任鑫鑫,尤 石,趙世丹,左 俊
(馬鞍山鋼鐵股份有限公司,安徽 馬鞍山 243000)
馬鋼2#2500m3高爐自2017年10月10日點火開爐以來,爐況穩(wěn)定性一直較差,產(chǎn)能偏低。氣流表現(xiàn)為中心氣流不暢,邊緣氣流不受控。為此,2018~2019年,高爐操作人員先后從原燃料管理、上下部制度、渣鐵管理及冷卻制度等方面著手進行了積極摸索調整,但收效甚微,產(chǎn)能始終未能穩(wěn)定在6000t/d以上。
進入2020年,高爐操作人員轉變觀念,借鑒國內先進高爐的操作經(jīng)驗,采取了一系列新舉措,使高爐成功走出困境,產(chǎn)能重新拉回至6100t/d的水平。下面重點對本次爐況處理實踐的經(jīng)驗進行總結[1]。
2#高爐爐況不穩(wěn)主要表現(xiàn)在壓量關系緊張,經(jīng)常性的邊緣竄氣,導致冶強提升難度大。就目前2#爐面臨現(xiàn)狀而言,以下兩個問題是制約冶強提升的關鍵。
(1)爐缸狀況不活躍,有效容積在縮小,爐缸不接受強度。①2019年7月以后,高爐頻繁出現(xiàn)小套燒損現(xiàn)象,大量冷卻水漏入爐內,爐內熱渣鐵受冷凝結在漏水小套周圍,呈現(xiàn)出邊緣局部堆積。②受爐況波動影響,長期以來2#高爐入爐風量使用偏低,鼓風動能明顯不足(<130kj/s),爐缸中心吹不透,中心死料柱趨于肥大。③自2019年8月之后,4層爐芯溫度從337℃開始持續(xù)下降,至同年11月底,爐芯溫度降至277℃,而同期爐缸9層(標高10.486m)側壁溫度(0.20m)由117℃下降至100℃,中心邊緣的雙降反映出爐缸容積在縮小。④由于氣流不穩(wěn),爐溫波動大,爐缸熱量不穩(wěn),以致爐缸內渣鐵流動不暢,影響爐前渣鐵處理,加劇了爐缸處理的難度。⑤迫于生產(chǎn)成本壓力,在高燃料比情況下,高爐仍在一味追求煤比,過多的煤粉噴吹入爐后不能完全燒掉,而未燃煤粉除一部分隨爐塵排出以外,其余則填充在死料柱和料柱縫隙間,不僅惡化死料柱透氣透液性,加劇爐缸中心不活,而且增加整個料柱阻損,不利于氣流的穩(wěn)定。在2019年,噸鐵爐塵由上半年21.3kg/Tfe上升至下半年25kg/Tfe。
(2)操作爐型不規(guī)則,渣皮不穩(wěn)定,不利于穩(wěn)定氣流。①為了盡快恢復爐況,2019年7月下旬之后,高爐采用長堵風口操作,而堵風口的不利影響在于其正上方區(qū)域的爐墻不受熱氣流沖刷,爐墻渣皮不穩(wěn)定,易出現(xiàn)規(guī)律性結厚脫落再結厚,不利于氣流的穩(wěn)定。若長堵風口為檢修門右側風口,爐墻電偶波動點則集中在9~12點,與生產(chǎn)實踐相符。②冷卻制度不穩(wěn)定引起渣皮的波動,破壞氣流的正常分布。正常生產(chǎn)軟水水量維持不變,通過將軟水進水溫度控制在43℃~44℃來穩(wěn)定冷卻強度,但因水泵房對軟水進水溫度控制手段有限,導致進水溫度波動大,有時甚至低于42℃,嚴重影響到渣皮的穩(wěn)定,后續(xù)該問題需引起重視。③在上下部制度的選擇上不合理,導致料面不穩(wěn),影響兩道氣流分布。目前2#高爐氣流通道主要依賴中心,因而在上部制度選取上往往以開放中心為主,但中心過度發(fā)展后,爐喉徑向料速不均,會出現(xiàn)爐料向中心滾動現(xiàn)象,從而堵塞中心通道,引發(fā)邊緣局部竄氣,不利于合理操作爐型的維護。④長期以來受爐況波動影響,爐料下降至滴落帶后攜帶熱量不穩(wěn)定,以致爐缸熱制度反復性大,熱制度的反復波動反過來影響爐腹、爐腰渣皮的穩(wěn)定。⑤操作人員風險意識薄弱,壓差管理不規(guī)范。對中心加焦的高爐而言,中心氣流穩(wěn)定順暢是氣流穩(wěn)定的關鍵所在,因此在高爐出現(xiàn)高壓差時,不論是渣鐵、氣流、或者原料異常哪種原因造成的,應當首選減風過渡,第一時間降低下部壓力來緩解邊緣壓力,確保邊緣氣流可控。
(1)掌握爐料對爐況的影響,穩(wěn)定兩道氣流。①生礦的冶金性能相較熟料而言,軟熔起始溫度低,軟熔區(qū)間寬,且具有強的熱爆裂性,若生礦在料條上平鋪時間過長會惡化料柱的透氣性,不利于兩道氣流的穩(wěn)定。故2020年1月16日,通過調整槽下生礦閘門開度將生礦平鋪時間由70s縮短至60s,使爐料入爐后盡可能多的生礦布在平臺上,減少或避免生礦向中心的滾動,有益于穩(wěn)定好中心氣流。同時,嚴格控制好入爐生礦比例,確保生礦比例在15%以下。②通過穩(wěn)定焦丁比來穩(wěn)定邊緣氣流。由于焦丁布在礦石料條的頭部,入爐后焦丁靠近爐墻分布,因此關注好焦丁槽位變化,選取合適的焦丁比,穩(wěn)定好焦丁量能夠改善邊緣透氣性,有利于穩(wěn)定邊緣氣流。
(2)上下部制度配合調整,疏導兩道氣流。①在2019年12月份下旬,因礦焦平臺寬度過寬,另礦批使用較大,74~76t,班料速控制在42~44批,以致平臺氣流不受控,從十字測溫桿觀察可發(fā)現(xiàn)2~3環(huán)電偶溫度上升明顯,由正常值100℃~200℃上升至300℃~400℃,中心邊緣兩道氣流相對有所減弱,軟熔帶形狀發(fā)生改變,趨向于平坦化,氣流抵御外圍干擾能力明顯下降,爐況波動逐步在加劇,鑒于此,2020年1月6日上部制度進行調整,將礦平臺寬度由9°縮窄至7°,焦炭平臺由9.5°縮窄至7.5°,但氣流并未有明顯改善,直至16日后將礦批縮小至66t,控制班料速在48~50批,平臺氣流才得以受控,兩道氣流得到強化。②之后,高爐進行下部參數(shù)優(yōu)化,一方面積極使用風量,在堵一個的風口的情況下,將目標風量由4600m3/min~4650m3/min上調至4850m3/min~4900m3/min的水平,鼓風動能有了明顯提升,由130kj/s上升至140kj/s~145kj/s,這樣不僅有利于爐缸中心的活躍,更加有利于穩(wěn)定邊緣氣流;另一方面適當控制強度,為處理爐缸、固化爐型爭取時間,將氧量由9000m3/h分步控制在7000m3/h的水平。
(3)減輕焦炭負荷,通過改善氣流分布來降低燃料比。2020年1月上半月,負荷維持4.20~4.25,但氣流欠穩(wěn),燃料比高達530kg/t,不具備上強度條件,16日高爐及時加0.3t/ch輕料(4.15)過渡,負荷退守后,小時噴煤量由37t/h下降至35t/h,噴煤量下降后爐缸負荷及料柱阻損有所減輕,后氣流得到緩解,燃料比非但沒有因退負荷上升反而呈現(xiàn)下降趨勢,1月下旬,燃料比逐步降至520kg/t的水平,同時噸鐵爐塵量也由上半月26.8kg/Tfe下降至下半月23.3kg/Tfe,取得了良好的實踐效果。
(4)強化爐前渣鐵處理,為處理爐缸創(chuàng)造有利條件。渣鐵處理的順暢是爐缸狀況改善的標志之一。2019年下半年以來,受氣流波動影響,爐缸活躍度變差,爐前渣鐵處理欠暢,渣鐵往往不能及時排出,經(jīng)常出現(xiàn)單爐流速差或者兩鐵口渣鐵不均現(xiàn)象,尤其是單場出鐵時渣鐵不均表現(xiàn)更加明顯。為了有效改善爐前渣鐵處理,穩(wěn)定好爐內的渣鐵液面,確保一次氣流的合理分布,故爐內做出以下要求:①降低鐵口深度,由3.2m~3.3m降低至3.1m;②擴大孔道直徑,由原先55mm鉆桿直接開口切換為60mm鉆桿套1.5m~1.8m后再拿55mm鉆桿開口;③投用的兩鐵口視出鐵時間、來渣時間調整開口間隔時間,通過靈活應對,控制來渣時間在30min以內,出鐵時間在110min~160min。
(5)夯實基礎管理,穩(wěn)定好熱制度。工長操作是維持爐況穩(wěn)定順行的一個重要方面。故日常生產(chǎn)中應統(tǒng)一四班思路,加強對工長基礎操作的管理,一方面嚴格落實好壓差管理制度(<175kpa),杜絕由高壓差引發(fā)的氣流波動;另一方面強化爐溫趨勢管理,盡量做到早動、動準,避免人為性的熱制度波動;若在爐況波動期,操作者主要通過穩(wěn)定風溫和噴煤量,充分利用加濕調整的及時性來過渡臨時性的氣流波動,能夠有效避免熱制度的反復波動,確保爐缸熱量的穩(wěn)定。在正常生產(chǎn)時,【Si】控制在0.40%~0.60%,PT控制在1500℃以上,硅偏差控制在0.14%以內。采用該控制標準實踐效果較好。
進入2020年,通過采取以上一系列的措施,爐況下滑勢頭得到遏制,煤氣流分布趨向合理,產(chǎn)能穩(wěn)步在提升,取得了良好的實踐效果。下表1為2019年7月~2020年2月馬鋼2#高爐主要技術經(jīng)濟指標情況。
表1 2019年7月-2020年2月馬鋼2#高爐主要技術經(jīng)濟指標
(1)高爐操作應樹立以風為綱的思想,積極使用風量,在上風量的同時做好上部制度的匹配性調整。上下部制度相匹配是兩道氣流合理分布的關鍵所在。
(2)穩(wěn)定充沛的爐缸熱量是爐缸工況活躍,兩道氣流能夠合理分布的前提。因而提升工長實操水平,穩(wěn)定好熱制度是快速處理爐況的有效途徑。
(3)渣鐵處理的順暢是爐缸狀況改善的重要標志之一。因此在日常生產(chǎn)中應關注好爐前出鐵過程,確保渣鐵排放均勻、穩(wěn)定、順暢。
(4)冷卻制度的穩(wěn)定是形成合理操作爐型的基本要求。后續(xù)操作人員要重點關注好軟水進水溫度的變化,可考慮對405泵房的管路設備以及工藝流程進行技術升級改造,增強該泵房對進水溫度的調控能力,便于穩(wěn)定冷卻強度,穩(wěn)定好渣皮。
(5)局部堵風口作業(yè)不利于合理操作爐型的維護,不利于邊緣氣流的穩(wěn)定,但在全開風口后如何控制好上下部參數(shù),使上下部制度相匹配,實現(xiàn)爐況的平穩(wěn)過渡,仍需要我們進一步的摸索探究。