鄭 文 于明潔 曾 旺 寇明銀
本鋼北營新2號高爐2014年7月26日建成投產,2019年7月5日停爐進行爐缸耐材澆筑,8月28日順利開爐。2019年1-5月,焦炭價格隨著鋼材市場的好轉而持續(xù)上升,新2號高爐平均入爐焦比高達393㎏/tFe(含焦丁比),給企業(yè)生產成本帶來極大的壓力。為此,北營煉鐵廠準備通過建立合理的操作制度,對新2號高爐入爐焦比進行攻關,以降低入爐焦比和生鐵成本。根據統(tǒng)計,全國同類型先進高爐入爐焦比360kg/tFe左右,新2號高爐的歷史最好水平為378kg/tFe,參照先進水平,結合北營大高爐現有原燃料條件及設備和技術水平,本鋼將入爐焦比控制目標設定在370 kg/tFe以下。
實施“降低北營新2爐入爐焦比攻關”后,圍繞項目既定的內容開展工作,研究并優(yōu)化高爐的4大操作制度,選擇合理的布料矩陣、選擇適宜的送風制度、控制好爐內的熱制度、確定好合適的造渣制度、建立好爐前出渣出鐵制度和原燃料管理制度,并逐步增加礦石批重,提高煤氣利用率;適當提高產量,降低燃料消耗;合理控制好爐內邊緣、中心氣流的發(fā)展程度,在爐況穩(wěn)定順行的基礎上達到降低入爐焦比的目的。新2號高爐于12月17日8:00至12月18日1:46,計劃檢修17小時46分鐘。以往新2號高爐休風爐內總焦比在450kg/tFe以上,而這次休風前的焦比較低,故選擇低焦比復風。
本鋼北營新2號高爐休風前風量5600m3/min~5650m3/min,風壓407KPa~411KPa,參數匹配,煤氣利用穩(wěn)定在47.1%~47.4% 之間,爐溫穩(wěn)定,爐缸熱量充沛。期間12日、13日,因噴吹煙煤配比波動,燃料比波動10~15公斤,造成爐內參數上限運行,未引起爐況波動,至檢修前爐況基本平穩(wěn)順行。同時,根據氣流變化及爐況順行程度,于12月16日將中心焦圈數由2.5圈調整至3圈,在保證煤氣流合理分布[1,2]的同時,為計劃檢修、促進爐況順行,打下了良好的基礎。
休風料主要是根據休風時長、凈焦的加入量以及休風后爐料的焦炭負荷率進行配加,以確保爐況穩(wěn)定,熱量充沛。同時要求休風料的集中焦盡量到達爐腰上部,這樣可以保證復風時及時補充爐缸所需要的熱量,熔化爐缸中的冷渣鐵,改善下部料柱的透氣性,利于復風后爐況的快速恢復[3]。
12月17日5:29集中加焦入爐,本次休風料的集中焦位置在爐身中部(爐腰上6米處)。休風料全爐焦比416kg/tFe,比上次休風料低24 kg/tFe。
4:40開倒數第二次鐵口,6:30開末次鐵口,重疊32分鐘,6:50鐵口噴吹,6:52開始減風,末次鐵爐溫0.605%、物理熱1511℃。
休風前風量5600m3/min,參數對稱,平穩(wěn)順行。
6:52開始減風,4:40減氧至170m3/min;6:50停氧,停煤、停TRT,切煤氣;8:00休風。減風和停煤粉停富氧操作應該盡量保持一致,確保爐內殘余煤粉的充分燃燒。休風減風過程中,因放風閥調節(jié)不靈敏,減風指示沒有自動停止,造成減風過度又回風(放風至0,風壓158KPa),給休、復風操作增加了難度。
由于休風前使用的溜槽已超期運行,本次休風更換了布料溜槽。
新、舊溜槽角度差別不大,碼盤值及測量值均略大于設定值,尤其是角度大于37.5°后差值逐漸增大。見表1、表2。
表1 原溜槽角度測量
表2 新溜槽角度測量
11月7日,因10段壁體溫度頻繁波動,造成10段132號水管漏水。為避免向爐內大量漏水影響爐況[4],利用此次休風機會,對132號水管進行穿管修復。用穿管灌漿高壓水冷卻,既保證了不向爐內漏水,又保證了冷卻效果。
休風調整風口面積、風口長度、調整匯總。因風口面積變化不大,風口長度均調整為640mm,促使初始煤氣流分布合理[5]。
為減少爐缸串煤氣對鐵口及爐缸溫度的影響[6,7],本次休風進行爐缸壓漿工作。爐缸壓漿值班室全程跟蹤記錄灌漿孔開孔位置、壓漿時間、壓漿壓力、壓入料數量。
壓漿孔共計26個,均位于各鐵口兩側,其中3場鐵口脖上方新開孔2個,其余均為原有孔,每次壓入時間在20~40秒后反泵,實際壓入效果不明顯。
2020年12月18日1:46,堵2號、10號、18號、26號風口送風[4,8,9,10]。休風后堵風口送風有利于加快風的速度,特別是有利于送風初期的加風,縮短吹透中心的時間,抑制送風初期煤氣流向邊緣發(fā)展,同時減少因爐墻渣皮脫落導致爐內憋風。初期風量1500m3/min,頂壓19kpa,引煤氣,逐步加風至3200m3/min,頂壓57kpa,風壓184kpa。由于參數不匹配,下料不順暢,被迫控制風量2550m3/min穩(wěn)定風壓,穩(wěn)氣流,直至18日5:30,壓量關系合理,料速與風量相適應開始逐步加大用風量。8:52捅開2號、18號風口。10:30捅開26號風口,14:42捅開10號風口。10:36高爐開始富氧,至18日14:43,恢復全風、全氧、全風口。
中期4:00加料送風時,由于加料不順暢,被迫降低風量風壓,延長了復風時間。究其原因,一方面是捅風口和加風控制[11]不好。送風前應先按風壓控制風量,保持一個良好的壓差,同時一般當風量達到60%時,應打開第一風口,而此次打開風口的時間、送風量以及噴吹煤氣時間有不一致。另一方面,是初始加料礦批過大。在復風初期應礦批應該保持較正常小1t~2t。
休風前應該注意優(yōu)化鐵前工作,及時排除渣鐵,避免高爐復風后形成爐缸透氣性和透液性差的情況。
4:05開鐵口出鐵,爐渣堿度適中,渣鐵流動性較好,生鐵含硅量1.78%,后期才逐步下行至0.55%。分析原因:首先是煤氣利用率恢復慢。其次是休風熱量損失大,恢復較慢[12,13]。
自18日14:43分起,高爐基本達到全風、全氧,各參數在合理范圍內,逐步強化冶煉,至19日,產量達到8000t,各項指標基本恢復至休風前水平,期間對各參數進行了調整。
3.3.1負荷及料制調整
主要手段一方面是提高礦批,增加入爐熟料比,以提高生產指標。有研究認為[14],每提高1%的熟料率,可降低焦比1.2kg/t、增產0.3%左右;另一方面是微調布料矩陣,提高高爐內部的透氣、透液性。
復風強化后,物理熱上升明顯且迅速。渣鐵物理熱的提高,一方面需要充足的爐溫及合適爐渣堿度,另一方面需要大量渣鐵的生成及流出,將冷渣鐵逐漸排除爐外,物理熱才能逐步提高[15]。同時,本次強化冶煉僅僅調整了爐料負荷,目的是為檢驗復風后高爐的冶煉性能,以便在下一步強化冶煉中,做到“源頭”、“過程”和“末端”的綜合調整。如加強精料管理,包括爐料粒度、組成和配比等[16];選擇上下部操作調劑相結合,上穩(wěn)下活;做好爐前渣鐵排放,及時將渣鐵排放出來,保持爐況的穩(wěn)定順行。這些才是高爐強化冶煉的基礎。
3.3.2設備影響
19日0:03-1:02,因主皮帶2號電機減速機軸承碎,無法上料,風量5600m3/min~2000m3/min,空尺4.5米,嚴重影響氣流分布及強化冶煉。因此對溜槽角度進行調整,對溜槽做了更換。見表3。
表3 休風前后布料角度對比
此次復風恢復,在13個小時達到了全風水平。復風初期由于參數不匹配、上風困難,造成爐況反復。原因主要有:
(1)休風期間放風閥失靈,造成減風過度,破壞了原有氣流通路,使煤氣利用率始終在48%的上限區(qū)域運行,導致爐溫居高不下,高爐最高片樣爐溫達到1.78%,致使高爐操作參數一段時間偏緊,出現反復。
(2)休風前在爐溫上,爐缸熱量充足;且輕負荷料的下達,使煤氣利用率變差,減氧減煤時間有偏差,造成未燃煤粉增加,惡化了料柱透氣性。
3)設備維護偏差造成空尺較深,延緩了爐況進一步強化。今后,對所有崗位、所有設備應提前進行試車,確保生產正常使用。生產中,在設備出現問題后,應采取有效措施積極解決,不等不靠,把影響降到最低。
(4)在后期強化階段,要避免迫于產量壓力,操之過急的情況。