焦建華 魏航宇 楊占海 高 遠

(河北鋼鐵集團邯鋼公司)

邯鋼5高爐煤氣流調整操作

焦建華 魏航宇 楊占海 高 遠

(河北鋼鐵集團邯鋼公司)

高爐煤氣流的合理分布是是高爐生產(chǎn)最重要環(huán)節(jié)，日常生產(chǎn)過程中煤氣流變化與操作參數(shù)匹配是高爐操作的重點，5#高爐通過煤氣流的合理控制實現(xiàn)了11年零6個月爐役情況下保持2.65t/m3·d利用系數(shù)、燃料比505kg/t鐵的生產(chǎn)指標。

高爐 煤氣流 操作參數(shù)

0 前言

邯鋼煉鐵部5#高爐有效容積為2 000 m3高爐，2005年由1 260 m3高爐改造而成，采用全皮帶上料，底濾法水渣處理，設置28個風口，爐頂并罐式料罐，干法除塵系統(tǒng)，爐前兩個鐵口180 °，采用半懸掛式鐵口設計，爐體冷卻全密閉軟水循環(huán)系統(tǒng)，中修時4段增設銅冷卻板，自開爐后高爐指標情況很差，爐況順行難保住，高爐一直處于煤氣流失常狀態(tài)，2013年開始逐步調整煤氣流，從上料制度和送風制度上的大調整到操作參數(shù)的微調，努力提高煤氣利用率、減少外圍影響、穩(wěn)定生產(chǎn)，通過對操作制度和操作參數(shù)大幅調整，高爐煤氣流逐步穩(wěn)定，逐漸擺脫了長期鬧爐況的境況，自2014年至今已經(jīng)保住順行30個月，特別是在爐役11年半情況下保持了2.65 t/m3·d的高產(chǎn)利用系數(shù)，全年休風率0.65%，高爐鐵水一級品率99.7%，高爐燃料比505 kg/t鐵。

1 煤氣流的上部調劑

隨著高爐煉鐵技術的發(fā)展，高爐爐頂布料逐步成為高爐煤氣調整的中心，爐頂布料制度隨著爐頂布料設備的改進也再逐漸的成熟，但各個鋼鐵廠都在尋找與自身條件匹配的布料制度，特別是近年來隨著鋼鐵形式的不景氣，低成本冶煉帶來的原燃料質量下降，各鋼鐵廠都在通過操作制度的調整來達到較理想的生產(chǎn)指標。

1.1 設備的更新

五#高爐由于自1 260 m3高爐改建而成，很多設備都沒有更新，2010年將爐頂料罐由28 m3改成38 m3，礦批上限由50 t提高到75 t，解決了礦批小不能強化冶煉的一個重要環(huán)節(jié)；另外由于高爐十字測溫安裝在缸磚上沿，距料面1.3 m～1.5 m，對煤氣的測量結果偏差較大，特別是四根十字測溫支架使得爐料布料軌跡發(fā)生變化，整個布料影響較大，因此2014年將4個十字測溫全部拆除，氣流的控制通過爐內成像情況和高爐壁體溫度來判斷，十字測溫拆除后從休風后料面看規(guī)整度明顯優(yōu)于之前，解決了由于十字測溫架引起的布料不均問題； 2014年以前每次休風看料面情況，結果是“平臺+漏斗”的料面漏斗偏深，平臺最里端有冒尖情況的現(xiàn)象，針對這現(xiàn)象查找原因發(fā)現(xiàn)布料溜槽中間的邊緣出現(xiàn)布料磨痕，整個磨痕清晰看出爐料自溜槽中間有甩出的痕跡，這是造成平臺不規(guī)則的直接原因，隨后決定用方溜槽代替原用的圓溜槽，但由于時間和其他原因未能實現(xiàn)，隨即通過綜合計算后，布料角度降低3 °左右基本上能夠消除這個現(xiàn)象，隨即根據(jù)計算結果對布料溜槽進行更換，原使用溜槽長度3 m，更換后長度變?yōu)?.4 m，計算角度使用較原溜槽降低3 °，參數(shù)設定和計算結果分別見表1、表 2。

表1 計算參數(shù)設定

表2 計算結果情況

根據(jù)參數(shù)和計算結果通過采用MATLAD模擬，輸出結果與計算結果較相近,如圖1所示。

更換好溜槽后對溜槽進行了最大角度料軌布料實驗，將測量標尺盒(測量標尺盒高爐與缸磚高度一樣1.75 m，將測量標尺盒分為17.5個小格，每格100 mm)，從專用測料孔深入爐內，上沿與0料線齊，外面用鋼絲繩固定好。按照下表要求的進行布料設定，布料角度按正常角度布料、轉速按正轉高速布料，要求最大角度誤差小于0.2 °，布料實驗設定和結果見表3。

圖1 模擬情況圖

最終根據(jù)計算結果和實際測量情況將料線定到了1.35 m，最大角度定到了49 °，從實際布料和休風看磨痕，所有原料都從溜槽底端按既定方式排出，沒有出現(xiàn)中間甩料的情況，高爐休風料面平臺平滑度較好，氣流穩(wěn)定性得到了控制。

表3 高爐爐頂布料模擬表

1.2 十字測溫的拆除

2014年后由于十字測溫對氣流的觀測效果不強，很難實際檢測，甚至對布料產(chǎn)生一定的影響，因此拆除了十字測溫，根據(jù)高爐壁體溫度來判斷爐內氣流的變化，整個控制方式上基本看高爐壁體溫度變化趨勢判斷氣流的發(fā)展方向，其中高爐壁體的正常溫度區(qū)間見表4。

高爐水溫差控制在2.5 ℃～3.5 ℃，如出現(xiàn)壁體波動水溫差波動，查看各區(qū)域壁體溫度值，高爐波動問題見表5。

表4 高爐壁體溫度標準值

表5 壁體波動原因

1.3 布料制度的調整

圖2 五高爐水溫差變化趨勢

圖3 五高爐燃料比變化趨勢

2 煤氣流的下部調整

2.1 風氧控制

五#高爐是2005年投產(chǎn)，目前接近12年的爐齡，爐缸已經(jīng)開始侵蝕，爐缸工作容積增大，特別是近年來由于原燃料條件的變化和產(chǎn)量壓力的增大，為保證2.65 t/d·m3以上的以上的利用系數(shù)，高爐增加風量的使用，另外為配合爐頂壓邊的布料制度，高爐送風制度上采用了“大風低氧” 的措施，富氧率逐步降低，高爐送風參數(shù)見表6。

表6 高爐送風參數(shù)

2.2 風口的調整

煤氣流的第一次分布和形成過程主要受送風制度影響，送風制度主要包括風口長短、面積和對應的鼓風動能和爐腹煤氣量的大小等，風口的長短和面積是對應于裝料制度響應調節(jié)的一個主要手段，風口的調整都是由于高爐煤氣流分布存在一定的不合理性，根據(jù)壁體溫度圓周方向上部均勻、爐缸侵蝕部位等，選定合適的風口長度。5#高爐所用風口主要包括，550 mm×120 mm、550 mm×110 mm、500 mm×120 mm和500 mm×110 mm四種，其中的550 mm長風口使用較謹慎，最多未超過6個，五高爐最后將風口全部變?yōu)?00 mm×120 mm，動能達到了9 500 N·m/s～10 000 N·m/s，調整后回旋區(qū)深度計算為1.643 m，回旋區(qū)深度指數(shù)0.528，最后爐腹煤氣量5 050 m3/min，爐腹煤氣指數(shù)59，k值2.849，煤氣利用率穩(wěn)定47%～49%，風口面積變化如圖4所示。

圖4 風口面積變化趨勢圖

3 結論

(1)初始煤氣的控制主要是送風參數(shù)，五高爐采用加大風量增加中心吹透能力，保證與爐頂布料制度的統(tǒng)一協(xié)調;

(2)爐頂設備是影響煤氣流最重要的環(huán)節(jié)，通過對溜槽的加長和拆除十字測溫保證了爐料的布料準確性；

(3)布料制度上由于爐役后期的特點，采用壓制邊緣發(fā)展中心的策略，延緩了冷卻壁損壞，保證煤氣利用率47.5%以上和壓差小于150 KPa的壓量關系；

(4)布料角度和圈數(shù)根據(jù)爐頂溫度和上部壁體溫度情況看，爐頂邊緣溫度(33 m壁體)控制在70 ℃～90 ℃，水溫差控制在2.5 ℃～3.5 ℃；

(5)拆除十字測溫后，利用壁體溫度反應爐況，根據(jù)各區(qū)域波動特點能夠找出波動的原因；

(6)高爐休風最大角度的實際測量很關鍵，這是高爐布料制度尋找最大角度的捷徑。

[1] 朱清天,程樹森.高爐上部煤氣流調劑影響研究[J].鋼鐵,2008(2):22-25.

[2] 李鑠,韓楓,張杰等.送風制度對高爐初始煤氣流分布的影響[J].鋼鐵研究,2014(5):1-4.

[3] 傅世敏.有鐘高爐的新型布料技術[J].煉鐵;1992(5):10-14.

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ADJUSTMENT OPERATION OF GAS FLOW BY 5# BF ON HAN STEEL

Jiao Jianhua Wei Hangyu Yang Zhanhai Gao Yuan

(Handang Company of Hebei Iron and Steel Group Co., Ltd)

The reasonable distribution of blast furnace gas flow is the most important link in the production of blast furnace, the matching of coal flow changes and operation parameters in daily production is the key point of blast furnace operation.By the reasonable control of iron making, keeping the capacity factor of 2.65 t / m3·d, and the production index of fuel ratio 505 kg / t are achieved for 11 years and 6 months of campaign.

blast furnace gas flow operating parameter

華，高級工程師，河北.邯鄲(056000)，河北省邯鄲市邯鋼公司培訓部；

2017—2—27