, 实现了炉况的快速恢复.

2 休风前炉况处理及准备 1) 改善原燃料条件.休风前48 h将来自320 m2 烧结机的高 Al2O3 烧结矿置换为低 Al2O3 烧结矿, 生 矿比例控制在 8%以内, 酸性烧结矿固定 12%, 并要 求烧结转鼓强度不低于 78.5%, 球团转鼓强度不低 于88%.休风前一天将半数烧结振筛更换为

6 mm 的筛面, 强化筛分, 确保休风料的含粉率不高于3%. 2) 加大处理炉缸力度, 适当提高炉缸热量.酌 情加大集中投球力度, 提前两天集中投锰矿, 控制 [Si] 在0.4%~0.55%范围内, 铁水物理热保证在1

515 ℃以上, 将铁水中 [Mn] 提高到0.6%, 提前1 d将焦比 提至430 kg/t, 维持良好的渣铁流动性.休风前两天 炉况指标见表1.

3 焖炉料安排 焖炉料由净焦、 空焦和正常料组成, 原则上保 证风口区

20 t 净焦, 炉腹加焦

90 t, 成渣带加焦

70 t.注意在上休风料之前, 应对焦斗容量进行测试, 计算筛焦时间并进行调整, 提高筛速, 避免上休风 焦时空尺. 实际投入正常料矿批

40 t/批, 焦批 13.852 t/批, 焦比600 kg/t, 理论铁量23.09 t/批.炉料组成为65% 烧结+28%球团+2%蛇纹石+1.5%蛇纹石+3.5%锰矿, 全炉焦比951 kg/t, 碱度0.92, 渣比442 kg/t. 焖炉料具体控制过程如下: 5月20日第5批(0: 50) 开始加风口焦20 t, 同时 将焦比提至600 kg/t, 缩矿批至40 t/批.2: 00开始加 炉腹焦

90 t, 每30 t 焦炭加

10 t 锰矿, 在加净焦时每

10 t 为1批.如果按计划以两个筛子为

1 组轮换上 料, 容易造成上料步号混乱, 影响上料进程, 为此在 第2组焦炭时调整为4个槽各2.5 t, 不分组上料.为 减少空尺, 1: 00将氧量由8

700 m3 /h降至5

200 m3 /h, 并于2: 00继续降至3

000 m3 /h, 期间因顶温偏高, 炉 顶一直处于打水状态.3:

00 第15 批投成渣带焦70 t 后, 考虑煤气利用率偏低 (36.5%左右) , 5:

45 才开 始减煤.6:

00 停煤, 最后一炉双开铁口, 6:

15 两铁 口均放净后休风, 6:

45 打开爆发孔后炉顶火焰自 燃.休风后左、 右尺料线分别为3.3 m和3.1 m, 休风 后炉顶火焰较旺, 为此, 进行压料处理, 共压

3 批矿+1批焦+10 t锰矿. 表1 休风前两天炉况指标情况 日期

20140518 20140519 风量/ (m3 ・ min-1 )

3 682

3 710 风压/ kPa

377 377 理论 产量/t

4 599.95

4 672.92 煤气利 用率/% 45.8 46.2 水温差/ ℃ 3.8 4.2 富氧/ (m3 ・ h-1 )

8 579

8 395 燃料比/ (kg ・ t-1 )

548 541 [Si] / % 0.40 0.45 物理热/ ℃

1 528

1 532

1 山东冶金2015年4月第37卷4密封情况 为减少高炉热量损失, 主要采取了以下措施: 1) 休风后立即卸下吹管, 风口堵泥后, 在小套 内及中小套结合面抹黄油, 中节底部加盲板, 每班 工长定期检查密封情况, 并补加黄油, 确保密封效 果.由于热风炉需要处理热风阀, 导致热风管道热 量损失较快, 对管道内耐火材料损害较大. 2) 根据休风前对煤气泄漏处的标记, 休风后立 即对炉体煤气泄露处进行焊补. 3) 休风后, 控制冷却系统总流量

2 800 m3 /h;

休风8 h后, 控制冷却系统总流量2

400 m3 /h;

休风24 h 后, 冷却水流量控制以供水温度 (40±1) ℃为标准, 逐步减少冷却系统总水量至

2 000 m3 /h;

直至休风

32 h后, 控制冷却系统总水量为1

500 m3 /h.

5 复风开炉操作 5.1 送风风口选择 考虑到复风后原燃料条件明显变差, 根据铁口 及操作炉型情况调整风口配置, 采取缩小风口面积 应对, 将5# 、 11# 、 13# 风口直径由原来的

130 mm 缩小 为120 mm, 将18# 、 24# 风口由原来的

120 mm 缩小为

110 mm, 长度均为

650 mm, 总送风面积由 0.278 m2 缩小至0.268 m2 . 本次焖炉计划72 h, 实际用了65 h

55 min, 考虑 到焖炉时间短, 炉内冷凝、 粘结现象不太严重, 采用 全风口送风.除了两铁口上方的6个风口不上砖套 外, 其余

18 个风口均上砖套, 其中

10 个风口上Φ70 mm砖套, 8个风口上Φ45 mm砖套, 复风进风面积为 0.114 m2 . 5.2 复风前铁口准备工作 在复风前

2 h 将两个铁口用氧气管烧开, 计划 复风后 1# 铁口按正常方式喷吹, 在2# 铁口埋设导气 管.但烧开后, 两铁口里面都有渣, 无法插导气 管.0: 10复风, 送风20 min南铁口流出少量炉渣后 将其堵住, 保持东铁口喷溅状态.0: 55东铁口见渣 后堵口. 5.3 复风后的操作控制 1) 风量控制及开风口情况.复风风量的控制 原则是在炉缸工作状况不明确的情况下, 起步风量 尽量小, 以避免渣铁的生成速度和渗透性不平衡而 烧坏风口[1] .23 日夜班 0:

10 复风, 复风风量

1 400 m3 /min, 风温

850 ℃;

0:

58 引煤气;

3:

00 风量加到

1 700 m3 /min.由于送风初期加风快、 风量大, 渣铁 的生成速度快且渗透性不好, 导致2个风口烧坏, 一 定程度上影响了复风恢复进度.直到 9:

14 正常放 净第2炉铁后才继续加风, 随后开风口节奏加快, 进 展速度较快, 16: 00风量加至3

200 m3 /min, 仅剩6个 风口没有解放, 之后放慢解放风口速度, 于25日13: 50风口全部解放. 2) 矩阵及焦比调整.前期矩阵调整主要是以 两道气流保证顺行, 为加风创造条件, 随着风量提 高逐步增加边沿负荷, 虽然偶尔静压波动, 局部出 气流, 但总体看上部布料矩阵的调整控制较平稳, 适应了加风节奏, 稳定了边缘气流.复风矩阵为: . 第9批开始逐渐加重边缘负荷, 将矩阵调整为: . 经过一个冶炼周期后, 于23 日第

46 批再度加 重边缘负荷, 将矩阵调整为: .

24 日第

36 批增大布料角度继续适当加重边缘 负荷, 将矩阵调整为: . 焦比的调整主要依据对铁口工作状态的判断, 只要不影响渣铁排放, 就应尽快恢复到正常的炉温 水平, 也就是要及时降低焦比, 这是加快炉况恢复 进程的重要环节.本次焖炉复风过程中炉温控制 较好, 但由于萤石成分不准, 造成炉渣碱度持续偏 低, 再加上认识不到位, 调整力度欠缺, 正常料作用 后铁水连续为号外铁, 渣铁温度严重不足, 影响了 炉况恢复进程.

23 日白班 14:

30 开始喷煤, [Si] 实现了快速下 降, 整个过程炉温控制较合理, 但炉渣碱度偏低,

24 日7:

00 第38 批停萤石料作用后, 炉渣碱度才基本 正常. 3) 铁口工作情况.为减少炉前工作量, 同时促 进炉况尽快恢复, 本次复风决定适当延迟第

1 炉开 铁口时间.当理论铁量达到 100~150 t 时, 尝试开 南铁口观察渣铁流动情况.4: 25打开南口, 发现渣 铁流动性良好, 于4: 28堵口.堵上铁口后清理铁沟 内的捣打料, 做好铁水进罐准备.当理论铁量达到

280 t 左右时打开铁口, 6:

56 打开南口出第

1 炉铁, 出铁约

160 t;

7:

31 堵口, 过大闸.开炉后渣铁排放 情况见表2. 4) 冷却制度的控制.复风后控制冷却系统总 水量为

3 000 m3 /h, 随后视炉况恢复的状况, 酌情增

2 加软水进水量, 总进水温度按 (40±1) ℃控制. 5) 开炉达产主要经济技术指标.本次焖炉开 炉操作各项工作准备充分, 取得了较好的经济技术 指标, 具体情况见表3. 表3 本次焖炉开炉达产达效指标 日期

23 24

25 产量/t

1 806.82

3 035.26

3 733.08 焦比/ (kg ・ t-1 )

521 432

455 煤比/ (kg ・ t-1 )

49 95

110 [Si] /% 2.14 0.65 0.53 风温/℃

928 1

108 1

166 6 经验教训及总结 1) 低焦比焖炉与快速降炉温.传统操作封炉 焦比都定的比较保守, 复风后长期高炉温, 影响炉 况进程.本次依据焖炉时间及炉况基础, 设定正常 料焦比

600 kg/t, 比正常焖炉减少

100 kg/t, 加焦

180 t, 比原来加焦量减少至少

20 t;

复风后快速降焦比, 第1批焦比为600 kg/t, 较传统思路节约焦比100 kg/t;

复风后快速降炉温,

12 h[Si] 降到1.0%以下,

14 h喷煤, 大大加速了炉况恢复进程.但是由于萤石成分 不准确及采取措施力度欠缺, 造成前期连续号外 铁, 渣铁温度严重不足, 制约了炉况快速恢复.在 铁口确认正常后, 后续重负荷措施可以提前, 并提 高配料碱度. 2) 合理控制打开第1炉铁口时间.为减少炉前 工作量, 同时促进炉况尽快恢复, 尽量将第1炉铁放 铁过程延后.原则上计算炉内有

300 t 左右的铁时 再开铁口.本次复风6 h

46 min时打开1# 铁口出第1 炉铁, 此时炉内共下15批料, 炉内计算铁量约280 t. 3) 积极稳妥加风.本次复风受风口烧坏及连 续出号外铁影响, 加风速度与恢复进度比较缓慢, 待铁水质量合格后, 及时调整矩阵及炉渣碱度与炉 温, 为加风创造条件, 并使风量与之合理匹配. 4) 全风口送风.本次复风沿用风口均匀上砖 套、 全风口送风的复风方式, 这对炉况恢复有利, 前 提是对炉缸的渗透性要有把握, 只要休风前炉况处 理的好, 焖炉料到位, 休风后炉体密封措施得当, 炉 况恢复不是问题.但是本次复风前期热风围管三 岔口处进风量大, 生成渣铁快、 渗透性差, 烧坏 6# 和8# 风口.另外, 本次复风上砖套风口个数偏多, 进风 面积偏小, 均一定程度上影响了加风速度. 参考文献: [1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册 [M] .北京: 冶金工业出版社, 2003. 表2 开炉后南铁口渣铁排放情况 时间 6: 56~7:

31 8: 14~9:

14 12: 00~12:

35 13: 15~13:

35 14: 45~15:

30 16: 15~18:

30 19: 10~20:

10 20: 45~21:

35 22: 05~22:

35 铁量/t

160 80

180 40

100 150

100 150

150 [Si] /% 3.18 2.84 3.50 2.24 1.97 1.........