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        長(zhǎng)鋼1080m3高爐干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉實(shí)踐

        2019-12-03 10:58:26
        中國(guó)鋼鐵業(yè) 2019年9期
        關(guān)鍵詞:制度

        曹 鋒

        首鋼長(zhǎng)鋼現(xiàn)有兩座高爐在線運(yùn)行,每座高爐有效容積1080m3,設(shè)計(jì)有2個(gè)出鐵場(chǎng)(一用一備),20個(gè)風(fēng)口。高爐正常生產(chǎn)使用全干熄焦,受焦化系統(tǒng)產(chǎn)能限制,一旦遇到干熄焦系統(tǒng)檢修,高爐就必須被迫摻用部分濕熄焦甚至全部使用全濕熄焦冶煉,屆時(shí),有可能會(huì)造成爐況和爐溫波動(dòng)。

        1.濕熄焦與干熄焦性能的對(duì)比

        濕熄焦與干濕焦因生產(chǎn)工藝不同,除焦炭水分相差較大外,其余各項(xiàng)指標(biāo)性能上較干熄焦也都明顯差別,對(duì)高爐冶煉產(chǎn)生不利影響。見(jiàn)表1。

        (1)由于焦炭在焦?fàn)t進(jìn)行干熄焦生產(chǎn)時(shí),在預(yù)存段會(huì)有保溫的作用(相當(dāng)于燜爐),而當(dāng)在溫度的均勻化、殘存的揮發(fā)分在析出的過(guò)程中焦炭成熟度會(huì)進(jìn)一步提高,從而消除生焦。

        (2)焦炭從炭化室被推出后,溫度約1000℃,由于噴水快速降溫冷卻,濕熄焦內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,使得網(wǎng)狀的裂紋增多,易碎裂為小塊焦。在干熄焦的過(guò)程中,焦炭被緩慢冷卻,從而降低了其內(nèi)部的熱應(yīng)力,使得網(wǎng)狀的裂紋變少,焦炭的機(jī)械強(qiáng)度得到提高。

        (3)焦炭在干熄焦?fàn)t里進(jìn)行向下的流動(dòng)時(shí),由于受到機(jī)械力的作用,使其結(jié)構(gòu)脆弱的部分和生焦會(huì)變成焦粉而被篩除,不會(huì)影響焦炭的性能,焦炭的穩(wěn)定性得到提高。

        (4)濕熄焦時(shí),因水分蒸發(fā),焦炭的表面、氣孔內(nèi)會(huì)有堿金屬的鹽基物質(zhì)沉積,而干熄焦則不會(huì)有沉積,從而使得干熄焦的反應(yīng)性偏低。

        2.干濕焦轉(zhuǎn)換對(duì)高爐冶煉的影響

        焦炭在高爐冶煉過(guò)程中的作用主要是熱源、還原劑、料柱骨架。在高爐風(fēng)口的前端,焦炭與鼓風(fēng)中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)后產(chǎn)生煤氣,同時(shí)放出大量的熱量。煤氣在上升過(guò)程中不斷將熱量傳遞給高爐爐料,同時(shí)參與高爐內(nèi)部的各種物理、化學(xué)反應(yīng)。焦炭呈多孔狀,約占高爐整個(gè)料柱體積的30%-50%,對(duì)改善高爐料柱透氣性起著決定性的作用,隨著高爐大型化和采取噴吹煤粉替代部分焦炭,焦炭對(duì)料柱透氣的作用更顯突出。

        在干濕焦轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,一方面焦炭水分的急劇波動(dòng),會(huì)造成高爐熱制度的失常,惡化爐況,造成生產(chǎn)不穩(wěn)。另一方面濕熄焦的冷態(tài)強(qiáng)度、反應(yīng)性、熱強(qiáng)度等指標(biāo)都有較大幅度的下降,會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致高爐料柱透氣性惡化,煤氣利用變差,影響高爐順行,甚至引起高爐爐缸堆積。因此,干濕焦轉(zhuǎn)換必然對(duì)高爐冶煉行程產(chǎn)生較大影響,操作者必須有足夠的重視和有效的手段,以最大限度地保證爐況的穩(wěn)定順行。

        3.轉(zhuǎn)換前準(zhǔn)備工作

        (1)高爐作業(yè)區(qū)通過(guò)優(yōu)化操作,確保高爐爐況順行,爐缸活躍,透氣性良好等。

        (2)生產(chǎn)技術(shù)科、高爐作業(yè)區(qū)對(duì)焦炭計(jì)量稱和槽下工藝稱進(jìn)行校驗(yàn),確保稱量準(zhǔn)確。

        表1 干濕熄焦與干熄焦性能比較

        (3)設(shè)備材料科和高爐作業(yè)區(qū)對(duì)焦炭料倉(cāng)、振動(dòng)篩、稱量等設(shè)備進(jìn)行檢查,確保轉(zhuǎn)換期間運(yùn)行正常,防止在干濕焦搭配使用時(shí)出現(xiàn)故障。

        (4)安全環(huán)??坪透郀t作業(yè)區(qū)對(duì)熱風(fēng)爐排放在線檢測(cè)儀器進(jìn)行檢查,確保工作正常,并對(duì)可能發(fā)生短時(shí)間超標(biāo)的情況制定應(yīng)對(duì)措施。

        (5)生產(chǎn)技術(shù)科、安全環(huán)??啤⒊龎m噴煤作業(yè)區(qū)針對(duì)干熄焦倒運(yùn)過(guò)程揚(yáng)塵問(wèn)題,制定細(xì)化應(yīng)對(duì)方案,杜絕無(wú)組織排放。

        表2 焦炭成分對(duì)燃料比的影響

        表3 裝料調(diào)整情況

        表4 送風(fēng)調(diào)整情況

        4.干濕焦轉(zhuǎn)換的應(yīng)對(duì)措施

        4.1 熱制度調(diào)整防止?fàn)t涼

        穩(wěn)定而充沛的熱制度是高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)。濕熄焦比干熄焦炭水分急劇增加的同時(shí)焦炭冷態(tài)強(qiáng)度、反應(yīng)性、熱強(qiáng)度等指標(biāo)明顯下降,這對(duì)高爐負(fù)荷帶來(lái)了較大的波動(dòng),這次干濕焦轉(zhuǎn)換過(guò)程中,我們?nèi)婵紤]干、濕熄焦質(zhì)量指標(biāo)的差異和及使用比例情況,精密計(jì)算退負(fù)荷的的幅度,將生鐵含[si]標(biāo)準(zhǔn)由0.25%-0.50%提高到0.3%-0.6%,物理熱由1480℃提高到1500℃,保證了爐缸有充足的熱量,避免了因干濕焦轉(zhuǎn)換導(dǎo)致?tīng)t涼而對(duì)爐況穩(wěn)定和氣流分布造成影響。見(jiàn)表2。

        4.2 裝料制度調(diào)整保證氣流分布合理

        裝料制度是高爐重要的調(diào)劑手段,決定著煤氣流分布、煤氣利用率以及高爐順行狀態(tài)。100%干濕焦轉(zhuǎn)換后除焦炭水份、灰分、硫均會(huì)升高、熱態(tài)性能和冷態(tài)指標(biāo)會(huì)大幅降低,會(huì)導(dǎo)致氣流分布不均,中心不暢從而引發(fā)爐況失常。此次干濕焦轉(zhuǎn)換在裝料制度的選擇上,采取打開(kāi)中心、照顧邊緣保證兩道煤氣流的原則,保證了煤氣流分布得到了有效疏導(dǎo)和控制,爐況保持爐況穩(wěn)定順行的狀態(tài)。見(jiàn)表3。

        4.3 送風(fēng)制度調(diào)整保證足夠的動(dòng)能

        送風(fēng)制度調(diào)整以堅(jiān)持高爐全風(fēng)為原則,保證足夠的鼓風(fēng)動(dòng)能,實(shí)現(xiàn)活躍爐缸的目的。我們高度重視高爐的鼓風(fēng)動(dòng)能參數(shù),根據(jù)干濕焦轉(zhuǎn)換情況和爐況變化,及時(shí)調(diào)整風(fēng)量水平,確保高爐適宜的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能吹透中心,活躍爐缸。同時(shí)在日常操作上適當(dāng)降低壓差水平,由165kpa降低到160kpa,使風(fēng)量與料柱透氣性相匹配,避免因高爐局部過(guò)吹發(fā)生管道,使高爐爐況順行得到有效保障,爐缸工作活躍。見(jiàn)表4。

        4.4 出凈渣鐵保證生產(chǎn)穩(wěn)定

        重視爐前出渣鐵管理,爐前細(xì)化開(kāi)鐵口操作,及時(shí)打開(kāi)鐵口,提高炮泥質(zhì)量,穩(wěn)定鐵口深度,保持出鐵時(shí)間穩(wěn)定;及時(shí)聯(lián)系鐵水罐,保證鐵水罐運(yùn)行滿足要求,實(shí)現(xiàn)爐前兩鐵口交替不間斷出鐵,通過(guò)上述措施,出鐵場(chǎng)出凈渣鐵工作得到明顯提高,確保渣鐵及時(shí)出凈,為穩(wěn)定爐內(nèi)操作,為100%干濕焦轉(zhuǎn)換提供了基本保證。

        5.100%干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉效果

        此次1080高爐干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉,通過(guò)熱制度、裝料制度、送風(fēng)制度調(diào)整、爐前出凈渣鐵等一系列措施,快速消除了干濕焦轉(zhuǎn)換帶來(lái)的不利影響,保證了爐況的穩(wěn)定順行,取得了較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。見(jiàn)表5。

        表5 長(zhǎng)鋼高爐干濕焦冶煉技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

        6.結(jié)語(yǔ)

        (1)干濕焦轉(zhuǎn)換冶煉過(guò)程中,由于焦炭質(zhì)量的全面大幅下降,極易引起爐況的大幅波動(dòng),處理不當(dāng)甚至?xí)l(fā)高爐長(zhǎng)期爐況失常。

        (2)100%干濕焦轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換前確保高爐爐況順行良好,爐缸活躍。

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