馬鋼2號2500 m3 高爐干濕焦轉(zhuǎn)換操作實(shí)踐

錢章秀,左 俊,吳示宇

(1.安徽冶金科技職業(yè)學(xué)院 安徽馬鞍山 243000;2.馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼2號2500 m3高爐第二代爐齡于2017年10月10日點(diǎn)火投產(chǎn)。每年受焦?fàn)t設(shè)備計(jì)劃檢修影響,需要大比例使用濕焦,高爐操作人員通過研判分析,采取合適的應(yīng)對措施,保證了高爐可在轉(zhuǎn)換濕焦期間平穩(wěn)過渡。2#爐2021年干濕轉(zhuǎn)換自5月8日開始至6月15日結(jié)束,共38天。本文分析了此次干濕焦轉(zhuǎn)換對高爐的影響及應(yīng)對措施。

1 制定預(yù)案

為使干濕轉(zhuǎn)換過程可控,根據(jù)前幾年轉(zhuǎn)換濕焦經(jīng)驗(yàn),在目前爐況基礎(chǔ)上,以爐況穩(wěn)定順行為目標(biāo),主要從焦炭負(fù)荷、送風(fēng)制度、裝料制度、熱制度等方面制定預(yù)案。

1.1 焦炭負(fù)荷

以使用濕焦前的負(fù)荷為參考,濕焦40%時(shí),退負(fù)荷0.2左右,負(fù)荷退守根據(jù)實(shí)際爐況不設(shè)底線。逐步提升濕焦量至目標(biāo)比例,待目標(biāo)比例下達(dá)后,視爐況順行程度,高爐可以分步恢復(fù)負(fù)荷。干濕轉(zhuǎn)換結(jié)束后,3天后焦炭負(fù)荷可根據(jù)爐況水平小幅恢復(fù),一周后恢復(fù)至正常使用干焦時(shí)的負(fù)荷水平。

1.2 送風(fēng)制度

目標(biāo)風(fēng)量與氧量維持干濕轉(zhuǎn)換前水平,暫定目標(biāo)風(fēng)量4900 m3/min,富氧11000 m3/h,如因頂溫低則適當(dāng)下調(diào)氧量,未出現(xiàn)頂溫低則氧量使用不受限制。為避免出現(xiàn)異常爐況,嚴(yán)格控制壓差,壓差175 KPa作為控制上限,與干濕轉(zhuǎn)換前基本相同。控制理論燃燒溫度在2220-2320 ℃,調(diào)整負(fù)荷時(shí)要酌情調(diào)整富氧、濕度等參數(shù),將理論燃燒溫度嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

1.3 裝料制度

維持原有裝料制度。制度調(diào)整思路以“疏導(dǎo)中心穩(wěn)定邊緣”為原則,發(fā)展兩道氣流。考慮到有頂溫低的現(xiàn)象,在裝料制度上做出以下預(yù)案:頂溫低于控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí),首先減氧1000 m3/h和退0.1負(fù)荷,同時(shí)將礦石平臺適當(dāng)調(diào)整,平臺寬度縮小0.2°,邊緣和中心同時(shí)縮小,頂溫回升后氧量和負(fù)荷恢復(fù)再觀察;如頂溫再次低于控制標(biāo)準(zhǔn),則重復(fù)以上措施[1]。

1.4 熱制度

干濕轉(zhuǎn)換期間以穩(wěn)定爐溫和保證爐溫充足為目標(biāo),正常爐況下要求鐵水物理熱＞1500 ℃,[Si]處于0.35-0.50%之間,[S]:0.020-0.030%。嚴(yán)禁低爐溫操作,對低爐溫做出明確規(guī)定,除氣流異常和燃料比低于正常水平外,出現(xiàn)低爐溫且無增熱措施下達(dá)時(shí),及時(shí)增熱且視低爐溫水平減風(fēng)控制料速;連續(xù)4 h 低爐溫且無上行趨勢時(shí)及時(shí)減風(fēng)減氧,并負(fù)荷退守[2]。

1.5 渣鐵處理

控制斷渣時(shí)間＜30 min,加強(qiáng)鐵口維護(hù)與監(jiān)視,要保證鐵口深度3.1-3.3 m,出現(xiàn)卡焦時(shí)及時(shí)捅鐵口,并酌情調(diào)鉆桿開口,連續(xù)兩爐未出現(xiàn)卡焦時(shí)鉆桿調(diào)回。

1.6 原燃料管理

加強(qiáng)對槽下篩網(wǎng)的檢查清理,在滿足稱量要求的前提下,盡量減小T/H 值。T/H 值控制標(biāo)準(zhǔn)礦≤110 t/h,焦≤65 t/h。每班不少于1次在槽下觀察原料實(shí)物。關(guān)注原燃料成分波動,根據(jù)實(shí)際渣堿度靈活調(diào)整,在焦炭結(jié)構(gòu)變動的情況下盡可能維持用礦結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

1.7 爐況恢復(fù)原則

優(yōu)先恢復(fù)風(fēng)量、氧量參數(shù),再配合負(fù)荷恢復(fù)。恢復(fù)負(fù)荷條件:8 h 風(fēng)量不低于目標(biāo)風(fēng)量,且壓差寬松;無3 m 以上崩料,鐵口出鐵無卡焦現(xiàn)象;操作燃料比≯522 kg/t·Fe,爐溫合適充沛,PT＞1500 ℃,同時(shí)滿足以上條件時(shí)逐步恢復(fù)負(fù)荷。

2 干濕轉(zhuǎn)換前高爐爐況及存在問題

2.1 轉(zhuǎn)換前爐況概況

2#爐2021年?duì)t況一直保持爐況穩(wěn)定順行,干濕轉(zhuǎn)換前一個(gè)月焦炭負(fù)荷平均4.55,產(chǎn)量6675 t。4月下旬受外圍影響,頻繁限氧,高爐爐況波動一段,退負(fù)荷應(yīng)對,5月4日開始爐況基本恢復(fù)順行狀態(tài),負(fù)荷恢復(fù)至4.5后維持,為干濕焦轉(zhuǎn)換做準(zhǔn)備。

圖1 高爐指標(biāo)

2.2 高爐存在的問題

干濕轉(zhuǎn)換前爐芯溫度雖然相對歷史數(shù)據(jù)偏高,爐芯溫度長期在400 ℃以上,爐缸活躍,但爐芯和側(cè)壁溫度均呈下降趨勢,主要是受4月下旬頻繁限氧和爐況波動影響。

圖2 高爐參數(shù)

圖3 爐缸溫度

3 干濕轉(zhuǎn)換期間具體情況及應(yīng)對措施

3.1 焦炭結(jié)構(gòu)

2#爐槽下共有5個(gè)焦炭倉,分別為5B-9B,排料時(shí)9B先排,5B 最后排。5月8日14∶00確認(rèn)8-9B濕焦下達(dá),改水分,用量40%,退負(fù)荷0.1至4.40。在布料時(shí)8-9B 大部分會分布在焦炭平臺靠外側(cè),盡量避免濕焦進(jìn)入中心部位。

圖4 焦炭結(jié)構(gòu)

3.2 濕焦性能和成分

使用的兩種焦炭性能見表1。濕焦相較于外購臨渙干焦,M40指標(biāo)差距明顯,反應(yīng)后強(qiáng)度也較差,另外粒度遠(yuǎn)低于臨渙焦,但灰分和揮發(fā)份優(yōu)于臨渙焦。濕焦水分變化見圖6,水分為每日8∶00、18∶00、22∶00,分別在高爐槽下取樣測量,濕焦水分基本在3-10%之間波動,其中5月16日白班水分最高測得13.3%,波動較大,對爐溫平衡影響大。

表1 焦炭性能

圖5 濕焦水分

圖6 高爐指標(biāo)

3.3 對爐況的影響

8日干濕轉(zhuǎn)換開始后,為減小濕焦對兩道氣流的影響,濕焦進(jìn)8B和9B,采用7B 先排料,達(dá)到濕焦盡量布在平臺上的目的。16日取消7B先排,主要是考慮到濕焦在平臺上,焦粉不易被氣流吹出,對爐況造成負(fù)面影響。

8日高爐退負(fù)荷至4.4;9 日白班加300 kg/t輕料穩(wěn)爐,后去輕料退負(fù)荷至4.3;11-12日濕焦比例提至45%一段;10-15日爐況出現(xiàn)下滑,頻繁出現(xiàn)風(fēng)壓突升現(xiàn)象,且壓差整體偏高,16-17日進(jìn)行了料制調(diào)整,適當(dāng)發(fā)展中心氣流,對邊緣進(jìn)行了小幅抑制,調(diào)整后風(fēng)壓突升現(xiàn)象由好轉(zhuǎn)但未消除,風(fēng)量恢復(fù)但邊緣流下降;本次調(diào)整后短期爐況較順,但20日開始出現(xiàn)中心滑料多,滑料后壓差持續(xù)偏高,爐況迅速下滑,為解決漏斗偏大,頻繁出現(xiàn)中心滑料后壓差持續(xù)偏高風(fēng)量萎縮的問題,25日繼續(xù)調(diào)整料制,縮平臺適當(dāng)疏松邊緣,角度整體內(nèi)推,此次料制調(diào)整緩解了滑料堵中心的現(xiàn)象[3],風(fēng)量適量恢復(fù),但未完全消除這種現(xiàn)象,調(diào)整后爐況止住下滑趨勢且穩(wěn)定性好轉(zhuǎn),但受壓差影響目前負(fù)荷仍偏低,負(fù)荷4.3并加階段300 kg/t輕料;至5月底壓差仍整體偏高,高爐去輕料并退負(fù)荷至4.25維持。6月3日再次調(diào)整料制,主要兩道氣流分布不合理,壓差高風(fēng)量萎縮,通過調(diào)整上下部制度優(yōu)化兩道氣流,上風(fēng)量吹透中心,下部配合調(diào)整,達(dá)到降低壓差恢復(fù)風(fēng)量的目的。調(diào)整后達(dá)到了降低壓差的效果,4日開始爐況明顯改善。

干濕轉(zhuǎn)換開始后,受焦炭水分、氣流波動、負(fù)荷退守等因素影響,燃料比大幅上升,同時(shí)爐溫波動增加。

圖7 高爐參數(shù)

3.4 干濕轉(zhuǎn)換后爐況及恢復(fù)

14日開始9B 進(jìn)自產(chǎn)一煉干焦,下達(dá)后用量25%,15日8B 進(jìn)一煉干焦下達(dá)后干濕轉(zhuǎn)換結(jié)束。14日開始在滿足加負(fù)荷條件后,高爐負(fù)荷逐步上攻,至16日負(fù)荷已加至4.5,恢復(fù)至干濕轉(zhuǎn)換前水平。同時(shí)風(fēng)量加至4900 m3/min,富氧12000 m3/h,產(chǎn)量保持6700 t以上。參數(shù)已恢復(fù)至正常水平。后續(xù)隨著原燃料條件正常,2#爐將瞄準(zhǔn)目標(biāo)產(chǎn)量,繼續(xù)提升煤比,提升指標(biāo),在保持爐況穩(wěn)定的情況下實(shí)現(xiàn)高爐的穩(wěn)定順行和低成本要求。

4 結(jié)語

馬鋼2#高爐2021年干濕焦轉(zhuǎn)換,通過前期制定預(yù)案,有效把控干濕轉(zhuǎn)換全過程,通過制定參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)、負(fù)荷攻退標(biāo)準(zhǔn)、爐況恢復(fù)和退守標(biāo)準(zhǔn)以及低頂溫預(yù)案,在干濕轉(zhuǎn)換前保持爐況穩(wěn)定和活躍的爐缸狀態(tài),轉(zhuǎn)換過程中嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)案,并對出現(xiàn)的具體爐況進(jìn)行針對性分析,對布料制度作出微調(diào),保持兩道氣流和穩(wěn)定,維持全風(fēng)和全氧,從而達(dá)到良好的高爐指標(biāo)。在干濕轉(zhuǎn)換結(jié)束后,迅速恢復(fù)至干濕轉(zhuǎn)換前狀態(tài)。