本鋼新1號(hào)高爐長期休風(fēng)復(fù)風(fēng)后快速恢復(fù)爐況實(shí)踐

供稿|宋永剛 / SONG Yong-gang

本鋼新1號(hào)高爐(4747 m3)于2013年5月31日計(jì)劃休風(fēng)16 h，但因發(fā)電風(fēng)機(jī)無法正常啟動(dòng)送風(fēng)，共計(jì)休風(fēng)57 h29 min，意外延長休風(fēng)時(shí)間41 h29 min。休風(fēng)前爐況穩(wěn)定順行，渣鐵物理熱充沛，爐缸熱量充足、工作狀態(tài)活躍；休風(fēng)期間加強(qiáng)對(duì)冷卻系統(tǒng)的檢測(cè)及高爐本體的密封保溫工作，降低熱量損失；爐況恢復(fù)過程中控制加風(fēng)速度、合理匹配操作參數(shù)與開風(fēng)口進(jìn)程、掌握熱量收支平衡、加強(qiáng)渣鐵排放管理及爐溫趨勢(shì)管理，復(fù)風(fēng)后用時(shí)17 h將操作參數(shù)恢復(fù)至正常水平，并實(shí)現(xiàn)富氧、噴煤的良好銜接。

休風(fēng)前爐況及休風(fēng)過程控制

同正常爐況相比，長期休風(fēng)后料柱受擠壓嚴(yán)重，軟熔帶焦窗的透氣性和透液性明顯變差，恢復(fù)階段壓差可能偏高，同時(shí)有滑尺塌料現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能崩料、懸料；恢復(fù)期間爐內(nèi)煤氣流重新分布，復(fù)風(fēng)開始階段風(fēng)量和煤氣量偏小，導(dǎo)致邊緣氣流顯著發(fā)展，容易造成下料不均勻；長期休風(fēng)爐缸熱損失大，復(fù)風(fēng)恢復(fù)渣鐵物理熱不足，渣鐵流動(dòng)性較差，爐前渣鐵排放不良，壓差升高，容易燒損風(fēng)口，耽誤恢復(fù)進(jìn)程。因此，在此次休風(fēng)前后做了大量的工作，確保爐況順利恢復(fù)。

休風(fēng)前爐況

休風(fēng)前新1高爐順行狀態(tài)良好，爐缸工作狀態(tài)活躍，操作爐型穩(wěn)定，料柱透氣性良好(見表1)，這為爐況的順利恢復(fù)打下了基礎(chǔ)。

表1 休風(fēng)前各參數(shù)

休風(fēng)減風(fēng)過程控制

為保證休風(fēng)后爐缸熱量充足，在休風(fēng)前8 h加凈焦15 t，隔1 h后變料輕負(fù)荷礦批重由120 t退到115 t，保證了休風(fēng)前最后一次出鐵爐溫在0.65%，鐵水溫度在1515 ℃。減風(fēng)過程分兩個(gè)階段，分別為定風(fēng)量操作和定風(fēng)壓操作，見表2、3。

從鐵口見噴減風(fēng)開始到風(fēng)休下來約1.5 h，減風(fēng)注意事項(xiàng)：(1)“三噴”減風(fēng)。鐵口見噴時(shí)減風(fēng)量要適中，以鐵口不噴為止，長休時(shí)需要將爐缸的渣鐵徹底放凈。(2)休風(fēng)時(shí)實(shí)際渣量要比計(jì)算渣量多50~100 t，休風(fēng)時(shí)渣流不能大于1 t，否則風(fēng)口易來渣。(3)風(fēng)壓100 kPa以下定風(fēng)壓操作，要有足夠的低壓時(shí)間間隔。

休風(fēng)負(fù)荷處理

為了保證復(fù)風(fēng)恢復(fù)過程順利進(jìn)行，休風(fēng)前加凈焦與輕負(fù)荷的位置與數(shù)量需要經(jīng)過認(rèn)真計(jì)算，過涼、過熱都會(huì)對(duì)恢復(fù)帶來困難，耽誤恢復(fù)進(jìn)度。此次休風(fēng)前對(duì)加凈焦的數(shù)量和位置做了準(zhǔn)確的計(jì)算和安排。

表2 定風(fēng)量操作

表3 定風(fēng)壓操作

表4 休風(fēng)負(fù)荷處理情況

休風(fēng)后的密封保溫工作

此次季修計(jì)劃16 h，但因發(fā)電風(fēng)機(jī)故障無法送風(fēng)，共計(jì)休風(fēng)57 h29 min，意外休風(fēng)延長41 h29 min。因此，高爐的密封及保溫工作是重點(diǎn)。

休風(fēng)后立即更換風(fēng)口，更換完畢后所有風(fēng)口堵泥，每隔兩小時(shí)檢查風(fēng)口、二套及十字測(cè)溫并做好記錄。休風(fēng)后1 h高壓水泵、Ⅰ系、Ⅱ系軟水泵各停一臺(tái)，3 h后Ⅱ系軟水泵再停一臺(tái)，保證最低冷卻強(qiáng)度，減少熱量損失。復(fù)風(fēng)時(shí)間不確定，將爐底冷卻水量關(guān)閉75%，復(fù)風(fēng)后首次鐵期間將其控制在正常水量的50%，首次鐵完后即可保持正常。在爐頂檢修項(xiàng)目完畢后，聯(lián)系煤氣技師關(guān)一個(gè)倒流休風(fēng)閥，降低熱風(fēng)管道熱量損耗。

爐況快速恢復(fù)操作

由于非計(jì)劃休風(fēng)時(shí)間延長，爐缸熱量不足，料柱透氣性變差，為加速爐況恢復(fù)可臨時(shí)堵部分風(fēng)口[2]。為此爐況恢復(fù)采用“控制風(fēng)壓前慢后快上風(fēng)、堵風(fēng)口與操作參數(shù)合理搭配、加負(fù)荷與噴煤富氧有效銜接”的操作思路，將堵風(fēng)口數(shù)量相應(yīng)增加至12個(gè)，然后根據(jù)休風(fēng)爐頂壓料及休風(fēng)時(shí)間計(jì)算補(bǔ)加100 t凈焦。具體恢復(fù)步驟如下。

第一步：控制風(fēng)壓緩慢上風(fēng)

新1號(hào)高爐采用電鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)，送風(fēng)初期定風(fēng)壓操作，起步送風(fēng)定風(fēng)壓80 kPa，當(dāng)爐頂溫度逐步上升超過100 ℃后，聯(lián)系引煤氣，并將送風(fēng)壓力定到120 kPa，風(fēng)量2600 m3/min，隨后定風(fēng)量操作。此次恢復(fù)參數(shù)明顯高于以往，料尺下降的速率也較慢，改高壓之前須將壓差控制在130 kPa以內(nèi)。此時(shí)正是考驗(yàn)操作者的心態(tài)，如果急于上風(fēng)，必將導(dǎo)致參數(shù)不對(duì)稱，煤氣流不穩(wěn)定，下料不正常，從而引起崩、塌料，嚴(yán)重者可造成風(fēng)口損壞，得不償失。因此加風(fēng)時(shí)可選定最小的加風(fēng)單位，每次50 m3/min，加風(fēng)后風(fēng)壓漲幅在2 kPa以內(nèi)具備下一次加風(fēng)條件；反之，風(fēng)壓漲幅超過10 kPa需要減風(fēng)處理，防止懸料。另外，必須控制裝料，前后兩次裝料的料線保持在0.2 m以內(nèi)，并且要關(guān)注頂溫的變化，當(dāng)頂溫向上舒展時(shí)進(jìn)行裝料。當(dāng)風(fēng)量增加到2900 m3/min時(shí)，高爐接受風(fēng)量的能力逐漸增強(qiáng)，小幅加風(fēng)后風(fēng)壓仍保持在原有水平，因此，增大加風(fēng)幅度，改為每次100 m3/min，直至3500 m3/min。

第二步：爐前渣鐵排放的合理組織

復(fù)風(fēng)恢復(fù)第一次的渣鐵排放比較關(guān)鍵。鐵口開得早，爐缸內(nèi)的涼渣鐵得不到充分的預(yù)熱，爐缸熱量不足，導(dǎo)致渣鐵流動(dòng)性差，渣鐵流小鐵口易噴濺，給爐前增加工作量，影響恢復(fù)進(jìn)程；鐵口開得晚，爐內(nèi)的渣鐵存量多，造成高爐壓差升高，同樣耽誤恢復(fù)的時(shí)間。此次新1號(hào)高爐送風(fēng)后2 h安排開鐵口排放渣鐵，按計(jì)算量累計(jì)生成渣鐵共150 t。首次渣鐵物理溫度較低，主鐵溝、渣溝結(jié)殼現(xiàn)象嚴(yán)重，這給爐前工作造成較大困難，為此及時(shí)的抽調(diào)了兩臺(tái)鉤機(jī)來清理渣鐵溝，保證了渣鐵排放的順利進(jìn)行，為高爐的恢復(fù)強(qiáng)化創(chuàng)造條件。

第三步：開風(fēng)口進(jìn)程與操作參數(shù)的逐步正常

恢復(fù)工作正有條不紊的進(jìn)行，風(fēng)量已經(jīng)達(dá)到高壓的水平，渣鐵排放也正常進(jìn)行，余下的工作是如何快速恢復(fù)風(fēng)量，這需要開風(fēng)口來配合。通過我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到13000 kg·m/s以上時(shí)，開風(fēng)口加風(fēng)對(duì)爐況恢復(fù)更有利。因此，根據(jù)動(dòng)能情況，結(jié)合爐內(nèi)參數(shù)逐步加風(fēng)。每次開兩個(gè)風(fēng)口，加風(fēng)量在400 m3/min左右。風(fēng)量加到4550 m3/min時(shí)，100 t凈焦到達(dá)爐缸，渣鐵物理熱逐漸好轉(zhuǎn)，流動(dòng)性得到改善，爐內(nèi)及時(shí)恢復(fù)噴吹，保持燃料比在550 kg/t。恢復(fù)風(fēng)量與頂壓見圖1、圖2。

圖1 計(jì)劃恢復(fù)風(fēng)量與實(shí)際恢復(fù)風(fēng)量

第四步：加料上負(fù)荷與富氧、噴煤的良好銜接

隨著風(fēng)口全部捅開，風(fēng)量逐步恢復(fù)至6300 m3/min，立即著手增加礦批。首先將礦批增加到116 t，焦批縮至22.8 t，2 h后增加煤量，與增加的負(fù)荷相銜接。負(fù)荷增加后煤氣利用率大幅增加，由之前的42.5%增加到46%，按照煤氣利用率每提高1%降低燃料比6 kg/t的關(guān)系，適當(dāng)增加噴煤量。增加煤量的同時(shí)恢復(fù)富氧。富氧鼓風(fēng)與煤粉噴吹適當(dāng)搭配，可以減少熱流比的變化，也可以使風(fēng)口前理論燃燒溫度維持在合理的范圍，使高爐處于穩(wěn)定順行狀態(tài)[1]。但二者必須有效的銜接，杜絕因噴煤量、送煤時(shí)間不對(duì)，造成的爐溫急劇波動(dòng)，此時(shí)再富氧不但影響爐缸熱量，而且會(huì)使高爐參數(shù)不對(duì)稱，給爐況恢復(fù)帶來惡劣影響。

圖2 計(jì)劃恢復(fù)頂壓與實(shí)際恢復(fù)頂壓

結(jié)語

(1) 休風(fēng)前調(diào)整好爐況，確保操作爐型合理、煤氣流分布合理、渣鐵物理熱充沛、良好的爐缸工況，利于復(fù)風(fēng)后爐況快速恢復(fù)。

(2) 爐況恢復(fù)的關(guān)鍵在于及時(shí)將渣鐵溫恢復(fù)到正常水平，把握加風(fēng)時(shí)機(jī)與加風(fēng)速度，控制好操作壓差。

(3) 在長期休風(fēng)的情況下，要良好的把握開風(fēng)口與風(fēng)量、頂壓，富氧與噴煤的有效銜接。

(4) 及時(shí)、合理的安排首次開鐵口，保證渣鐵的良好排放，穩(wěn)定氣流，為高爐的快速加風(fēng)創(chuàng)造必要條件。

[1] 項(xiàng)鐘庸，王筱留. 高爐設(shè)計(jì)——煉鐵工藝設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐. 北京：冶金工業(yè)出版社，2007

[2] 周傳典. 高爐煉鐵——生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè). 北京：冶金工業(yè)出版社，2005