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        馬鋼A高爐護(hù)爐階段出渣鐵管理

        2022-09-06 11:50:20郭其飛馬昭斌
        冶金動(dòng)力 2022年4期
        關(guān)鍵詞:炮泥鐵口爐缸

        郭其飛,馬昭斌

        (馬鞍山鋼鐵股份有限公司煉鐵總廠,安徽馬鞍山 243100)

        引言

        某單位A 高爐于2007 年2 月建成投產(chǎn),有效容積4 000 m3,至今已生產(chǎn)超14年,截止2021年5月底單位爐容產(chǎn)鐵量達(dá)11 000 t/m3。高爐采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)、陶瓷杯炭磚水冷爐底爐缸結(jié)構(gòu),采取的是全冷卻壁軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng),爐底水冷管設(shè)計(jì)在爐底封板下部。高爐設(shè)計(jì)內(nèi)型采用微孔炭磚加陶瓷杯綜合爐底與爐缸結(jié)構(gòu)、磚壁合一薄壁內(nèi)襯結(jié) 構(gòu)[1]。2019 年1 月 初,爐 缸11~12 層(標(biāo) 高10 790 mm)B1/B2 點(diǎn)炭磚溫度高,炭磚最小殘厚519 mm,爐缸安全進(jìn)入紅色預(yù)警狀態(tài),高爐進(jìn)入護(hù)爐階段。

        進(jìn)入護(hù)爐階段,爐缸炭磚溫度呈現(xiàn)反復(fù)升降、多點(diǎn)散發(fā)的特點(diǎn),且集中在鐵口以下0.5~2 m 區(qū)域,如表1所示。因此出渣鐵控制和鐵口管理對(duì)于安全生產(chǎn)至關(guān)重要。通過(guò)出鐵時(shí)間、鐵流速度控制,減少嚴(yán)重侵蝕區(qū)域鐵水環(huán)流,加強(qiáng)鐵口維護(hù)與管理,滿足了渣鐵出盡的生產(chǎn)需要,同時(shí)保證了爐缸炭磚溫度在安全可控的范圍。

        表1 爐缸炭磚主要侵蝕狀態(tài)

        1 出鐵控制

        1.1 開口鉆桿的選擇

        開鐵口鉆桿的直徑選擇決定了鐵流流速,影響著高爐內(nèi)渣鐵液面的穩(wěn)定。A高爐出鐵制度采用負(fù)間隔出鐵,重疊時(shí)間15 min 左右,斷渣時(shí)間5 min 以內(nèi)。通常情況下開鐵口鉆桿使用Ф57.5 mm,控制鐵水流速在5.0~5.5 t/min。出現(xiàn)重疊時(shí)間過(guò)長(zhǎng)≥30 min,斷渣時(shí)間>10 min 時(shí),擴(kuò)大鉆桿直徑至60 mm,先行鐵口增加重疊時(shí)間。出現(xiàn)出鐵時(shí)間偏短,縮小鉆桿至55 mm。侵蝕嚴(yán)重區(qū)域鐵口鉆桿采用55 mm,降低鐵水流速至5 t/min,維持鐵水液面的相對(duì)穩(wěn)定,減少液面下降以及環(huán)流對(duì)爐缸的侵蝕作用。

        1.2 出鐵時(shí)間控制

        護(hù)爐階段,高爐控制冶煉強(qiáng)度10%,日均產(chǎn)量在8 200 t/d。單爐出鐵時(shí)間按140±10 min 控制,重疊時(shí)間15 min,保持爐內(nèi)渣鐵液面的穩(wěn)定。護(hù)爐階段出鐵時(shí)間如圖1 所示,其中出鐵穩(wěn)定率為出鐵時(shí)間在125~155 min 次數(shù)占總出鐵次數(shù)比值。高爐出鐵時(shí)間基本穩(wěn)定在135~150 min 之間,穩(wěn)定率也從60%逐步上升至85%。

        圖1 A高爐護(hù)爐階段出鐵時(shí)間與穩(wěn)定率

        對(duì)于炭磚溫度偏高區(qū)域鐵口,單爐出鐵時(shí)間按120±10 min控制,開口90 min后打開下一鐵口,增加重疊時(shí)間,保證渣鐵出盡的同時(shí),減少出鐵后期鐵水環(huán)流對(duì)炭磚的沖刷侵蝕。如表2 所示,在1#鐵口區(qū)域炭磚溫度上升時(shí),高爐進(jìn)一步控制出鐵時(shí)間至120 min,以確保爐缸安全。

        表2 2019年鐵口出鐵時(shí)間對(duì)比 單位:min

        1.3 重疊與斷渣時(shí)間控制

        高爐憋渣鐵易導(dǎo)致爐況波動(dòng),在組織好出鐵的同時(shí),高爐穩(wěn)定15 min 左右的重疊時(shí)間,控制斷渣時(shí)間<10 min,保證渣鐵出盡。護(hù)爐階段,侵蝕嚴(yán)重區(qū)域鐵口縮小鉆桿,增加重疊時(shí)間,強(qiáng)化對(duì)側(cè)鐵口的出鐵。高爐重疊與斷渣時(shí)間如圖2 所示,高爐重疊時(shí)間基本在10~15 min,斷渣時(shí)間也都基本在10 min以內(nèi),渣鐵比在90%水平。

        圖2 A高爐護(hù)爐階段重疊與斷渣時(shí)間

        2 鐵口維護(hù)

        2.1 鐵口深度控制

        高爐鐵口區(qū)域長(zhǎng)期受到高溫、渣鐵侵蝕、機(jī)械沖刷等一系列破壞作用。爐役期間,鐵口安全始終由泥包保護(hù)著,鐵口泥包過(guò)長(zhǎng)易不穩(wěn)固,泥包過(guò)短起不到保護(hù)鐵口作用,因此必須加強(qiáng)鐵口維護(hù),保持良好的鐵口狀態(tài)[2]。A 高爐鐵口深度按3.7~4.0 m控制,侵蝕嚴(yán)重區(qū)域鐵口深度按3.9~4.0 m 控制,鐵口深度異常及時(shí)預(yù)警調(diào)整[3]。護(hù)爐階段,鐵口合格率基本穩(wěn)定在90%左右。

        2.2 開堵口操作

        開堵鐵口操作是爐前作業(yè)的核心。開口過(guò)程穩(wěn)定打擊行進(jìn)速度,開漏鐵口深度低于3.7 m 的須堵上再開,嚴(yán)禁使用氧氣燒鐵口和金棒打擊鐵口,防止鐵口開漏破壞泥包的保護(hù)作用。堵口前須確定泥套面清洗干凈,杜絕堵口跑泥。堵口過(guò)程中,為減少打泥壓力的大幅變化對(duì)鐵口孔道的填充密實(shí)度以及泥包的穩(wěn)定帶來(lái)的不利影響,采取分段保壓打泥的方式,保持打泥壓力在15~22 MPa間,直至打到額定泥量,并在壓炮30 min后退炮。

        2.3 炮泥使用

        爐缸在安全狀態(tài)下全部使用普通炮泥,打泥量控制標(biāo)準(zhǔn)如表3 所示。進(jìn)入護(hù)爐階段后,炭磚侵蝕嚴(yán)重區(qū)域的1#鐵口采用50%普通炮泥配加50%鈦精炮泥,以增加鐵口孔道的密實(shí)度[4]。后根據(jù)爐缸炭磚溫度變化趨勢(shì),1TH、2TH 階段使用鈦精炮泥。在炭磚溫度安全可控時(shí),停用鈦精炮泥以減輕對(duì)爐缸活性的影響。

        表3 馬鋼4 000 m3高爐鐵口深度及打泥量標(biāo)準(zhǔn)

        2.4 鐵口的休止投用控制

        嚴(yán)格限制各個(gè)鐵口的通鐵量上限,鐵口通鐵量控制不超過(guò)30 萬(wàn)t。鐵口休止后,主鐵溝、渣溝須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成解體、修筑、烘烤工作,做好投用準(zhǔn)備。由于鐵水的沖刷作用,新投用鐵口深度基本在3.4 m左右。為盡快恢復(fù)鐵口深度,保證爐缸和鐵口安全,在正式出鐵前兩小時(shí),用60 mm鉆桿打開鐵口進(jìn)行重新打泥,同樣采取分段保壓打泥的方式,保證足夠的打泥壓力,壓炮30 min 后退炮,并架中火烘烤,做好正式出鐵準(zhǔn)備。

        3 爐缸安全狀態(tài)

        A 高爐進(jìn)入護(hù)爐階段以來(lái),炭磚溫度多點(diǎn)階段偏高,通過(guò)出鐵控制、加強(qiáng)鐵口維護(hù)與管理、控制冶煉強(qiáng)度、加入鈦球、強(qiáng)化冷卻等護(hù)爐措施,炭磚溫度控制在安全可控范圍(如表4),保證了高爐爐役后期的安全生產(chǎn)。

        表4 爐缸炭磚主要侵蝕點(diǎn)現(xiàn)狀

        4 結(jié)論

        (1)爐役后期,爐缸安全是高爐生產(chǎn)的重中之重。通過(guò)出鐵控制、鐵口維護(hù)等操作,能夠有效減少鐵水液面下降、環(huán)流等對(duì)爐缸炭磚的侵蝕。

        (2)出鐵過(guò)程,宜控制侵蝕嚴(yán)重區(qū)域鐵口的出鐵時(shí)間和鐵水流速。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)側(cè)鐵口出鐵,保證渣鐵出盡。

        (3)細(xì)化開堵鐵口操作,杜絕鐵口開漏和堵口跑泥,能有效保證鐵口深度和密實(shí)度。

        (4)炮泥使用宜根據(jù)爐缸安全狀態(tài)及時(shí)調(diào)整,避免鈦精炮泥造成鐵口難開。

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