邯鋼5高爐煤氣流調(diào)整操作

焦建華 魏航宇 楊占海 高 遠(yuǎn)

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司)

邯鋼5高爐煤氣流調(diào)整操作

焦建華 魏航宇 楊占海 高 遠(yuǎn)

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司)

高爐煤氣流的合理分布是是高爐生產(chǎn)最重要環(huán)節(jié)，日常生產(chǎn)過(guò)程中煤氣流變化與操作參數(shù)匹配是高爐操作的重點(diǎn)，5#高爐通過(guò)煤氣流的合理控制實(shí)現(xiàn)了11年零6個(gè)月?tīng)t役情況下保持2.65t/m3·d利用系數(shù)、燃料比505kg/t鐵的生產(chǎn)指標(biāo)。

高爐 煤氣流 操作參數(shù)

0 前言

邯鋼煉鐵部5#高爐有效容積為2 000 m3高爐，2005年由1 260 m3高爐改造而成，采用全皮帶上料，底濾法水渣處理，設(shè)置28個(gè)風(fēng)口，爐頂并罐式料罐，干法除塵系統(tǒng)，爐前兩個(gè)鐵口180 °，采用半懸掛式鐵口設(shè)計(jì)，爐體冷卻全密閉軟水循環(huán)系統(tǒng)，中修時(shí)4段增設(shè)銅冷卻板，自開(kāi)爐后高爐指標(biāo)情況很差，爐況順行難保住，高爐一直處于煤氣流失常狀態(tài)，2013年開(kāi)始逐步調(diào)整煤氣流，從上料制度和送風(fēng)制度上的大調(diào)整到操作參數(shù)的微調(diào)，努力提高煤氣利用率、減少外圍影響、穩(wěn)定生產(chǎn)，通過(guò)對(duì)操作制度和操作參數(shù)大幅調(diào)整，高爐煤氣流逐步穩(wěn)定，逐漸擺脫了長(zhǎng)期鬧爐況的境況，自2014年至今已經(jīng)保住順行30個(gè)月，特別是在爐役11年半情況下保持了2.65 t/m3·d的高產(chǎn)利用系數(shù)，全年休風(fēng)率0.65%，高爐鐵水一級(jí)品率99.7%，高爐燃料比505 kg/t鐵。

1 煤氣流的上部調(diào)劑

隨著高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展，高爐爐頂布料逐步成為高爐煤氣調(diào)整的中心，爐頂布料制度隨著爐頂布料設(shè)備的改進(jìn)也再逐漸的成熟，但各個(gè)鋼鐵廠都在尋找與自身?xiàng)l件匹配的布料制度，特別是近年來(lái)隨著鋼鐵形式的不景氣，低成本冶煉帶來(lái)的原燃料質(zhì)量下降，各鋼鐵廠都在通過(guò)操作制度的調(diào)整來(lái)達(dá)到較理想的生產(chǎn)指標(biāo)。

1.1 設(shè)備的更新

五#高爐由于自1 260 m3高爐改建而成，很多設(shè)備都沒(méi)有更新，2010年將爐頂料罐由28 m3改成38 m3，礦批上限由50 t提高到75 t，解決了礦批小不能強(qiáng)化冶煉的一個(gè)重要環(huán)節(jié)；另外由于高爐十字測(cè)溫安裝在缸磚上沿，距料面1.3 m～1.5 m，對(duì)煤氣的測(cè)量結(jié)果偏差較大，特別是四根十字測(cè)溫支架使得爐料布料軌跡發(fā)生變化，整個(gè)布料影響較大，因此2014年將4個(gè)十字測(cè)溫全部拆除，氣流的控制通過(guò)爐內(nèi)成像情況和高爐壁體溫度來(lái)判斷，十字測(cè)溫拆除后從休風(fēng)后料面看規(guī)整度明顯優(yōu)于之前，解決了由于十字測(cè)溫架引起的布料不均問(wèn)題； 2014年以前每次休風(fēng)看料面情況，結(jié)果是“平臺(tái)+漏斗”的料面漏斗偏深，平臺(tái)最里端有冒尖情況的現(xiàn)象，針對(duì)這現(xiàn)象查找原因發(fā)現(xiàn)布料溜槽中間的邊緣出現(xiàn)布料磨痕，整個(gè)磨痕清晰看出爐料自溜槽中間有甩出的痕跡，這是造成平臺(tái)不規(guī)則的直接原因，隨后決定用方溜槽代替原用的圓溜槽，但由于時(shí)間和其他原因未能實(shí)現(xiàn)，隨即通過(guò)綜合計(jì)算后，布料角度降低3 °左右基本上能夠消除這個(gè)現(xiàn)象，隨即根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)布料溜槽進(jìn)行更換，原使用溜槽長(zhǎng)度3 m，更換后長(zhǎng)度變?yōu)?.4 m，計(jì)算角度使用較原溜槽降低3 °，參數(shù)設(shè)定和計(jì)算結(jié)果分別見(jiàn)表1、表 2。

表1 計(jì)算參數(shù)設(shè)定

表2 計(jì)算結(jié)果情況

根據(jù)參數(shù)和計(jì)算結(jié)果通過(guò)采用MATLAD模擬，輸出結(jié)果與計(jì)算結(jié)果較相近,如圖1所示。

更換好溜槽后對(duì)溜槽進(jìn)行了最大角度料軌布料實(shí)驗(yàn)，將測(cè)量標(biāo)尺盒(測(cè)量標(biāo)尺盒高爐與缸磚高度一樣1.75 m，將測(cè)量標(biāo)尺盒分為17.5個(gè)小格，每格100 mm)，從專用測(cè)料孔深入爐內(nèi)，上沿與0料線齊，外面用鋼絲繩固定好。按照下表要求的進(jìn)行布料設(shè)定，布料角度按正常角度布料、轉(zhuǎn)速按正轉(zhuǎn)高速布料，要求最大角度誤差小于0.2 °，布料實(shí)驗(yàn)設(shè)定和結(jié)果見(jiàn)表3。

圖1 模擬情況圖

最終根據(jù)計(jì)算結(jié)果和實(shí)際測(cè)量情況將料線定到了1.35 m，最大角度定到了49 °，從實(shí)際布料和休風(fēng)看磨痕，所有原料都從溜槽底端按既定方式排出，沒(méi)有出現(xiàn)中間甩料的情況，高爐休風(fēng)料面平臺(tái)平滑度較好，氣流穩(wěn)定性得到了控制。

表3 高爐爐頂布料模擬表

1.2 十字測(cè)溫的拆除

2014年后由于十字測(cè)溫對(duì)氣流的觀測(cè)效果不強(qiáng)，很難實(shí)際檢測(cè)，甚至對(duì)布料產(chǎn)生一定的影響，因此拆除了十字測(cè)溫，根據(jù)高爐壁體溫度來(lái)判斷爐內(nèi)氣流的變化，整個(gè)控制方式上基本看高爐壁體溫度變化趨勢(shì)判斷氣流的發(fā)展方向，其中高爐壁體的正常溫度區(qū)間見(jiàn)表4。

高爐水溫差控制在2.5 ℃～3.5 ℃，如出現(xiàn)壁體波動(dòng)水溫差波動(dòng)，查看各區(qū)域壁體溫度值，高爐波動(dòng)問(wèn)題見(jiàn)表5。

表4 高爐壁體溫度標(biāo)準(zhǔn)值

表5 壁體波動(dòng)原因

1.3 布料制度的調(diào)整

圖2 五高爐水溫差變化趨勢(shì)

圖3 五高爐燃料比變化趨勢(shì)

2 煤氣流的下部調(diào)整

2.1 風(fēng)氧控制

五#高爐是2005年投產(chǎn)，目前接近12年的爐齡，爐缸已經(jīng)開(kāi)始侵蝕，爐缸工作容積增大，特別是近年來(lái)由于原燃料條件的變化和產(chǎn)量壓力的增大，為保證2.65 t/d·m3以上的以上的利用系數(shù)，高爐增加風(fēng)量的使用，另外為配合爐頂壓邊的布料制度，高爐送風(fēng)制度上采用了“大風(fēng)低氧” 的措施，富氧率逐步降低，高爐送風(fēng)參數(shù)見(jiàn)表6。

表6 高爐送風(fēng)參數(shù)

2.2 風(fēng)口的調(diào)整

煤氣流的第一次分布和形成過(guò)程主要受送風(fēng)制度影響，送風(fēng)制度主要包括風(fēng)口長(zhǎng)短、面積和對(duì)應(yīng)的鼓風(fēng)動(dòng)能和爐腹煤氣量的大小等，風(fēng)口的長(zhǎng)短和面積是對(duì)應(yīng)于裝料制度響應(yīng)調(diào)節(jié)的一個(gè)主要手段，風(fēng)口的調(diào)整都是由于高爐煤氣流分布存在一定的不合理性，根據(jù)壁體溫度圓周方向上部均勻、爐缸侵蝕部位等，選定合適的風(fēng)口長(zhǎng)度。5#高爐所用風(fēng)口主要包括，550 mm×120 mm、550 mm×110 mm、500 mm×120 mm和500 mm×110 mm四種，其中的550 mm長(zhǎng)風(fēng)口使用較謹(jǐn)慎，最多未超過(guò)6個(gè)，五高爐最后將風(fēng)口全部變?yōu)?00 mm×120 mm，動(dòng)能達(dá)到了9 500 N·m/s～10 000 N·m/s，調(diào)整后回旋區(qū)深度計(jì)算為1.643 m，回旋區(qū)深度指數(shù)0.528，最后爐腹煤氣量5 050 m3/min，爐腹煤氣指數(shù)59，k值2.849，煤氣利用率穩(wěn)定47%～49%，風(fēng)口面積變化如圖4所示。

圖4 風(fēng)口面積變化趨勢(shì)圖

3 結(jié)論

(1)初始煤氣的控制主要是送風(fēng)參數(shù)，五高爐采用加大風(fēng)量增加中心吹透能力，保證與爐頂布料制度的統(tǒng)一協(xié)調(diào);

(2)爐頂設(shè)備是影響煤氣流最重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)溜槽的加長(zhǎng)和拆除十字測(cè)溫保證了爐料的布料準(zhǔn)確性；

(3)布料制度上由于爐役后期的特點(diǎn)，采用壓制邊緣發(fā)展中心的策略，延緩了冷卻壁損壞，保證煤氣利用率47.5%以上和壓差小于150 KPa的壓量關(guān)系；

(4)布料角度和圈數(shù)根據(jù)爐頂溫度和上部壁體溫度情況看，爐頂邊緣溫度(33 m壁體)控制在70 ℃～90 ℃，水溫差控制在2.5 ℃～3.5 ℃；

(5)拆除十字測(cè)溫后，利用壁體溫度反應(yīng)爐況，根據(jù)各區(qū)域波動(dòng)特點(diǎn)能夠找出波動(dòng)的原因；

(6)高爐休風(fēng)最大角度的實(shí)際測(cè)量很關(guān)鍵，這是高爐布料制度尋找最大角度的捷徑。

[1] 朱清天,程樹(shù)森.高爐上部煤氣流調(diào)劑影響研究[J].鋼鐵,2008(2):22-25.

[2] 李鑠,韓楓,張杰等.送風(fēng)制度對(duì)高爐初始煤氣流分布的影響[J].鋼鐵研究,2014(5):1-4.

[3] 傅世敏.有鐘高爐的新型布料技術(shù)[J].煉鐵;1992(5):10-14.

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ADJUSTMENT OPERATION OF GAS FLOW BY 5# BF ON HAN STEEL

Jiao Jianhua Wei Hangyu Yang Zhanhai Gao Yuan

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

The reasonable distribution of blast furnace gas flow is the most important link in the production of blast furnace, the matching of coal flow changes and operation parameters in daily production is the key point of blast furnace operation.By the reasonable control of iron making, keeping the capacity factor of 2.65 t / m3·d, and the production index of fuel ratio 505 kg / t are achieved for 11 years and 6 months of campaign.

blast furnace gas flow operating parameter

華，高級(jí)工程師，河北.邯鄲(056000)，河北省邯鄲市邯鋼公司培訓(xùn)部；

2017—2—27