酒鋼2號(hào)高爐爐身靜壓值分析及應(yīng)用

李澤勇

摘 要：本文介紹了爐身靜壓檢測(cè)技術(shù)的原理以及酒鋼2號(hào)高爐靜壓設(shè)計(jì)情況，分析酒鋼2號(hào)高爐產(chǎn)生靜壓波動(dòng)的原因，進(jìn)一步分析探討靜壓在高爐生產(chǎn)中應(yīng)用，摸索靜壓與壓差的一般規(guī)律，穩(wěn)定1000m3高爐爐身靜壓的方法以及爐身靜壓穩(wěn)定對(duì)高爐爐況穩(wěn)定順行重要性。

關(guān)鍵詞：靜壓值;靜壓差;料制;送風(fēng)制度;爐況

0 前言

酒鋼2號(hào)高爐于2013年3月停爐優(yōu)化升級(jí)改造，于2013年8月12日開爐投產(chǎn)，有效容積1000m3。高爐爐身靜壓設(shè)備分別設(shè)在高爐冷卻壁的5段銅冷卻壁（爐腹部位）、7段銅冷卻壁（爐身下部）和10段雙層鑲磚球墨鑄鐵冷卻壁（爐身上部位）三層位置，每層分別周向均勻開4個(gè)取壓孔，共計(jì)十二點(diǎn)通到爐內(nèi)取壓。經(jīng)過近4年的高爐操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，認(rèn)識(shí)到爐身靜壓與靜壓差的變化可超前反應(yīng)爐況變化，如何合理應(yīng)用靜壓，并用來解釋高爐的阻力損失問題、爐型變化問題、邊緣氣流與中心氣流分配比例變化問題，有效地指導(dǎo)高爐生產(chǎn)。爐身靜壓在指導(dǎo)高爐操作中具有超前性，針對(duì)性及準(zhǔn)確性的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)判斷高爐在縱橫兩個(gè)斷面上壓力與氣流變化，減少爐況大幅波動(dòng)及避免爐況失常，具有重要的參考價(jià)值。

1 高爐各段靜壓特征

①爐身五段滴落帶靜壓：邊緣氣流的分布狀況可以用下部壓差占全爐壓差比例來表征，下部壓差占比越低，初始邊緣氣流越強(qiáng)，爐腹溫度上升，下部壓差占比降低而透氣性變差;

②爐身7段軟融帶靜壓特點(diǎn)：氣體經(jīng)過實(shí)現(xiàn)軟融帶二次分布，集中體現(xiàn)在下部、中部壓差上;氣體二次分布改變方向，對(duì)軟融帶的液體流向與料面漏斗有較大影響，軟融帶的阻力損失正常時(shí)是全爐阻力損失最大的區(qū)域;

③爐身10段塊狀帶靜壓值特點(diǎn)：由于爐身的圓臺(tái)形狀，決定其有類同于與等高不等截面積的流體通過的特征。正常時(shí)，邊緣的靜壓較高，中心的靜壓較低，上部壓差應(yīng)稍高于中部壓差;

④壓差與靜壓差與爐料的關(guān)系：爐料惡化，均將造成全爐壓差的提高;焦炭變差時(shí)，下部壓差降低，上部壓差占比升高，易于發(fā)生邊緣管道行程;燒結(jié)礦變差，下部壓差占比提高，易于發(fā)生崩料;

⑤爐身靜壓與下部操作制度的關(guān)系：提高風(fēng)速與鼓風(fēng)動(dòng)能可提高下部壓差，縮小進(jìn)風(fēng)面積可以提高下部壓差，提高風(fēng)溫可以提高下部壓差，適當(dāng)提高煤比，可以提高下部壓差，提高富氧率可以降低下部壓差;

⑥爐身靜壓與上部裝料制度的關(guān)系：降低料線可以提高下部壓差，擴(kuò)大批重可以降低下部壓差，適當(dāng)發(fā)展邊緣氣流可以提高下部壓差。

2 酒鋼2號(hào)高爐靜壓及爐況對(duì)比分析（見下表）

正常生產(chǎn)時(shí)下部壓差占全爐壓差比例：1號(hào)高爐48.4%、

2號(hào)高爐65%、7號(hào)高爐69%，上部壓差占全爐壓差比例：1號(hào)高爐38.7%、2號(hào)高爐26.7%、7號(hào)高爐20%，就3座高爐爐況穩(wěn)定性來說，各高爐3段靜壓值及占比相對(duì)合理。就2號(hào)高爐來說，2016年11月份由于焦炭質(zhì)量劣化，2號(hào)高爐爐況出現(xiàn)波動(dòng)，邊緣煤氣流分布不均勻，局部出現(xiàn)管道，造成中心氣流變?nèi)酢?/p>

在正常情況下，高爐各段靜壓差是相對(duì)穩(wěn)定的，靜壓差波動(dòng)在很小的范圍內(nèi)。

引起靜壓差波動(dòng)的因素很多，從外部因素來說，包括入爐的原燃料質(zhì)量，高爐操作和設(shè)備問題，這些外部因素變化必然會(huì)導(dǎo)致高爐爐內(nèi)氣流、爐溫等變化。從高爐操作制度上來說，根據(jù)外部條件或要求的不同，高爐會(huì)相應(yīng)調(diào)整送風(fēng)制度、裝料制度、造渣制度和熱制度。這些變化和調(diào)整都會(huì)由高爐各段靜壓差的變化表現(xiàn)出來，如果處理不當(dāng)或不及時(shí)，就會(huì)引起爐況惡化甚至導(dǎo)致操作事故。

3 爐身靜壓及爐況判斷

3.1 爐身靜壓判斷高爐氣流穩(wěn)定程度

爐況穩(wěn)定程度一個(gè)重要標(biāo)志是周向氣流穩(wěn)定。高爐各段周向氣流的穩(wěn)定程度可以根據(jù)爐身靜壓各段周向各點(diǎn)的波動(dòng)程度來判斷，周向氣流穩(wěn)定的主要表現(xiàn)為：四點(diǎn)靜壓值曲線平滑無(wú)尖峰，三條曲線平行運(yùn)行，各點(diǎn)靜壓值相差不大，曲線交織情況很少發(fā)生。

3.2 判斷高爐“操作爐型”

操作爐型的穩(wěn)定是高爐爐況穩(wěn)定的基礎(chǔ)。在某一時(shí)段內(nèi)（≤3天），爐身靜壓四點(diǎn)曲線值高低順序值是固定的，不會(huì)發(fā)生變化，但隨著氣流的不斷變化，三點(diǎn)曲線值的高低排列順序有可能發(fā)生改變，只要這種改變不是短暫的、頻繁的，我們就可以認(rèn)為是“操作爐型”發(fā)生了變化。如果四點(diǎn)曲線值仍然能夠保持平行運(yùn)行，爐況沒有大的波動(dòng)，可以認(rèn)為是“操作爐型”的自我調(diào)整，不會(huì)對(duì)高爐爐況發(fā)生負(fù)面影響;但如果四點(diǎn)曲線值偏差越來越大，高爐壓量關(guān)系吃緊，可以認(rèn)為“操作爐型”發(fā)生大幅度變化，氣流有偏行的可能，操作者就要通過調(diào)整上部和下部制度加以糾正。

3.3 判斷爐墻局部粘結(jié)

某部位粘上附著物的判斷依據(jù)是該部位下部靜壓力偏高，但上部靜壓力偏低，如果是一種短期行為，一個(gè)周期后，這種現(xiàn)象消除，說明該部位附著物脫落，對(duì)比該部位爐體溫度上升，下方風(fēng)口下粘結(jié)物，可以進(jìn)一步得到驗(yàn)證，高爐應(yīng)及時(shí)采取提高爐溫的措施，防止低溫附著物直接進(jìn)入爐缸，造成爐涼事故;如果是一種長(zhǎng)期行為，該部位爐墻有可能粘結(jié)，嚴(yán)重時(shí)甚至結(jié)瘤，該部位爐體溫度如果長(zhǎng)期偏低，下部風(fēng)口下生料，可以進(jìn)一步驗(yàn)證，高爐就必須采取措施果斷進(jìn)行洗爐處理，防止?fàn)t況出現(xiàn)大的失常。

3.4 判斷管道行程

爐況“熱行”，風(fēng)壓慢爬，這時(shí)四點(diǎn)靜壓值同時(shí)上爬，這種情況就可以排除管道行程的可能，但是如果某個(gè)方位的靜壓值突然上升，風(fēng)壓表現(xiàn)卻是不斷下降，必然伴隨著局部“管道”的發(fā)生，一旦塌料“管道”堵死后，該方位靜壓值降下來，風(fēng)壓水平卻大幅度上升，有時(shí)高爐不得不大幅度減風(fēng)控制，以防止高爐懸料事故的發(fā)生。

3.5 為超前防范爐況失常提供可能

通常情況下，靜壓變化反映的時(shí)間要比風(fēng)壓的反映時(shí)間至少早2-10s，特別是因管道而造成的懸料，可以提前2-4min預(yù)知，這就為超前防范爐況失常的發(fā)生提供了可能。

4 結(jié)語(yǔ)

在操作中應(yīng)密切關(guān)注爐身靜壓的變化，結(jié)合具體高爐和原燃料的特點(diǎn)，確定出本高爐合理的靜壓控制范圍，酒鋼2號(hào)高爐為例，列舉以下工藝技術(shù)要點(diǎn)：

①正常時(shí)下部壓差占全爐壓差比例：60-70%;中部：7-13%上部：20-29%;

②壓差控制應(yīng)結(jié)合煤氣利用率選擇，煤氣利用率高時(shí)可以承受略高的上部壓差;

③通過壓差分析可以確定高爐阻力損失的限制點(diǎn);

④下部壓差出現(xiàn)時(shí)高時(shí)低的鋸齒型波動(dòng)，及中部壓差過高，考慮液范現(xiàn)象的發(fā)生性，應(yīng)降低邊緣負(fù)荷，改善成渣帶的滲液性;

⑤上部壓差占比升高，煤氣利用率降低至40%以下時(shí)，應(yīng)果斷減風(fēng)，防止出現(xiàn)管道氣流;

⑥靜壓曲線平滑無(wú)尖峰，上下兩條靜壓曲線平行運(yùn)行是高爐周向氣流穩(wěn)定的標(biāo)志;

⑦在一段時(shí)間中，同層的周向四條曲線存在固定偏差，且偏差越來越大，高爐壓量關(guān)系緊張，可認(rèn)為是高爐“操作爐型”發(fā)生了大幅變化，氣流有偏行的危險(xiǎn);

⑧結(jié)合爐身靜壓曲線與爐體熱負(fù)荷的變化先后可以判斷是氣流變化造成了渣皮脫落還是渣皮脫落造成了氣流變化。