張海平， 羅 銘

(江西新余鋼鐵集團(tuán)有限公司， 江西 新余 338001)

新鋼10#高爐穩(wěn)定邊緣氣流操作實(shí)踐

張海平， 羅 銘

(江西新余鋼鐵集團(tuán)有限公司， 江西 新余 338001)

本文對(duì)新鋼10號(hào)高爐穩(wěn)定邊緣氣流操作實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)，通過采取控制合理的爐腹煤氣指數(shù)、發(fā)展中心主導(dǎo)氣流適當(dāng)兼顧邊緣等一系列措施，高爐煤氣流得到了很好控制，煤氣利用率得到提高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)持續(xù)改善。

大型高爐； 煤氣流分布； 中心主導(dǎo)氣流

新鋼10#高爐(2 500m3)采用串罐無料鐘爐頂，“矮胖”爐型，高徑比2.208，30個(gè)風(fēng)口，聯(lián)合軟水密閉冷卻、薄內(nèi)襯冷卻壁，送風(fēng)系統(tǒng)配備3座改進(jìn)型卡魯金式頂燃式熱風(fēng)爐。2013年1月以來，隨著原燃料的不斷劣化和操作制度的不相適宜，邊緣氣流不穩(wěn)定，掉渣皮現(xiàn)象頻繁，高爐熱負(fù)荷變化大，爐缸活躍性下降，爐況也隨之波動(dòng)。通過對(duì)煤氣流采取一系列的調(diào)整和控制措施，解決了邊緣氣流不穩(wěn)定帶來的不利影響，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)明顯改善。

1 爐況波動(dòng)的主要表現(xiàn)

(1)伴有偏料、崩滑料等現(xiàn)象發(fā)生。

(2)邊緣氣流分布不均勻，時(shí)有邊緣管道發(fā)生，管道部位的冷卻壁溫度突然升高(見圖1)，水溫差升高，系統(tǒng)水溫差>8℃，較正常高出2～3℃。

圖1 新鋼10號(hào)高爐調(diào)整前TR81溫度走勢(shì)

(3)風(fēng)口區(qū)域圓周工作不均勻，管道部位風(fēng)口忽明忽暗，偶有渣皮脫落現(xiàn)象。

(4)爐缸活躍性變差、圓周工作不均勻、各鐵口間出鐵時(shí)間及渣鐵溫度偏差大、鐵水含硅量存在較大波動(dòng)。

(5)風(fēng)壓波動(dòng)大，壓差在124～155kPa，爐頂四點(diǎn)溫度波動(dòng)大且不均勻。

2 渣皮脫落的危害

渣皮脫落會(huì)給高爐生產(chǎn)帶來惡劣影響，渣皮一旦脫落，該部位的爐墻及冷卻壁溫度急劇升高，再次結(jié)渣皮后溫度又降下來，爐墻及冷卻壁熱面急劇升降，產(chǎn)生很大的熱震，使?fàn)t墻及冷卻壁本體產(chǎn)生裂紋或侵蝕，甚至冷卻壁損壞。

嚴(yán)重的渣皮脫落使高爐邊緣狀態(tài)發(fā)生變化，影響煤氣分布，破壞了原有的分布狀況，從而改變、破壞冶煉進(jìn)程。

脫落的渣皮下降，與深入爐缸的風(fēng)口上部接觸，未經(jīng)充分預(yù)熱的渣皮從風(fēng)口前滑過，輕者堵死風(fēng)影響噴煤，重者久而久之造成該區(qū)域熱儲(chǔ)備不足，爐缸局部堆積頻繁燒壞風(fēng)口。

渣皮進(jìn)入爐缸后，鐵水溫度下降，如果情況嚴(yán)重或處理不及時(shí)，會(huì)生產(chǎn)高硫廢品，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重爐涼。

3 爐況波動(dòng)的原因

3.1 裝料制度的影響

3.2 送風(fēng)制度的影響

送風(fēng)制度的選擇不僅要考慮活躍爐缸，也要考慮焦炭質(zhì)量對(duì)下部回旋區(qū)的變化。重點(diǎn)從實(shí)際風(fēng)速與鼓風(fēng)動(dòng)能著手，焦炭在爐內(nèi)的強(qiáng)度、粒度不僅與其反應(yīng)性有關(guān)，而且風(fēng)口前回旋區(qū)強(qiáng)烈的碰撞、剪切、沖刷同樣會(huì)造成大量碎焦、粉焦產(chǎn)生。鑒于劣質(zhì)焦炭本身高溫強(qiáng)度低，回旋區(qū)前端、下部粉焦堆積，氣流壓力升高，與正常狀態(tài)相比死焦堆增大，回旋區(qū)深度減小，在此狀態(tài)下往往會(huì)因?qū)嶋H風(fēng)速過大引起回旋區(qū)畸變，使風(fēng)口前沿下端頻繁燒損。另外，高爐全部壓損30%源于軟熔帶及以下，實(shí)際風(fēng)速過高無疑更增加了這部分壓損，因此采用高風(fēng)速高動(dòng)能強(qiáng)制性地去吹透中心顯然不合理。10#高爐生產(chǎn)實(shí)踐證明，適當(dāng)降低實(shí)際風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能，以減輕回旋區(qū)焦炭粉化程度，并配以上部調(diào)劑可較好解決這一問題。

3.3 低物理熱的影響

生產(chǎn)實(shí)踐證明，在當(dāng)前低品位、大渣量的情況下，鐵水物理熱長時(shí)間≤1 480℃，將導(dǎo)致爐芯死料柱溫度逐步降低，進(jìn)入爐芯帶的渣鐵粘度急劇升高，滯留系數(shù)大，爐缸中心透氣透液性惡化，煤氣流分布不均衡，邊緣氣流波動(dòng)劇烈。

4 穩(wěn)定爐況的措施

4.1 強(qiáng)化操作方針的制定和執(zhí)行

根據(jù)爐況的走勢(shì)，及時(shí)制定進(jìn)退有序的操作方針，制訂的思路、目標(biāo)傳達(dá)到工長，當(dāng)班工長根據(jù)方針內(nèi)容和范圍靈活調(diào)整。

4.2 上部調(diào)劑

(1)控制合理的回旋區(qū)深度，促使初始煤氣流的合理分布。每座高爐操作都有與其爐缸直徑和冶煉條件相對(duì)應(yīng)的回旋區(qū)深度，以保持爐缸圓周上和徑向上煤氣流和溫度分布合理。壓差降低時(shí)采取將頂壓220kPa逐步提至235kPa，縮短回旋區(qū)深度，維持合理的回旋取深度。

4.3 下部調(diào)劑

爐腹煤氣量指數(shù)XBG是風(fēng)口前燃燒帶產(chǎn)生煤氣流速，是燃燒帶產(chǎn)生煤氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空塔流速，屬于高爐過程的動(dòng)態(tài)范疇。當(dāng)高爐爐內(nèi)料柱要通過過量的爐腹煤氣時(shí)，我們往往采取各種疏松料柱的方法，以發(fā)展邊緣或中心過吹來減少料柱阻力，達(dá)到高爐順行的目的。

高爐操作上采取“降低風(fēng)量、增大富氧”的策略，渣量大提高氧量增加爐缸熱焓改善流動(dòng)性來活躍爐缸。風(fēng)量由4 880～4 910m3/min逐步減至4 700～4 730m3/min，時(shí)刻保證風(fēng)量在規(guī)定范圍內(nèi)，爐腹煤氣量指數(shù)XBG由62.5m/min逐步降至60.4m/min，鼓風(fēng)動(dòng)能由13800kg·m/s逐步降至12400kg·m/s。

4.4 熱制度和造渣制度的調(diào)整

(1)熱制度。高爐日常操作堅(jiān)持“低化學(xué)熱高物理熱”，推進(jìn)在保證鐵水物理熱的情況下適當(dāng)?shù)凸枰睙挘诓痪邆錀l件杜絕硬性推進(jìn)。要求[Si]控制在0.35～0.45%，鐵水平均[S]控制在0.020～0.030%，鐵水物理熱≥1 500℃。

(2)造渣制度。爐渣中(Al2O3)含量控制在13%～14%，(MgO)7%～8%，爐渣堿度提高到1.20～1.24倍，有利于提高渣鐵顯熱。熱制度與造渣制度的合理調(diào)劑，使鐵水[Si]、[S]匹配，維持渣鐵良好的流動(dòng)性。

4.5 爐外管理

爐前加強(qiáng)開口、堵口操作，即幾乎要做到不間斷甚至重疊出鐵，本爐次堵口立即開另一鐵口，或開口≥40min未來渣立即組織開另一鐵口；統(tǒng)一四班打泥量，保證鐵口深度3 000±100mm，根據(jù)爐溫狀況，結(jié)合合適的鉆頭，保證出鐵速度大于生成速度，出鐵時(shí)間控制在100～120min左右較為合理。旨在保持爐內(nèi)渣鐵液面穩(wěn)定。

5 效果

10#高爐通過采取一系列措施，高爐煤氣流得到很好控制，有效保證了中心氣流強(qiáng)勁，邊緣氣流穩(wěn)定，TR81(24.875m)溫度值穩(wěn)定在70～80℃(見圖2)，在原料質(zhì)量未有改善的情況下高爐各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)均有長足的進(jìn)步(見表3)。

圖2 新鋼10#高爐調(diào)整后TR81溫度走勢(shì)

表1 新鋼10號(hào)高爐調(diào)整前后部分生產(chǎn)指標(biāo)

6 結(jié)論

原燃料質(zhì)量的不斷劣化，對(duì)爐內(nèi)煤氣流分布有很大影響，最終影響高爐的穩(wěn)定順行，操作上應(yīng)果斷進(jìn)行上、下部調(diào)劑，控制初始煤氣流分布合理，達(dá)到中心氣流強(qiáng)勁，邊緣氣流穩(wěn)定，在減少風(fēng)口面積、加長風(fēng)口后，為提高頂壓、擴(kuò)大礦批創(chuàng)造有利條件，目前頂壓提高到235kPa，礦批擴(kuò)到70t/cn，煤氣利用率上升2.23%，燃料比下降15kg/t，生產(chǎn)保持穩(wěn)定態(tài)勢(shì)。

Operation Practice of Stable Edge Gas Flow of Xinyu Iron & Steel Group’s No. 10 BF

ZhangHaiping,LuoMing

(Xinyu Iron & Steel Group Co., Ltd., Xinyu Jiangxi 338001 China)

Operation practice of stable edge gas flow of Xinyu iron & steel group’s No. 10 BF are summarized in this paper, and by taking reasonable BF body gas index and developing center main airflows and proper attention to the edge gas flow, BF gas flow has been controlled well, so gas utilization rate increases, and technical and economic indicators continued to improve.

Large blast furnace; gas flow distribution; central main gas flow

2015-06-27

張海平(1971-)，男，現(xiàn)從事冶金工程專業(yè)，助理工程師。