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        津西鋼鐵2000 m3 高爐冷卻壁溫度超高控制實(shí)踐

        2021-08-23 03:56:12趙建宇仝興武
        中國(guó)鋼鐵業(yè) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:制度

        趙建宇 仝興武

        高爐冷卻壁能有效防止?fàn)t殼受熱和燒紅,維持高爐的安全生產(chǎn),也直接制約了高爐強(qiáng)化冶煉及一代爐齡時(shí)間。因此,對(duì)于冷卻壁超高溫的問(wèn)題,必須采取控制溫度措施,使冷卻壁熱面溫度低于鑄鐵相變溫度(鑄鐵相變溫度400℃),防止冷卻壁燒漏,保護(hù)爐殼,以延長(zhǎng)高爐壽命。

        1.2000m3高爐冷卻系統(tǒng)及爐況簡(jiǎn)介

        1.1 高爐爐體冷卻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

        津西鋼鐵2#高爐設(shè)計(jì)有限容積2000m3。高徑比2.522,屬于矮胖型高爐,共有30個(gè)風(fēng)口,爐前3個(gè)鐵口成“Y”型布置。冷卻系統(tǒng)為軟水密閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng),由軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)、高壓凈環(huán)水系統(tǒng)組成。爐體冷卻壁、爐底、風(fēng)口大中套冷卻采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)。爐腹、爐腰與爐身中下部鑄鐵冷卻壁采用冷鑲氮化硅結(jié)合碳化硅磚材質(zhì),冷卻壁供水系統(tǒng)分四區(qū),冷卻水管以豎向方式自下而上串接,每區(qū)支管水流量控制在1330m3/H~1380m3/H。見(jiàn)表1。

        表1 津西鋼鐵2000m3高爐各區(qū)域冷卻設(shè)備主要結(jié)構(gòu)

        1.22000m3高爐冷卻壁存在問(wèn)題

        2020年12月18日后,因環(huán)保檢查,燒結(jié)機(jī)限產(chǎn),高爐入爐料配加部分落地礦。22日因高爐換套休風(fēng)、24日因煉鋼事故影響接鐵休風(fēng),共計(jì)休慢風(fēng)1314分鐘,對(duì)高爐整體指標(biāo)影響較大。2021年1月,通過(guò)高爐本體冷卻壁在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示,高爐本體 7段、8段、9段冷卻壁溫度(爐腹、爐腰部位)開(kāi)始出現(xiàn)超高現(xiàn)象(大于350℃)且非常不穩(wěn)定。

        1.3 冷卻壁溫度超高后對(duì)產(chǎn)量指標(biāo)的影響

        高爐本體7段、8段、9段冷卻壁溫度頻繁超高,操作者為保護(hù)冷卻壁不被燒損,被迫采取控制氧量甚至控制風(fēng)量的手段,產(chǎn)量指標(biāo)受到很大損失。分析冷卻壁溫度超高的原因,從根本上解決問(wèn)題,才是使高爐實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、低耗、長(zhǎng)壽的正確方向。

        2.科學(xué)、合理控制冷卻壁超差過(guò)程

        針對(duì)高爐冷卻壁頻繁超高導(dǎo)致各項(xiàng)指標(biāo)下滑問(wèn)題,津西鋼鐵公司及廠部多次組織專(zhuān)題會(huì)討論,最終從裝料、送風(fēng)、造渣、熱制度、入爐料管理及爐前出鐵組織六方面制定了可行的調(diào)整措施。

        2.1 送風(fēng)制度調(diào)整

        送風(fēng)制度調(diào)整為,加長(zhǎng)風(fēng)口長(zhǎng)度(1號(hào)、17號(hào)、29號(hào)風(fēng)口,分別從610mm、590mm、610mm調(diào)整為630mm),縮小了送風(fēng)面積,提高了鼓風(fēng)動(dòng)能及風(fēng)速,其思路就是吹透中心,壓制邊緣氣流,維持高爐順行。高爐經(jīng)過(guò)1月14日、1月26日兩次休風(fēng)調(diào)整風(fēng)口套尺寸,送風(fēng)面積縮小0.0079m2,鼓風(fēng)動(dòng)能及風(fēng)速均有提高。見(jiàn)圖1。

        圖1 送風(fēng)制度調(diào)整后鼓風(fēng)動(dòng)能及標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速 噸,m/s

        2.2 裝料制度的調(diào)整

        高爐合理的裝料制度有利于爐內(nèi)煤氣分布,改善礦石與煤氣接觸條件,提高煤氣利用率和礦石的間接還原度,降低焦比,有利于高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行。

        津西2000m3高爐根據(jù)入爐料質(zhì)量及高爐冷卻壁超差現(xiàn)象,以爐況順行為原則進(jìn)行調(diào)整,按照適當(dāng)發(fā)展中心、抑制邊緣的思路,分階段調(diào)整布料角度,料線由正常K:1.5m,J:1.3m做相應(yīng)調(diào)整。第一階段以大角度、負(fù)角差為主。第二階段以正角差、小角度,疏通中心氣流為主。第三階段逐步取消中心加焦,穩(wěn)定邊緣和中心氣流,提高了高爐煤氣利用率。

        2.3 合理、穩(wěn)定的熱制度和造渣制度

        高爐爐溫及渣堿度的不穩(wěn)定,必然使軟熔帶發(fā)生變化,易引起渣皮脫落、靜壓波動(dòng),最終導(dǎo)致高爐煤氣流失常,冷卻壁溫度升高。

        為保證高爐熱制度和造渣制度的合理、穩(wěn)定,經(jīng)研究決定以生鐵含硅Si:0.2~0.4%穩(wěn)定率≥85%,堿度1.25±0.03%,物理熱≥1480℃為操作方針;綜合負(fù)荷以提前、適度、準(zhǔn)確的調(diào)劑手段為原則,做到量化調(diào)劑,精準(zhǔn)調(diào)劑。爐溫穩(wěn)定率最終提高至98.4%。見(jiàn)圖2。

        圖2 爐溫穩(wěn)定率及爐渣堿度變化 %

        2.4 入爐物料質(zhì)量的管理

        2.4.1優(yōu)化配礦

        從配礦角度,優(yōu)化燒結(jié)礦配比,逐步降低各種除塵灰用量比例,(1月18日從4.5%減到3.5%,2月19日由3.5減到2%)減少堿金屬帶入量,提高燒結(jié)礦質(zhì)量,不斷滿足高爐生產(chǎn)要求。

        2.4.2加強(qiáng)入爐料篩分管理

        卷?yè)P(yáng)定期對(duì)槽下振篩調(diào)節(jié)振幅,在保證高爐料線前提下,保證最小過(guò)料量,篩透入爐料;高爐控制好槽下料流和料層厚度,保證篩凈篩透確保0~5mm<3%;工長(zhǎng)定期清理振篩篩板,杜絕糊篩現(xiàn)象。

        2.5 爐前出鐵組織

        為保證爐內(nèi)渣鐵及時(shí)出凈,給活躍爐缸創(chuàng)造條件,車(chē)間提出三個(gè)鐵口輪流“零間隔”出鐵的模式,并嚴(yán)抓爐前基礎(chǔ)工藝操作管理,按標(biāo)尺穩(wěn)定打泥量,維護(hù)好鐵口泥套,校正好鐵口中心線,杜絕堵口跑泥現(xiàn)象,穩(wěn)定鐵口深度3300mm以上,實(shí)現(xiàn)放風(fēng)堵口事故為零,為爐內(nèi)穩(wěn)定順行提供外部條件。

        3.調(diào)整效果

        經(jīng)過(guò)2個(gè)月從裝料、送風(fēng)、造渣、熱制度、入爐料管理及爐前出鐵組織六方面調(diào)整后,2號(hào)高爐中心氣流強(qiáng)勁有力,邊緣氣流穩(wěn)定,煤氣利用由46%提升至48.52%。高爐順行得到了保障,產(chǎn)量及燃料消耗指標(biāo)對(duì)比1月份均有提升。見(jiàn)圖3、表2。

        表22020年12月-2021年3月津西鋼鐵2號(hào)高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

        圖3 產(chǎn)量、煤氣利用、燃料比趨勢(shì)圖 噸,kg/t

        4.結(jié)論

        發(fā)展中心氣流維持適當(dāng)?shù)倪吘墯饬魇氰T鐵冷卻壁高爐強(qiáng)化冶煉的關(guān)鍵。

        (1)裝料制度每次調(diào)整必須經(jīng)過(guò)8個(gè)冶煉周期,才可以再做下一步調(diào)整。要做到微調(diào),逐步取消中心加焦。以發(fā)展中心氣流為原則,兼顧邊緣氣流,兩股氣流要互相匹配。

        (2)高爐送風(fēng)制度的調(diào)整,要保證合理的鼓風(fēng)動(dòng)能及風(fēng)速(此次調(diào)整鼓風(fēng)動(dòng)能12000N·m/s左右,風(fēng)速260m/s左右),吹透中心,維持高爐順行。

        (3)高爐要控制較高的爐溫穩(wěn)定率及合理的爐渣堿度,避免爐溫波動(dòng)帶動(dòng)軟熔帶變化,進(jìn)而穩(wěn)定渣皮,減少冷卻壁超差。

        (4)控制一定壓差,減少管道氣流,穩(wěn)定操作爐型。

        (5)強(qiáng)化爐前管理,采購(gòu)優(yōu)質(zhì)炮泥,確保爐內(nèi)渣鐵及時(shí)出凈,為活躍爐缸創(chuàng)造條件。

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