3200m3高爐中修停爐及復(fù)產(chǎn)操作實(shí)踐

楊文光 董躍玲

3200m3高爐中修停爐及復(fù)產(chǎn)操作實(shí)踐

楊文光 董躍玲

梅鋼通過系列技術(shù)創(chuàng)新及精細(xì)化操作，實(shí)現(xiàn)了3200m3高爐安全順利停爐，停爐期間未發(fā)生一次爆震。高爐中修投產(chǎn)后，通過優(yōu)化相關(guān)操作制度，使得煤氣利用率穩(wěn)步提高，燃料比大幅度下降，產(chǎn)能穩(wěn)步提升，高爐各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到優(yōu)化。

高爐 停爐 開爐

1.綜述

梅鋼四號高爐2009年5月12日點(diǎn)火投產(chǎn)，設(shè)計(jì)爐容3200m3，年產(chǎn)生鐵275萬噸。高爐爐腹、爐腰和爐身下部設(shè)計(jì)四段銅冷卻壁，配套冷卻水管192串，工業(yè)凈環(huán)水冷卻。投產(chǎn)初期運(yùn)行良好，燃料比和利用系數(shù)等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在同類型高爐中處于領(lǐng)先水平。但2012年10月，四號高爐開始出現(xiàn)爐身銅冷卻壁進(jìn)出水管根漏水，到2016年，銅冷卻壁管根出現(xiàn)了加速損壞跡象，對高爐順行、生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，指標(biāo)也嚴(yán)重惡化。見表1。2016年9月決定停爐中修，更換全部銅冷卻壁和銅冷卻板。

表1 四號高爐歷年主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)

2.停爐準(zhǔn)備及操作

2.1 洗爐

由于此次中修工期不足1個(gè)月，所以必須制定周密的洗爐方案，減少停爐后的清理工作。應(yīng)用熱洗、錳礦洗爐和螢石洗爐三種洗爐方案。停爐前7天開始進(jìn)行熱洗爐，前5天開始錳礦洗爐，前2天開始添加CaF2螢石洗爐，直至上停爐料。見表2。

通過上、下部制度的調(diào)整和對漏水的控制，洗爐過程中爐況總體穩(wěn)定、粘結(jié)物脫落受控。鑄鐵冷卻壁段壁體溫度控制在50℃-200℃，銅冷卻壁段壁體溫度基本在30℃-80℃。停爐后爐身未見粘結(jié)物，洗爐效果良好。

表2 四號高爐洗爐控制參數(shù)

2.2 停爐料準(zhǔn)備

四號高爐停爐料批見表3，上停爐料的操作實(shí)績：

（1）小休風(fēng)前酌情減輕負(fù)荷、集中加凈焦3批，彌補(bǔ)小休風(fēng)期間的熱量損失。

（2）上停爐料期間，因空倉的原因?qū)е聰嗔?，視情況少量進(jìn)料或者采用同類型物料替代的方式。如蛇紋石用空可用硅石替代，哈混塊用空可用燒結(jié)礦替代，替換時(shí)保持爐渣堿度平衡。

（3）若停止上料后，焦倉內(nèi)還有少量焦炭，可倒入碎焦倉回收。

表3 四號高爐停爐料批的基本組成

（4）上停爐料期間，因倉槽用空、原料進(jìn)料等原因虧料，可通過減風(fēng)的方式控制料線，嚴(yán)禁虧料線超過1m。

2.3 空料線操作

四號高爐于2016年9月28日10：58開始空料線作業(yè)，至29日9:05休風(fēng)。整個(gè)空料線操作過程順利，未發(fā)生一次爆震，總耗時(shí)22小時(shí)7分鐘?？樟暇€過程控制參數(shù)見表4[1]。

表4 四號高爐空料線過程控制參數(shù)

2.3.1 風(fēng)溫及頂壓控制

前期全風(fēng)溫操作，確保爐內(nèi)熱量充足。隨著料線下降，爐頂煤氣H2含量上升，逐漸降低高爐濕份至10g/m3，考慮理論燃燒溫度平衡，逐漸降低風(fēng)溫，控制理論燃燒溫度≤2300℃。

為控制較低壓差，控制頂壓高出正常匹配值。

2.3.2 銅冷卻壁冷卻水控制

由于停爐前四號高爐銅冷卻壁本身存在嚴(yán)重泄露，隨著料線下降，會加速銅冷卻壁變形、漏水，導(dǎo)致煤氣H2含量升高，引起爆震。為此，停爐前對銅冷卻壁供水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并制定了相應(yīng)的控水方案。

2.3.3 保安氮?dú)獾氖褂?/p>

為確保停爐安全，控制爐頂煤氣H2、O2含量，停爐期間向爐內(nèi)通入足夠量的氮?dú)庾鰹楸０矚怏w，是一項(xiàng)有效措施。

2.3.4 煤氣放散時(shí)間確定

為了保證回收煤氣過程的系統(tǒng)安全，空料線過程以半小時(shí)為周期進(jìn)行煤氣分析，出現(xiàn)O2含量超限、頻繁發(fā)生較大爆震等現(xiàn)象停止回收煤氣。

3.涼爐操作

四號高爐空料線休風(fēng)后，關(guān)閉爐頂打水。爐頂繼續(xù)通入蒸汽，繼續(xù)向爐內(nèi)通入保安氮?dú)?，保持爐內(nèi)微正壓。

使用爐頂霧化打水和風(fēng)口打水兩種方式，當(dāng)鐵口電偶溫度降至100℃或風(fēng)口有水流出時(shí)，暫停爐頂打水和風(fēng)口打水，當(dāng)爐缸焦炭全熄滅，關(guān)閉保安氮?dú)?，爐頂蒸汽。此次涼爐作業(yè)共5天，快速、安全的涼爐，保護(hù)了爐缸碳磚，縮短了施工工期。

4.高爐復(fù)產(chǎn)

9月29日停爐中修，11月3日四號高爐開爐。開爐前采用閉水烘爐方案，烘爐期間，高爐銅冷卻壁壁體溫度達(dá)到了80℃，充分的烘爐，可為高爐長壽打下基礎(chǔ)。高爐開爐后，鐵口工作正常，徹底消除了開爐初期鐵口長時(shí)間的散噴問題。本次開爐方案涵蓋了各工序的復(fù)產(chǎn)方案及高爐本體開爐方案，對高爐開爐爐料準(zhǔn)備、加風(fēng)節(jié)奏、送風(fēng)過程中爐熱調(diào)整等各方面進(jìn)行了優(yōu)化，從爐缸維護(hù)的角度制定了開爐后3個(gè)月的作業(yè)計(jì)劃，并對各種可能出現(xiàn)的異常情況制定了相應(yīng)的預(yù)案?？茖W(xué)合理的開爐方案是順利開爐、順利過渡到正常生產(chǎn)的重要因素。見圖1。

圖1 開爐48小時(shí)加風(fēng)計(jì)劃

4.1 開爐料參數(shù)

風(fēng)口下沿0.6m以下區(qū)域采用枕木填充，枕木以上均為爐料填充，開爐料負(fù)荷分布采用分段式、根據(jù)由下至上逐步加重的原則進(jìn)行安排，開爐料全爐焦比：3500kg/t，全爐渣鐵比：1200kg/t，全爐堿度：0.90倍，鐵水Mn含量1.0%。

4.2 上部制度

上部制度采用平臺+漏斗的模式，按照爐料落點(diǎn)距離爐墻300mm左右，平臺寬度為爐喉半徑的1/3左右的原則，結(jié)合測料面數(shù)據(jù)和碰撞桿試驗(yàn)數(shù)據(jù)，制定了開爐布料矩陣。開爐三個(gè)多月來，上部布料制度合適，基本沒有調(diào)整。見表5。

表5 開爐布料矩陣

4.3 操作實(shí)績

點(diǎn)火開爐后，每半小時(shí)煤氣取樣一次，分析O2含量，達(dá)到要求且爐內(nèi)料線走動(dòng)后，做爆發(fā)試驗(yàn)合格，允許引煤氣。依據(jù)爐料下降騰出的空間和累計(jì)風(fēng)量計(jì)算出的渣鐵生成量，18小時(shí)首爐出鐵，實(shí)現(xiàn)渣鐵分離。

本次中修開爐安全、穩(wěn)定順行，各項(xiàng)工作、爐內(nèi)操作參數(shù)調(diào)整按計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，爐內(nèi)氣流穩(wěn)定，中心、邊緣氣流分布合理，十字測溫邊緣溫度在150℃左右、中心在650℃左右。煤氣利用率穩(wěn)定在50%-51%，熱制度穩(wěn)定、鐵水溫度在1500℃-1530℃，熱負(fù)荷平穩(wěn)、幾乎沒有大的波動(dòng)。開爐后第7天利用系數(shù)達(dá)到2.0t/m3.d，煤氣利用率穩(wěn)步提高，燃料比大幅度下降。見圖2、表6。

表6 2016年11月四號高爐開爐前十天操作參數(shù)

圖2 四號高爐中修全爐熱負(fù)荷走勢圖 10MJ/h

5.總結(jié)

（1）停爐前，三種洗爐方案的運(yùn)用，徹底清除了爐身粘結(jié)物，既確保了停爐過程中氣流的平穩(wěn)，也為中修施工創(chuàng)造了條件。

（2）使用大量的氮?dú)膺M(jìn)行煤氣的保安及高頂壓操作，確保了停爐過程中的安全，停爐過程只放散煤氣5小時(shí)，創(chuàng)造了梅鋼歷史上停爐放散煤氣時(shí)間最短的記錄。在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的前提下，使用保安氮?dú)馐直匾?/p>

（3）保證爐缸碳磚安全的快速涼爐措施有效。

（4）科學(xué)合理的開爐方案是順利開爐、順利過渡到正常生產(chǎn)的重要因素。開爐后的生產(chǎn)應(yīng)按照方案有序進(jìn)行。

（5）高爐穩(wěn)定順行及獲得合理煤氣分布必須要有合適的上部制度。

[1]李仲，張延輝.鞍鋼10號高爐停爐操作實(shí)踐[J].鞍鋼技術(shù)，2008（2）：38-41

[2]劉繼生，余其明，喻紅發(fā).鄂鋼新2號高爐開爐生產(chǎn)實(shí)踐[J].武鋼技術(shù)，2015（1）:16-20

（作者單位：寶武集團(tuán)上海梅山鋼鐵股份有限公司）