高爐悶爐開爐快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐

陳生利,吳金富,于美晨

(寶鋼集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵公司,廣東韶關(guān) 512123)

高爐悶爐開爐快速達(dá)產(chǎn)實(shí)踐

陳生利,吳金富,于美晨

(寶鋼集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵公司,廣東韶關(guān) 512123)

通過對1050 m3高爐悶爐、停爐及開爐過程中各項(xiàng)參數(shù)的跟蹤分析,總結(jié)了關(guān)于高爐悶爐開爐快速達(dá)產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn),為1050 m3高爐悶爐及開爐提供了可尋技術(shù)方案。

悶爐;開爐;達(dá)產(chǎn)

1 引言

韶鋼6號高爐于2017年2月5日至25日采用全焦悶爐技術(shù)停爐20天,此次悶爐技術(shù)科學(xué)合理,開爐過程快速高效。開爐點(diǎn)火至全開風(fēng)口全風(fēng)冶煉歷時26小時,21小時實(shí)現(xiàn)高爐鐵水過撇渣器,3天高爐利用系數(shù)達(dá)到2.95,開爐后高爐爐況順行平穩(wěn),第三天日產(chǎn)量達(dá)3101噸,燃料消耗降低至530 kg/t,是1050 m3級高爐悶爐開爐技術(shù)的又一突破。開爐前15天高爐指標(biāo)見表1所示。

表1 開爐前15天高爐指標(biāo)

2 悶爐停爐

2.1 悶爐料制定

此次開爐能快速達(dá)產(chǎn),悶爐料加入技術(shù)至關(guān)重要。本次悶爐料的加入,按停爐20天組織,悶爐料全爐焦比5.479 5 t/t,加入體積862 m3?？战苟我陨喜课粻t料爐渣二元堿度按1.05控制,鐵水含Si目標(biāo)為4.0%,渣系中：11.37%Al2O3,8.0%Mg O,通過加入硅石、白云石、石灰石、錳礦、瑩石調(diào)整渣系成分。焦批8噸,凈焦段加至爐腰,總計(jì)加入24批,空焦段加至爐身上部,加入23批,上部為2.2 t/t輕負(fù)荷料,加入7批。悶爐料組成見表2所示,悶爐料成分見表3所示。

表2 悶爐料組成表

表3 悶爐料成分表

2.2 休風(fēng)停爐

根據(jù)高爐冶煉周期,計(jì)算合理的加入悶爐料時間。本次休風(fēng)悶爐,計(jì)劃2月5日6點(diǎn)整完成。2月4日中班23點(diǎn)開始加悶爐料,考慮到悶爐料下達(dá)后,爐內(nèi)氣流會出現(xiàn)過吹現(xiàn)象,需要適當(dāng)減風(fēng)控制,故本次加入悶爐料對比正常冶煉周期提前2個小時。悶爐料下達(dá)至爐身下部后,于2月5日1點(diǎn)30分,爐內(nèi)氣流出現(xiàn)波動,隨即停氧、停噴煤,采取加濕操作,爐內(nèi)氣流得到了穩(wěn)定。2點(diǎn)30分,因爐溫高,爐內(nèi)氣流再次出現(xiàn)波動,隨即減風(fēng)200 m3/min,同時組織爐前盡快出渣鐵,打開鐵口后,爐內(nèi)氣流得到穩(wěn)定。3點(diǎn)20分打開鐵口至4點(diǎn)10分,出鐵80噸,隨后鐵口來風(fēng)大吹,計(jì)算理論渣鐵基本出干凈。4點(diǎn)48分再次打開鐵口,基本無渣鐵,從鐵口噴吹焦炭,隨即減風(fēng)1000 m3/min,高爐風(fēng)量只有1100 m3/ min?？紤]到爐缸有一定量的殘存渣鐵,繼續(xù)減風(fēng)吹鐵口,風(fēng)量減至600 m3/min,鐵口空吹至5點(diǎn)28分,安排爐前組織堵鐵口休風(fēng),于5點(diǎn)36分順行完成休風(fēng)停爐。

3 開爐

3.1 開爐準(zhǔn)備工作

設(shè)備完成檢修后,開爐前一天對高爐各大系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行全面試車,嚴(yán)格按照點(diǎn)檢、工藝崗位雙方簽名確認(rèn)執(zhí)行。高爐復(fù)風(fēng)前1個班,各設(shè)備設(shè)施、作業(yè)資材、能源介質(zhì)確認(rèn)到位。

高爐熱風(fēng)爐系統(tǒng)因停爐期間采取燒爐保溫作業(yè),開爐前將風(fēng)溫逐步提高到950℃,具備正常送風(fēng)生產(chǎn)條件。

送風(fēng)前8小時高爐本體及熱風(fēng)爐冷卻水供水壓力、流量正恢復(fù)到正常水平,備用設(shè)備處于完好狀態(tài)。送風(fēng)系統(tǒng)試漏完成且全部合格。送風(fēng)點(diǎn)火前1小時爐頂通蒸汽,重力除塵器通氮?dú)?保持煤氣管路正壓。

開爐前期,鐵水不過撇渣器,渣鐵全部進(jìn)入干渣坑。主溝全線清理,溝幫鋪河沙,溝底鋪焦粉并打?qū)嵖靖?撇渣器使用河沙做好鋼板檔壩,鐵口和渣溝提前清理干凈保持暢通。人工制作簡易干渣坑,場地清理后先鋪墊300 mm厚鋼渣,再鋪墊300 mm厚河沙。干渣坑的規(guī)格是10 m×10 m,干渣坑不能有積水。在簡易干渣坑外沿做1.0 m高沙壩,在爐渣落點(diǎn)處再磊1.0 m高沙堆,在周圍拉好安全警戒線,對靠近干渣坑周圍附近的設(shè)備進(jìn)行防護(hù)處理。

為利于高爐送風(fēng)后及時排盡爐缸冷渣鐵,采用煤氧槍燒鐵口技術(shù)。高爐送風(fēng)前8～10小時開始組織埋煤氧槍,正常鐵口深度為2.5～2.8 m,埋入深度3.5 m,并將煤氧槍周圍塞嚴(yán),通入煤氣、氧氣,確保煤氧槍前端著火,利于充分加熱爐缸下部,液態(tài)渣鐵下行便于打開鐵口。確保鐵口吹氧槍埋入到位,防止在取出吹氧槍后因其前端有凝固的渣鐵而使鐵口重新凝結(jié)。埋煤氧槍見圖1所示。

圖1 埋煤氧槍示意圖

3.2 開爐技術(shù)

3.2.1 開爐送風(fēng)點(diǎn)火參數(shù)確定

考慮到此次悶爐停爐時間長達(dá)20天,爐缸內(nèi)殘留有一定量的殘存渣、鐵,點(diǎn)火時采用鐵口上方4個風(fēng)口送風(fēng),其余16個風(fēng)口均采用輕質(zhì)磚封堵,初始送風(fēng)面積為0.040 7㎡。點(diǎn)火風(fēng)量為500 m3/min,采用850℃高風(fēng)溫點(diǎn)火。根據(jù)點(diǎn)火后加風(fēng)進(jìn)程,逐步捅開風(fēng)口。開爐風(fēng)口布置見圖2。

3.2.2 開爐期間爐前鐵口操作

要充分注意到點(diǎn)火后8～16 h軟融帶形成時期和初渣、鐵排出前,爐內(nèi)因儲渣鐵量增多而導(dǎo)致透氣性變差,可能引起減風(fēng),影響高爐加風(fēng)進(jìn)度。因此,操作好爐前鐵口,特別是開爐第一次打開鐵口,及時將爐缸冷渣鐵排出,是高爐開爐能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

圖2 開爐風(fēng)口布置示意圖

10點(diǎn)16分送風(fēng)點(diǎn)火后,觀察開爐4個風(fēng)口均明亮,爐內(nèi)氣流順暢,11點(diǎn)12分,組織將煤氧槍退出,退出煤氧槍后,見鐵口有少量渣流出,隨即組織用氧氣管燒通鐵口,大量渣從鐵口流出,持續(xù)時間6分鐘,鐵口轉(zhuǎn)來風(fēng)空吹,噴出焦炭,隨即組織堵鐵口。一次鐵總計(jì)出渣量約6噸,打通了爐缸冷渣鐵排放通道,為后續(xù)加風(fēng)創(chuàng)造了先決條件。

3.2.3 加風(fēng)開風(fēng)口操作

加風(fēng)必須在保證爐內(nèi)氣流順暢的前提下進(jìn)行。開爐點(diǎn)火初期,風(fēng)量小,爐內(nèi)下料進(jìn)程慢,隨爐前出渣鐵的進(jìn)行,爐缸生成渣量順利排出,為加風(fēng)創(chuàng)造了良好條件。送風(fēng)點(diǎn)火30 min后,爐頂煤氣取樣化驗(yàn),煤氣成分合格,12：15開始引煤氣,為提高爐頂壓力創(chuàng)造了條件。距一次鐵堵口90分鐘后,組織第二次開鐵口,打開鐵口后,隨即來渣,渣流動性好,出渣20分鐘,鐵口開始來風(fēng)噴吹焦炭。視鐵口工作狀態(tài)良好,按間隔時間90分鐘繼續(xù)出鐵。直至15：00第三次堵鐵口,爐內(nèi)開始走料,隨即加風(fēng)50 m3/ min,同時組織捅開3#、18#風(fēng)口,逐步將風(fēng)量加至800 m3/min。加風(fēng)與開風(fēng)口對應(yīng)趨勢見圖3所示。

3.2.4 開爐后鐵水過撇渣器

通過爐內(nèi)累計(jì)風(fēng)量、下料批數(shù)以及燃燒焦炭量,再對照出渣鐵情況,準(zhǔn)確計(jì)算理論渣鐵生成量,為儲鐵式大溝實(shí)現(xiàn)過撇渣器制定理論依據(jù)。在開風(fēng)口達(dá)15個時,爐內(nèi)風(fēng)量達(dá)1600 m3/min,考慮到上一爐次出鐵量約40噸,渣鐵流動性好,爐溫充足,觀察所有風(fēng)口明亮,確定鐵水過撇渣器。于7：16打開鐵口,實(shí)現(xiàn)鐵水過撇渣器,出鐵至8：11,出鐵量148噸,鐵水溫度1429℃,鐵水含硅量2.628%,含硫0.107%。本次開爐實(shí)現(xiàn)鐵水過撇渣器,僅用了20個小時,為高爐開爐快速達(dá)產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

圖3 加風(fēng)與開風(fēng)口對應(yīng)趨勢圖

3.3 快速達(dá)產(chǎn)技術(shù)

3.3.1 噴煤降焦炭操作

入爐風(fēng)量達(dá)2100 m3/min水平后,全開風(fēng)口18個,于2月26日9：50開始實(shí)現(xiàn)噴煤,最初噴煤量按6 t/h組織,負(fù)荷由全焦冶煉負(fù)荷3.0 t/t加至3.2 t/t。噴煤效果顯現(xiàn),爐溫高,鐵水含硅量達(dá)2.937%,鐵水溫度1497℃,隨即加焦炭負(fù)荷至3.8 t/t,相應(yīng)礦石批重加至30噸。待3.8 t/t負(fù)荷反應(yīng)后,爐溫依然在2.0%Si水平,隨即加負(fù)荷至4.0 t/ t,礦石批重加至32噸。采用噴煤條件爐溫,爐溫逐步降低至0.6%Si,為后續(xù)快速強(qiáng)化冶煉創(chuàng)造了條件。

3.3.2 降硅操作

在高爐開爐過程中,隨風(fēng)量增加,逐步實(shí)現(xiàn)全開風(fēng)口,爐溫呈逐步上升趨勢,爐缸蓄熱能力得到改善。一般情況下,鐵水含硅量降低至1.0%應(yīng)該維持一天至2天,控制適當(dāng)?shù)母吖韪哞F水溫度,滿足爐缸冷渣鐵融化需要。本次開爐過程中,迫于盡快提高產(chǎn)量的考慮,降低鐵水含硅過程過于快速,鐵水含硅量從3.0%水平降至0.6%經(jīng)歷了2天的時間,這對加熱爐缸,改善爐缸活躍性帶來不利影響。從本次開爐降硅過程來看,全風(fēng)口、全風(fēng)冶煉后,連續(xù)3天鐵水溫度出現(xiàn)不足的表現(xiàn),溫度與鐵水硅含量不匹配,被迫提鐵水含硅量在0.6%～0.8%范圍。降硅趨勢見圖4所示。

3.3.3 富氧操作

開爐第三天,鐵水含硅量降低至0.6%水平,焦炭負(fù)荷突破4.0 t/t,高爐下料順暢,氣流穩(wěn)定,考慮到提高噴吹效果,改善爐缸活躍性,于2月27日開始富氧操作。初期富氧量為1000 m3/h,隨后快速將富氧量加至3500 m3/h,隨著富氧噴吹的進(jìn)行,爐溫逐步恢復(fù)至正常水平,爐缸活躍性得到了根本改善,實(shí)現(xiàn)了開爐第四天高爐利用系數(shù)上3.0的優(yōu)秀指標(biāo)。

圖4 鐵水含硅與鐵水溫度趨勢

3.3.4 爐內(nèi)布料調(diào)整

隨高富氧大噴吹的進(jìn)行,爐內(nèi)氣流逐步發(fā)生變化,氣流分布必須及時調(diào)整,否則無法滿足強(qiáng)化冶煉要求。本次開爐后,料制方面做了3次調(diào)整,均是采取發(fā)展中心氣流的方針,初期礦焦布料角度為：40.5°、38.5°、36.5°、34.5°、32°,逐步調(diào)整為：42°、40°、38°、36°、32°。通過對氣流的合理調(diào)節(jié),爐內(nèi)煤氣利用率逐步上升至47.5%,中心氣流指數(shù)與邊緣氣流指數(shù)恢復(fù)至正常控制范圍,高爐穩(wěn)定順行得到了保障。

3.3.5 加濕調(diào)節(jié)

本次開爐,全風(fēng)口、全風(fēng)冶煉后,隨爐溫的升高,采用加濕調(diào)節(jié)理論燃燒溫度,加濕至30～35 g/m3,控制理論燃燒溫度在2150～2230℃。從整個加濕控制過程看,加濕控制基本合理。

4 結(jié)語

4.1 做得較好的地方

本次悶爐料加入科學(xué)合理,是實(shí)現(xiàn)快速開爐達(dá)產(chǎn)的先決條件。在開爐過程中,采用煤氧槍技術(shù)及時燒通鐵口,順利將爐缸冷渣鐵排放,為后續(xù)開風(fēng)口加風(fēng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。開爐前期的各項(xiàng)設(shè)備試車工作做得到位,為高爐順利開爐取得了保障。

4.2 不足之處

在高爐開爐初期,爐缸熱狀態(tài)的恢復(fù)是煉鐵工作者需要引起重視的環(huán)節(jié)。本次開爐,由于過于重視快速提高產(chǎn)量,在爐缸熱狀態(tài)未完全恢復(fù)之前,降硅過程過于快速,以至于開爐后出現(xiàn)多爐次鐵水溫度與鐵水含硅量不匹配現(xiàn)象。從煉鐵工藝技術(shù)的角度分析,開爐初期,鐵水含硅量從3.0%水平降低至1.0%水平,需要適當(dāng)過渡,一般鐵水含硅量在1.0%范圍需要2～3天,主要用于加熱爐缸,恢復(fù)爐缸熱狀態(tài),改善爐缸活躍性。

[1] 劉全興.高爐開爐與停爐操作知識問答[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2013.

Rapid Reach Producing of Blast Furnace on Damping-down and Blowing-in

CHEN Shengli,WU Jinfu,YU Meichen
(Baosteel Group Guangdong Shaoguan Iron and Steel Co.,Ltd.,Shaoguan 512123,Guangdong,China)

Through to analyzing parameters of 1050 m3blast furnace in the process of damping-down and blowing-in, we summed up the experience that blowing-in furnace rapidly reached producing,and provided technology solutions for 1050 m3furnace after boring furnace and blowing-in.

stuffy furnace;blowing;reache producing

TF54

B

1001-5108(2017)04-0029-04

陳生利,助理工程師,主要從事高爐煉鐵工作。