高爐悶爐開爐快速達產實踐

陳生利,吳金富,于美晨

(寶鋼集團廣東韶關鋼鐵公司,廣東韶關 512123)

高爐悶爐開爐快速達產實踐

陳生利,吳金富,于美晨

(寶鋼集團廣東韶關鋼鐵公司,廣東韶關 512123)

通過對1050 m3高爐悶爐、停爐及開爐過程中各項參數的跟蹤分析,總結了關于高爐悶爐開爐快速達產的經驗,為1050 m3高爐悶爐及開爐提供了可尋技術方案。

悶爐;開爐;達產

1 引言

韶鋼6號高爐于2017年2月5日至25日采用全焦悶爐技術停爐20天,此次悶爐技術科學合理,開爐過程快速高效。開爐點火至全開風口全風冶煉歷時26小時,21小時實現高爐鐵水過撇渣器,3天高爐利用系數達到2.95,開爐后高爐爐況順行平穩,第三天日產量達3101噸,燃料消耗降低至530 kg/t,是1050 m3級高爐悶爐開爐技術的又一突破。開爐前15天高爐指標見表1所示。

表1 開爐前15天高爐指標

2 悶爐停爐

2.1 悶爐料制定

此次開爐能快速達產,悶爐料加入技術至關重要。本次悶爐料的加入,按停爐20天組織,悶爐料全爐焦比5.479 5 t/t,加入體積862 m3。空焦段以上部位爐料爐渣二元堿度按1.05控制,鐵水含Si目標為4.0%,渣系中：11.37%Al2O3,8.0%Mg O,通過加入硅石、白云石、石灰石、錳礦、瑩石調整渣系成分。焦批8噸,凈焦段加至爐腰,總計加入24批,空焦段加至爐身上部,加入23批,上部為2.2 t/t輕負荷料,加入7批。悶爐料組成見表2所示,悶爐料成分見表3所示。

表2 悶爐料組成表

表3 悶爐料成分表

2.2 休風停爐

根據高爐冶煉周期,計算合理的加入悶爐料時間。本次休風悶爐,計劃2月5日6點整完成。2月4日中班23點開始加悶爐料,考慮到悶爐料下達后,爐內氣流會出現過吹現象,需要適當減風控制,故本次加入悶爐料對比正常冶煉周期提前2個小時。悶爐料下達至爐身下部后,于2月5日1點30分,爐內氣流出現波動,隨即停氧、停噴煤,采取加濕操作,爐內氣流得到了穩定。2點30分,因爐溫高,爐內氣流再次出現波動,隨即減風200 m3/min,同時組織爐前盡快出渣鐵,打開鐵口后,爐內氣流得到穩定。3點20分打開鐵口至4點10分,出鐵80噸,隨后鐵口來風大吹,計算理論渣鐵基本出干凈。4點48分再次打開鐵口,基本無渣鐵,從鐵口噴吹焦炭,隨即減風1000 m3/min,高爐風量只有1100 m3/ min。考慮到爐缸有一定量的殘存渣鐵,繼續減風吹鐵口,風量減至600 m3/min,鐵口空吹至5點28分,安排爐前組織堵鐵口休風,于5點36分順行完成休風停爐。

3 開爐

3.1 開爐準備工作

設備完成檢修后,開爐前一天對高爐各大系統設備進行全面試車,嚴格按照點檢、工藝崗位雙方簽名確認執行。高爐復風前1個班,各設備設施、作業資材、能源介質確認到位。

高爐熱風爐系統因停爐期間采取燒爐保溫作業,開爐前將風溫逐步提高到950℃,具備正常送風生產條件。

送風前8小時高爐本體及熱風爐冷卻水供水壓力、流量正恢復到正常水平,備用設備處于完好狀態。送風系統試漏完成且全部合格。送風點火前1小時爐頂通蒸汽,重力除塵器通氮氣,保持煤氣管路正壓。

開爐前期,鐵水不過撇渣器,渣鐵全部進入干渣坑。主溝全線清理,溝幫鋪河沙,溝底鋪焦粉并打實烤干,撇渣器使用河沙做好鋼板檔壩,鐵口和渣溝提前清理干凈保持暢通。人工制作簡易干渣坑,場地清理后先鋪墊300 mm厚鋼渣,再鋪墊300 mm厚河沙。干渣坑的規格是10 m×10 m,干渣坑不能有積水。在簡易干渣坑外沿做1.0 m高沙壩,在爐渣落點處再磊1.0 m高沙堆,在周圍拉好安全警戒線,對靠近干渣坑周圍附近的設備進行防護處理。

為利于高爐送風后及時排盡爐缸冷渣鐵,采用煤氧槍燒鐵口技術。高爐送風前8～10小時開始組織埋煤氧槍,正常鐵口深度為2.5～2.8 m,埋入深度3.5 m,并將煤氧槍周圍塞嚴,通入煤氣、氧氣,確保煤氧槍前端著火,利于充分加熱爐缸下部,液態渣鐵下行便于打開鐵口。確保鐵口吹氧槍埋入到位,防止在取出吹氧槍后因其前端有凝固的渣鐵而使鐵口重新凝結。埋煤氧槍見圖1所示。

圖1 埋煤氧槍示意圖

3.2 開爐技術

3.2.1 開爐送風點火參數確定

考慮到此次悶爐停爐時間長達20天,爐缸內殘留有一定量的殘存渣、鐵,點火時采用鐵口上方4個風口送風,其余16個風口均采用輕質磚封堵,初始送風面積為0.040 7㎡。點火風量為500 m3/min,采用850℃高風溫點火。根據點火后加風進程,逐步捅開風口。開爐風口布置見圖2。

3.2.2 開爐期間爐前鐵口操作

要充分注意到點火后8～16 h軟融帶形成時期和初渣、鐵排出前,爐內因儲渣鐵量增多而導致透氣性變差,可能引起減風,影響高爐加風進度。因此,操作好爐前鐵口,特別是開爐第一次打開鐵口,及時將爐缸冷渣鐵排出,是高爐開爐能否順利進行的關鍵。

圖2 開爐風口布置示意圖

10點16分送風點火后,觀察開爐4個風口均明亮,爐內氣流順暢,11點12分,組織將煤氧槍退出,退出煤氧槍后,見鐵口有少量渣流出,隨即組織用氧氣管燒通鐵口,大量渣從鐵口流出,持續時間6分鐘,鐵口轉來風空吹,噴出焦炭,隨即組織堵鐵口。一次鐵總計出渣量約6噸,打通了爐缸冷渣鐵排放通道,為后續加風創造了先決條件。

3.2.3 加風開風口操作

加風必須在保證爐內氣流順暢的前提下進行。開爐點火初期,風量小,爐內下料進程慢,隨爐前出渣鐵的進行,爐缸生成渣量順利排出,為加風創造了良好條件。送風點火30 min后,爐頂煤氣取樣化驗,煤氣成分合格,12：15開始引煤氣,為提高爐頂壓力創造了條件。距一次鐵堵口90分鐘后,組織第二次開鐵口,打開鐵口后,隨即來渣,渣流動性好,出渣20分鐘,鐵口開始來風噴吹焦炭。視鐵口工作狀態良好,按間隔時間90分鐘繼續出鐵。直至15：00第三次堵鐵口,爐內開始走料,隨即加風50 m3/ min,同時組織捅開3#、18#風口,逐步將風量加至800 m3/min。加風與開風口對應趨勢見圖3所示。

3.2.4 開爐后鐵水過撇渣器

通過爐內累計風量、下料批數以及燃燒焦炭量,再對照出渣鐵情況,準確計算理論渣鐵生成量,為儲鐵式大溝實現過撇渣器制定理論依據。在開風口達15個時,爐內風量達1600 m3/min,考慮到上一爐次出鐵量約40噸,渣鐵流動性好,爐溫充足,觀察所有風口明亮,確定鐵水過撇渣器。于7：16打開鐵口,實現鐵水過撇渣器,出鐵至8：11,出鐵量148噸,鐵水溫度1429℃,鐵水含硅量2.628%,含硫0.107%。本次開爐實現鐵水過撇渣器,僅用了20個小時,為高爐開爐快速達產打下了基礎。

圖3 加風與開風口對應趨勢圖

3.3 快速達產技術

3.3.1 噴煤降焦炭操作

入爐風量達2100 m3/min水平后,全開風口18個,于2月26日9：50開始實現噴煤,最初噴煤量按6 t/h組織,負荷由全焦冶煉負荷3.0 t/t加至3.2 t/t。噴煤效果顯現,爐溫高,鐵水含硅量達2.937%,鐵水溫度1497℃,隨即加焦炭負荷至3.8 t/t,相應礦石批重加至30噸。待3.8 t/t負荷反應后,爐溫依然在2.0%Si水平,隨即加負荷至4.0 t/ t,礦石批重加至32噸。采用噴煤條件爐溫,爐溫逐步降低至0.6%Si,為后續快速強化冶煉創造了條件。

3.3.2 降硅操作

在高爐開爐過程中,隨風量增加,逐步實現全開風口,爐溫呈逐步上升趨勢,爐缸蓄熱能力得到改善。一般情況下,鐵水含硅量降低至1.0%應該維持一天至2天,控制適當的高硅高鐵水溫度,滿足爐缸冷渣鐵融化需要。本次開爐過程中,迫于盡快提高產量的考慮,降低鐵水含硅過程過于快速,鐵水含硅量從3.0%水平降至0.6%經歷了2天的時間,這對加熱爐缸,改善爐缸活躍性帶來不利影響。從本次開爐降硅過程來看,全風口、全風冶煉后,連續3天鐵水溫度出現不足的表現,溫度與鐵水硅含量不匹配,被迫提鐵水含硅量在0.6%～0.8%范圍。降硅趨勢見圖4所示。

3.3.3 富氧操作

開爐第三天,鐵水含硅量降低至0.6%水平,焦炭負荷突破4.0 t/t,高爐下料順暢,氣流穩定,考慮到提高噴吹效果,改善爐缸活躍性,于2月27日開始富氧操作。初期富氧量為1000 m3/h,隨后快速將富氧量加至3500 m3/h,隨著富氧噴吹的進行,爐溫逐步恢復至正常水平,爐缸活躍性得到了根本改善,實現了開爐第四天高爐利用系數上3.0的優秀指標。

圖4 鐵水含硅與鐵水溫度趨勢

3.3.4 爐內布料調整

隨高富氧大噴吹的進行,爐內氣流逐步發生變化,氣流分布必須及時調整,否則無法滿足強化冶煉要求。本次開爐后,料制方面做了3次調整,均是采取發展中心氣流的方針,初期礦焦布料角度為：40.5°、38.5°、36.5°、34.5°、32°,逐步調整為：42°、40°、38°、36°、32°。通過對氣流的合理調節,爐內煤氣利用率逐步上升至47.5%,中心氣流指數與邊緣氣流指數恢復至正常控制范圍,高爐穩定順行得到了保障。

3.3.5 加濕調節

本次開爐,全風口、全風冶煉后,隨爐溫的升高,采用加濕調節理論燃燒溫度,加濕至30～35 g/m3,控制理論燃燒溫度在2150～2230℃。從整個加濕控制過程看,加濕控制基本合理。

4 結語

4.1 做得較好的地方

本次悶爐料加入科學合理,是實現快速開爐達產的先決條件。在開爐過程中,采用煤氧槍技術及時燒通鐵口,順利將爐缸冷渣鐵排放,為后續開風口加風打下了堅實的基礎。開爐前期的各項設備試車工作做得到位,為高爐順利開爐取得了保障。

4.2 不足之處

在高爐開爐初期,爐缸熱狀態的恢復是煉鐵工作者需要引起重視的環節。本次開爐,由于過于重視快速提高產量,在爐缸熱狀態未完全恢復之前,降硅過程過于快速,以至于開爐后出現多爐次鐵水溫度與鐵水含硅量不匹配現象。從煉鐵工藝技術的角度分析,開爐初期,鐵水含硅量從3.0%水平降低至1.0%水平,需要適當過渡,一般鐵水含硅量在1.0%范圍需要2～3天,主要用于加熱爐缸,恢復爐缸熱狀態,改善爐缸活躍性。

[1] 劉全興.高爐開爐與停爐操作知識問答[M].北京：冶金工業出版社,2013.

Rapid Reach Producing of Blast Furnace on Damping-down and Blowing-in

CHEN Shengli,WU Jinfu,YU Meichen
(Baosteel Group Guangdong Shaoguan Iron and Steel Co.,Ltd.,Shaoguan 512123,Guangdong,China)

Through to analyzing parameters of 1050 m3blast furnace in the process of damping-down and blowing-in, we summed up the experience that blowing-in furnace rapidly reached producing,and provided technology solutions for 1050 m3furnace after boring furnace and blowing-in.

stuffy furnace;blowing;reache producing

TF54

B

1001-5108(2017)04-0029-04

陳生利,助理工程師,主要從事高爐煉鐵工作。