邯鋼五高爐爐役后期的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)

魏航宇　高　遠(yuǎn)　張澤潤

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司)

?

邯鋼五高爐爐役后期的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)

魏航宇高遠(yuǎn)張澤潤

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司)

邯鋼五高爐爐役接近11年，2014年冷卻壁損壞和碳磚侵蝕加劇，經(jīng)過高爐的不斷調(diào)整，冷卻壁損壞得到了控制，碳磚沒有增加新的侵蝕，高爐利用系數(shù)提高到2.7 t/m3·d，噸鐵500 kg的燃料比，在國內(nèi)2000 m3級(jí)高爐中具有很好的借鑒作用。

高爐長壽操作制度穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)

0　概況

邯鋼5號(hào)高爐由1260 m3擴(kuò)容到2000 m3，擴(kuò)容后于2005年7月重新投產(chǎn)，投產(chǎn)后爐況有較長一段時(shí)間處于波動(dòng)狀態(tài)， 后2010年經(jīng)過中修更換了8段冷卻壁，投產(chǎn)后爐況波動(dòng)還是較頻繁，冷卻壁破損、漏水嚴(yán)重，隨著鋼鐵形勢(shì)的低迷高爐原燃料復(fù)雜多變，尤其入爐焦炭品種雜、質(zhì)量參差不齊，高爐負(fù)荷變化大，造成氣流穩(wěn)定更差，外部爐前出鐵狀況不穩(wěn)定，受炮泥質(zhì)量差、開口機(jī)裝備、爐前鐵口和人為操作影響，開口時(shí)間長、燒鐵口次數(shù)多、出鐵時(shí)間短和出鐵效果差；2013年五高爐爐缸溫度開始持續(xù)攀升，特別是7月份西北8.25 m標(biāo)高溫度測(cè)量點(diǎn)最高升到754 ℃，磚襯厚度計(jì)算看還有678 mm，碳磚侵蝕日趨嚴(yán)重，同時(shí)2013年到2014年上半年高爐順行狀況較差，氣流、懸料不斷，邊緣管道頻現(xiàn)，水溫差頻繁劇烈波動(dòng)，高爐氣流可控性差，冷卻壁損壞日益嚴(yán)重，幾乎每月都有損壞，冷卻壁漏水嚴(yán)重，爐皮溫度最高升到65 ℃，爐皮漏煤氣現(xiàn)象開始頻繁出現(xiàn)，偏場(chǎng)現(xiàn)象嚴(yán)重，且高爐碳磚監(jiān)控?zé)犭娕?.95 m和8.52 m幾乎全部損壞，所剩電偶數(shù)量不足以讓高爐操作者明確判斷爐缸狀態(tài)，高爐的持續(xù)生產(chǎn)受到了挑戰(zhàn)，特別是后期的安全和經(jīng)濟(jì)條件下的高產(chǎn)難以保證。

1　操作技術(shù)的變革

1.1冷卻壁日常維護(hù)

高爐長壽的兩個(gè)體現(xiàn)一方面是爐缸碳磚的剩余厚度，另外就是高爐冷卻壁的完整性，作為現(xiàn)代化高爐來說冷卻壁左右一方面起到冷卻作用，另外一方面主要是穩(wěn)定渣皮維持合理的操作爐型 ，但如果冷卻壁損壞漏水一方面對(duì)碳磚的侵蝕是起到加劇的作用，另外冷卻壁損壞后整個(gè)高爐的操作爐型變化較大，操作難度隨之增加，因此冷卻壁的完好是高爐長壽的重點(diǎn)工作，作為5高爐冷卻壁軟水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，共有冷卻壁429塊，冷卻壁分為13段，4～7段為銅冷卻壁，8段增加蛇形冷卻，每段冷卻壁共40塊，每塊有4根冷卻水管，共有冷卻水管160根，高爐2012～2014年生產(chǎn)波動(dòng)較大，特別是2013年5月冷卻壁損壞加劇，甚至一天損壞3根，半個(gè)月?lián)p壞11根，如何處理好壞冷卻壁和維護(hù)好正常的生產(chǎn)是主要的工作環(huán)節(jié)。

1.1.1壞冷卻壁修復(fù)

壞冷卻壁漏水影響較大，首先冷卻壁漏水后進(jìn)入爐缸的水會(huì)增加碳磚的侵蝕，其次漏水后的對(duì)其他部位影響較大，加速相鄰部位冷卻壁損壞，再次損壞冷卻壁部位的冷卻強(qiáng)度降低，高爐操作爐型變化，操作困難，最后漏水后爐溫控制困難，高硅高硫現(xiàn)象增多，最嚴(yán)重導(dǎo)致爐缸凍結(jié)。因此對(duì)壞冷卻壁的修復(fù)和維護(hù)是很重要的工作，五高爐根據(jù)實(shí)際情況對(duì)壞冷卻壁水管進(jìn)行了穿管技術(shù)，共穿管16根，銅冷卻壁由于不能穿管掐斷4根，目前所有穿管冷卻壁運(yùn)行良好。

1.1.2冷卻壁查漏定段方式

由于五高爐自1260 m3高爐改造而成，水管沒有安裝檢測(cè)閥，沒有溫度和流量表，這為高爐排查漏水帶來了很大的難度，特別是冷卻壁損壞只能通過高爐鐵樣和風(fēng)口漏水情況進(jìn)行判斷，甚至風(fēng)口沒有出水情況下，高爐爐溫出現(xiàn)較大偏差，只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷漏水區(qū)域，再進(jìn)行查漏，查漏由于沒有檢測(cè)設(shè)備只能通過關(guān)閉進(jìn)水出水閥門，利用爐內(nèi)煤氣壓力進(jìn)入水管，根據(jù)水管出水和點(diǎn)火情況判斷是否損壞，五高爐經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)際操作已經(jīng)形成了獨(dú)特的查漏方式。

1.2冷卻能力的提升

1.2.1水質(zhì)優(yōu)化

由于5高爐冷卻系統(tǒng)的老化，水路已經(jīng)老化，一些管道已經(jīng)侵蝕，有些已經(jīng)結(jié)垢，再加上冷卻壁損壞和維護(hù)過程中使用的工業(yè)水，高爐軟水對(duì)水質(zhì)的要求逐漸增加，為了維護(hù)好高爐冷卻系統(tǒng)，高爐增加了對(duì)軟水水質(zhì)的監(jiān)控，每周做一次水質(zhì)檢查，五高爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及近期分析見表1。

表1　軟水水質(zhì)檢測(cè)表

1.2.2優(yōu)化冷卻部位

1)冷卻水量調(diào)整及分配。 根據(jù)高爐冷卻和壞冷卻壁集中情況，高爐對(duì)各部位的冷卻能力進(jìn)行了從新的調(diào)整，由于高爐爐底和冷卻板溫度都較低，因此實(shí)行了一定量的控水，增加了4區(qū)冷卻壁冷卻水的供水量，增加后冷卻壁損壞得到了控制，壁體溫度下降較多，冷卻水分配情況見表2。

表2　冷卻水量調(diào)整情況

2)外部溫度的監(jiān)控。由于冷卻壁的損壞，冷卻能力逐漸下降，爐體溫度有升高趨勢(shì)，因此加強(qiáng)了對(duì)爐皮溫度的監(jiān)測(cè)，建立了長期的監(jiān)控模型，根據(jù)實(shí)際情況增加了外部噴淋。

1.3爐缸碳磚的監(jiān)測(cè)

爐缸上下共砌磚10層，磚厚為400 mm，而爐缸橫向砌筑厚度自下而上逐漸減薄，其中7.191 m高度砌筑厚度為1299 mm，7.995 m高度砌筑厚度為1159 mm， 8.527 m高度砌磚厚度為1024 mm，10.665 m碳磚厚度為950 mm，11.566 m高度砌筑為800 mm，高爐一代爐役長短主要取決于爐缸壽命，2013年五高爐爐缸溫度開始持續(xù)攀升，特別是7月份西北8.25 m標(biāo)高溫度測(cè)量點(diǎn)最高升到754 ℃，磚襯厚度計(jì)算看還有678 mm。

1.3.1更新測(cè)溫系統(tǒng)

2014年11月8日利用休風(fēng)機(jī)會(huì)安裝了25對(duì)熱電偶，其中9.591 m新裝4對(duì)，8.527 m新裝10對(duì)，7.995 m新裝11對(duì)，熱電偶采用單點(diǎn)雙偶型式，插入深度為50 mm、150 mm，雙偶間距為100 mm，這些熱電偶基本涵蓋了高爐爐缸溫度最高的區(qū)域，雖然每對(duì)熱電偶測(cè)溫面積還不夠，但是基本上能夠達(dá)到監(jiān)測(cè)爐缸溫度趨勢(shì)的要求，高爐爐缸測(cè)溫點(diǎn)情況見表3。

表3　測(cè)溫點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)情況表

1.3.2碳磚殘厚計(jì)算模型的建立

由于后期生產(chǎn)沒有足夠的電偶和計(jì)算模型，日常都是人工計(jì)算侵蝕情況，沒有自動(dòng)檢測(cè)和計(jì)算模型，為后期安全生產(chǎn)帶來了不便。五高爐爐缸侵蝕模型通過開發(fā)后，解決了在線監(jiān)測(cè)的難題，為高爐后期安全生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)，模型主要通過一維傳導(dǎo)理論根據(jù)在線監(jiān)測(cè)溫度進(jìn)行時(shí)時(shí)計(jì)算碳磚剩余厚度、熱流強(qiáng)度等，計(jì)算涉及參數(shù)見表4，計(jì)算模型如圖1所示。

圖1　五高爐爐缸侵蝕計(jì)算監(jiān)控圖

表4　五高爐侵蝕計(jì)算參數(shù)設(shè)定

2　操作制度的變革

2.1創(chuàng)新布料制度

2.2爐內(nèi)布料技術(shù)的形成

2014年開始對(duì)各種原燃料爐內(nèi)橫向分布進(jìn)行了研究，獨(dú)自完成了燒結(jié)礦、球團(tuán)礦和澳礦爐內(nèi)徑向分布的控制技術(shù)，打破了高爐爐料爐內(nèi)分布不受控制的歷史，從而保證了高爐順行的穩(wěn)定。

2.3送風(fēng)制度的重大變革

送風(fēng)制度上大膽打破寶鋼的傳統(tǒng)限制送風(fēng)比的傳統(tǒng)思想，風(fēng)口全部使用大風(fēng)口，增加風(fēng)量，各高爐均實(shí)現(xiàn)了“大風(fēng)低氧” 的措施，送風(fēng)比達(dá)到了2.2 m3以上，富氧率較2013年降低23.5%(如圖2所示)，不但穩(wěn)定了氣流，噸鐵成本降低1.85元。

圖2高爐富氧率

3　實(shí)施效果

自2014年后碳磚沒有增加新的侵蝕點(diǎn)，碳磚測(cè)溫溫度，最高365 ℃，基本都在170 ℃，碳磚整體運(yùn)行狀態(tài)良好(如圖3所示),爐缸穩(wěn)定后，高爐增加產(chǎn)能較大，目前平均日產(chǎn)5400 t，利用系數(shù)達(dá)到了2.7 t/m·d，燃料比控制在500 kg/t鐵，全國同類型高爐屬領(lǐng)先水平(如圖4所示)。

圖3碳磚運(yùn)行情況

圖4全國高爐燃料比情況

4　結(jié)論

1)爐役后期冷卻壁維護(hù)與碳磚監(jiān)控具有同等重要的地位。

2)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化是高爐長壽體系的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

3)后期操作制度和控制標(biāo)準(zhǔn)是高爐長壽的關(guān)鍵。

4)爐役后期的高產(chǎn)和低成本冶煉技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要各種操作制度和控制水平的整體提升。

[1]尚美諾.2015年12月份全國各大鋼廠1500 m3至2000 m3高爐綜合累計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)[EB/OL],http://www.yejinzg.com/show/171_470325_1.html,2016.01.26-2016.03.15

STABLE AND HIGH YIELD IN THE LAST STAGE ON NO.5 BF IN HAN STEEL

Wei HangyuGao YuanZhang Zerun

(Handang Company of Hebei Iron and Steel Group Co., Ltd)

The No.5 blast furnace service for nearly 11 years, cooling stave damaged and carbon brick erosion aggravated in 2014. After the continuous adjustment of the blast furnace, the cooling wall damage is controlled, new erosion of the carbon brick is not increase, the utilization coefficient of blast furnace is improved to 2.7 t/m3·d, fuel ratio is 500 kg/t, that has a good reference in the domestic 2000 m3BF fand.

BF long campaingoperating systemstable and high yield

宇，工程師，河北.邯鄲(056000)，邯鄲鋼鐵集團(tuán)煉鐵部5號(hào)高爐；

2016—6—25