韶鋼2 200 m3高爐優(yōu)化休復(fù)風操作生產(chǎn)實踐研究

鄭繼平 齊萬兵 盧春雪

(1.廣東韶鋼松山股份有限公司 廣東韶關(guān) 512123； 2.中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院有限公司 武漢 430081)

0 引言

針對高爐爐役后期爐缸保溫性能下降等生產(chǎn)實際，通過對休風操作制度、休風料、復(fù)風操作制度等生產(chǎn)實踐的跟蹤研究，對高爐爐溫(Si、PT)、料線、休風料負荷、料制角度、復(fù)風風量控制等進行優(yōu)化，解決爐內(nèi)冷渣冷鐵難排放，風壓壓差升高，爐況恢復(fù)較緩慢等問題，實現(xiàn)了高爐在短時間內(nèi)快速恢復(fù)爐況且運行安全、穩(wěn)定、高產(chǎn)的目的。

1 概述

韶鋼7號高爐(有效容積2 200 m3)于2005年8月18日點火開爐，截至2020年5月，有效爐容產(chǎn)鐵量已達12 627 t/m3，雖屬于爐役后期生產(chǎn)，但7號高爐仍處于重負荷的強化冶煉時期，各項經(jīng)濟技術(shù)指標均領(lǐng)先國內(nèi)同類型爐役后期高爐。在無異常休風的情況下，定修周期由原來的40多天延長至70多天，配合多工序同時檢修，相應(yīng)的檢修時間也由原來的10 h左右延長至20 h以上。由于休風時間長且爐役后期爐型不規(guī)則以及爐缸保溫性能下降，復(fù)風后爐缸不活躍，風壓壓差較高，復(fù)風一般20 min后出現(xiàn)探尺動作才放料，隨之出現(xiàn)崩滑料、甚至管道氣流，致爐況失常，同時因復(fù)風后渣鐵物理熱上升慢，流動性差，加劇了爐況恢復(fù)的難度。通過不斷地分析討論，進一步優(yōu)化休復(fù)風方案，合理調(diào)整休風料加入方式和量，同時合理控制各段休風料的堿度、Al2O3質(zhì)量分數(shù)以及渣比，配合上下部調(diào)劑，明顯減小了高爐休風時煤氣利用率下降的幅度，并實現(xiàn)了復(fù)風后爐況的快速恢復(fù)。

2 長期休風對爐況的影響

(1)7號爐已處于爐役后期生產(chǎn)，爐缸保溫性能已極大下降，同時每次長時間休風，送風設(shè)備更換較多，風口處于敞開狀態(tài)，大量空氣促使休風焦炭緩蝕，使料柱進一步擠壓且爐缸熱損加劇。復(fù)風后爐溫低，渣鐵流動性差，新生成的渣鐵較難流到鐵口部位，爐內(nèi)冷渣冷鐵難排放，風壓壓差升高，爐況恢復(fù)較緩慢。

(2)因送風設(shè)備的大幅更換和調(diào)整以及復(fù)風后煤氣流的重新分布影響，渣皮不穩(wěn)定，時有脫落現(xiàn)象，爐墻出現(xiàn)大面積報警，熱負荷高位振蕩，甚至出現(xiàn)局部管道氣流，導(dǎo)致爐況和爐溫恢復(fù)難度增加。

(3)因長時間休風是多工序的綜合檢修，復(fù)風前期高爐用料質(zhì)量不穩(wěn)定，大比例使用落地燒或水熄焦，使慢風時間增加，延緩了高爐恢復(fù)進程。

3 休復(fù)風操作的優(yōu)化

3.1 休風操作優(yōu)化

3.1.1 休風操作制度優(yōu)化

(1)休風前20 h退負荷操作，確保爐溫目標：硅含量≥0.60%、PT≥1 505～1 520 ℃。維持合適的壓量關(guān)系，保證爐況穩(wěn)定順行。若休風前爐墻出現(xiàn)大面積報警，熱負荷上升，煤氣利用率波動大，爐況出現(xiàn)頂壓冒尖、崩滑料現(xiàn)象時，應(yīng)及時減風200～500 m3/min，減氧1 000～2 000 m3/h控制過渡，若減風、減氧后爐況無惡化，順行逐步好轉(zhuǎn)，爐溫逐步上升，則逐步回風爭取休風料批數(shù)。

(2)休風前第一個鐵口出鐵40 min后，必須打開第二個鐵口出鐵，以確保準點休風，控制好檢修時間。

(3)爐內(nèi)風量約在3 000 m3/min時爐頂通蒸汽，重力除塵器通氮氣吹趕煤氣；風壓降到150 kPa通知看水工關(guān)閉高爐本體漏水冷卻壁；值班工長開爐頂放散閥時(風壓<15 kPa)，通知看水工關(guān)閉漏水小套進水，以減小漏水入爐對爐況的恢復(fù)。

(4)嚴格按料線1 450～1 500 mm操作，確保最后放入爐內(nèi)為焦炭，切斷煤氣后不再放料。從減風開始，注意控制上料料線，爐頂溫度在120 ℃以上，保證爐頂順利點火，使檢修進度正常推進。

(5)休風前風量3 000 m3/min，停1臺常壓冷卻泵；休風后立即停1臺高壓泵；導(dǎo)流后，常壓水調(diào)至0.38 MPa,高壓水調(diào)至0.8～1.0 MPa，以確保爐內(nèi)熱狀態(tài)的平衡，避免爐墻大幅波動。

(6)休風后將不更換的風口前端清理干凈，全部堵上水炮泥，更換好的第一時間也要堵好水炮泥，以減少爐缸熱損，直至復(fù)風前試漏結(jié)束后，全部捅開。

3.1.2 休風料的優(yōu)化

(1)休風料由以凈焦分段集中加入改退礦分段加入，以減少料層厚度的波動，確保適宜的氣流分布；同時嚴控休風料加入時間，H1開始入爐后控制入爐休風料(41±1)批，按28 h休風時間計算休風料(見表1)。

表1 按28 h休風時間計算休風料

(2)中心焦加入方式由定比例改定量加入，以維持中心氣流的穩(wěn)定性，同時要繼續(xù)使用小焦，固定用量(0.5～0.8 t/批)，以減少休風前煤氣利用率的大幅下降。

(3)二元堿度的控制。H0段休風料較正常降低0.08～0.12倍，H1和H2段休風料較正常降低0.3～0.35倍，杜絕復(fù)風后高堿度、高硅鐵水。

(4)休風料的設(shè)定。使用輔料調(diào)整每段休風料的配比，渣比不得超過380 kg/t，Al2O3質(zhì)量分數(shù)不得超過15%，以保證鎂鋁比維持在0.6～0.7，確保爐渣的流動性正常，爐況平穩(wěn)。

3.2 復(fù)風操作優(yōu)化

3.2.1 上部制度優(yōu)化

基于爐溫因素以及煤氣流分布情況，復(fù)風后一般退礦批至63 t，二元堿度按1.13～1.15倍控制，上部制度調(diào)整適當疏松邊緣，提中心焦量，強化中心，維持兩道氣流，以促進爐況恢復(fù)。后續(xù)隨著風量和礦批的逐步恢復(fù)，逐步調(diào)回正常中心焦量。休風前后料制對比見表2。

3.2.2 下料控制優(yōu)化

復(fù)風后，風溫全用，送風比達1.0以上時，即開加濕，調(diào)至20～30 g/m3控制，以降低煤氣黏度，加快料動，提早放料，減少深料線對爐況和爐溫的影響。當料線恢復(fù)至2 000～2 200 mm時，人為控料，減緩下料速度，以防氣流過于壓制，出現(xiàn)邊緣管道。

3.2.3 料倉使用優(yōu)化

基于7號爐料倉排料，由遠及近，復(fù)風后對于落地燒或水熄焦的使用，要求固定放置中間倉位，分別按一定比例搭配，使其布置在爐內(nèi)環(huán)帶位置，盡量減小對爐況恢復(fù)的影響。

表2 休風前后料制對比

3.2.4 爐溫恢復(fù)優(yōu)化

7號爐放風前要求必須風口出現(xiàn)堆焦，即H1段休風料和空焦達到，以增大軟熔帶焦窗厚度，提高料柱的透氣性，使其在復(fù)風后二次鐵反應(yīng)，促進爐溫的快速提升。復(fù)風后礦焦比4.0 t/t控制，目標硅含量為0.80%，風溫盡可能全用。當風壓上至150 kPa時開爐身漏水冷卻壁進水，以確保爐內(nèi)熱狀態(tài)的平穩(wěn)過渡。休風前后爐溫控制見表3。

表3 休風前后爐溫控制

3.2.5 爐前出鐵優(yōu)化

7號高爐2#、3#鐵口夾角60°，同在南場，1#鐵口為主鐵口，在北場。從探尺反應(yīng)以及爐缸狀態(tài)分析，1#鐵口方位爐缸相對活躍，利于冷渣冷鐵的排放。一般高爐復(fù)風后無特殊情況下，第一爐鐵水均選擇1#鐵口出鐵，鉆頭規(guī)格規(guī)定為φ60 mm，開鐵口時間由以前規(guī)定復(fù)風60～70 min后打開，現(xiàn)要求按累計風量達20萬～24萬m3時打開鐵口，有效杜絕了鐵口打開空噴即堵的現(xiàn)象。

3.2.6 風氧量恢復(fù)優(yōu)化

引煤氣后，送風率1.0～1.2時，開加濕視風口狀況操作。前期頂壓低5～10 kPa，以盡量吹透中心。視壓差情況，選擇加風幅度和頻度。風量小于3 000 m3/min，每次加風200～300 m3/min；后續(xù)在爐況穩(wěn)定的前提下，快速回風至3 500 m3/min以上，開始富氧3 000 m3/h，并噴煤15 t/h，短時間休風(一般要求60 min內(nèi)恢復(fù)正常風量，80 min內(nèi)恢復(fù)正常氧量操作)。

3.2.7 優(yōu)化后的效果分析

通過科學(xué)調(diào)劑精料管理、優(yōu)化休風料加入方式、上下部操作制度并改進造渣制度和出鐵模式等一系列措施，減少爐況的波動，實現(xiàn)高爐煤氣流分布和操作爐型的快速形成，達到高爐在短時間內(nèi)快速恢復(fù)爐況的目的。

4 結(jié)語

(1)結(jié)合7號高爐自身特點，通過吸取歷史經(jīng)驗，長時間休風以堿度控制在0.95左右，Al2O3質(zhì)量分數(shù)≤14.5%，MgO質(zhì)量分數(shù)≥8.0%為基本原則來下休風料，確保了復(fù)風后渣鐵流動性正常。

(2)休風料加入模式上維持中心焦量不變，穩(wěn)定休風前的氣流分布，減少了煤氣利用率大幅下降的現(xiàn)象。

(3)對于爐役后期高爐，較長時間檢修時(>20 h)，提前1 d采取退守操作，調(diào)整好爐況，確保煤氣流分布合理，爐溫充沛，維持爐況穩(wěn)定順行，是實現(xiàn)高爐復(fù)風后快速恢復(fù)的基礎(chǔ)。

(4)爐役后期高爐長時間的休風，爐況恢復(fù)時要提前做好準備，尤其是爐前出鐵作業(yè)。