1前言邯钢7#高炉是由德国克虏伯1858m3
高炉(二手设备)扩容改造而成,有效容积为20 00m3。高炉设有28个风口、2个铁口和1个渣口(未用),采用料车上料,并罐无钟炉顶, 4座马琴式外燃热风炉,软水密闭循环冷却系统,全冷却壁结构炉体,薄内衬技术,比肖夫式煤气 洗涤塔等设备及系统,于2000年6月28日建成投产。自投产以来,7#高炉炉况长期稳定顺 行,通过采取一系列强化冶炼措施后,高炉产能不断释放,强化程度不断提高,各种操作参数基本 稳定,各项技术经济指标明显改善,到2004年6月,月均利用系数已达2·50t(m3·d ),目前生铁产量已保持到5150t/d以上。但也存在一些不足,本文针对高炉休复风过程中 存在的问题进行分析。2高炉休复风过程中存在的问题(1)高炉休复风过程中,易出现风口灌渣 和风口小套烧坏现象。(2)复风后,渣铁物理热严重不足,
流动性差,铁水温度上升缓慢,炉况 透气性差,不易加风,恢复进程缓慢。(3)大于12h休风,复风后炉况存在较长的恢复期,才 能达到最佳状态。3原因分析分析认为,以上问题是由于炉缸工作状态欠活,休风后炉缸及炉料热 量严重不足、炉缸严重恶化造成的。(1)7#高炉为目前最矮胖高炉,有效高度仅25500m m,高径比2·217。与国内同类型高炉相比,炉型过于矮胖,炉缸、炉腰直径偏大,炉腰、炉 腹高度偏小,炉料和煤气在炉内停留时间短,不利于煤气的化学能和热能的充分利用,炉料在炉内 预热和间接还原不足,直接还原度较高。(2)7#高炉顶压较低,仅有150kPa,不利于高 炉煤气流速降低和CO浓度增加,且对于矮胖型高炉,煤气在炉内停留时间大大缩短,更加不利于 煤气化学能和热能充分利用,同时也不利于炉料预热和还原。(3)7#高炉强化程度较高,月均 利用系数达到了2·50t/(m3·d)以上,进一步缩短炉料在炉内停留时间,炉料的预热和间接还原进一步变差,直接还原区进一步扩大。(4)由于顶压限制,7#高炉鼓风量约为3600m3/min,炉缸煤气量不足,同时为满足生产,富氧8~9km3/h。在小风量、大富氧的鼓风条件下 ,导致高炉高温区下移,中温区相对缩短,低温区扩大,炉内上冷下热,中上部的煤气和炉料温度 降低,热储备区缩短,炉料预热差,煤气的热能和化学能均利用不好,更进一步使炉料间接还原下 降,直接还原升高。(5)7#高炉采用了全冷却壁、薄内衬技术,冷却强度大,高炉对冷却制度 非常敏感。休风期间,比厚壁炉衬高炉散失更多的热量,进一步消耗了炉料的热量。且较长时间休 风后,炉墙有不同程度结厚现象,复风后加风困难。(6)7#高炉采用水冷炉底,冷却强度大, 且死铁层容积较大为173m3,积存大量的铁液。休风后,铁液处于凝固或半凝固状,复风后, 上部铁水需吸收大量热量重新成为高温铁液,增加炉缸的热量消耗,不利于炉况的快速恢复。(7 )7#高炉炉缸大,容积为364m3,占高炉有效容积的18·2%,每次高炉休风,整个料柱 大幅下移,料线从1m下降到3·5~4·5m,大量预热和还原不足低温生料下降至炉缸,加上 休风过程中大量热量散失。送风后,炉缸及料柱热量严重不足,且休风前正常的炉料与煤气分布遭 到破坏,炉况透气性差,致使渣铁物理热严重不足流动性差,渣铁物理热上升缓慢,炉况不易加风 恢复慢。(8)炉前出铁场设计为西、北两个出铁场,铁口夹角成90,°布置不合理,对炉缸均匀、活跃不利,不利于高炉炉缸工作的均匀活跃。(9)7#高炉风量较小,仅为3650m3/min,炉缸煤气量不足。针对炉缸直径较大的特点,为保证中心煤气流,7#高炉采用较大的风速和 鼓风动能,导致炉缸煤气分布不均,边缘风口间存在不同程度死区,渣铁渗透性差,休复风过程中易出现风口小套灌渣和小套烧坏的现象。(10)7#高炉长期顺行是在高冶强、高
、高渣铁物理热和低R2下实现的,邯钢7#高炉操作参数见表1。目前7#高炉的铁水温度在1500~1510℃,在0·50%~0·55%,冶强在2·55,R2在1·05~1·10,为8·5%~9·0%,与同类型高炉相比,渣铁液热量较高。高热的渣铁,使炉缸保持较充 沛的温度,炉缸边缘死区相对减小,并为炉料直接还原提供足够的热量;较高的利用系数和较好的 渣铁流动性,虽加剧渣铁对炉缸的冲刷侵蚀,却使炉缸相对保持较好的工作状况,高炉能够长期稳 定顺行。但休风后,由于大量低温生料进入炉缸,炉缸热量严重不足,工作状态很快恶化。特别是 长时间休风后,炉缸堆积加重;复风后,由于受小风量、大富氧的鼓风模式所限,炉缸煤气量不足 ,炉缸煤气和温度分布不均,活跃面积不足,炉缸堆积消除缓慢,工作状况长时间不佳,炉况存在较长的恢复期,才能达到最佳状态。表1邯钢7#高炉操作参数风温/℃/%铁水温度/℃R21110 0·50~0·55 1505~1510 1·05~1·10煤比/(kg/tFe)风量/(m3/m in)富O2/(km3/h)软水温度/℃125~135≤3700 8~9 48~50渣中/%全压差/kPa炉顶压力/kPa矿批/t9·0≤145≤150 41~42软水温差/℃透气性炉顶布料(炉况正常时)≤2·5 2650~2950O928374635340302010 C908272625242312014休复风操作的改进4·1休风操作改进4·1·1休风前 准备工作(1)对于较长时间(≥12h)休风,在休风前1~2天开始调整炉缸及炉况工作状态,降R2约0·05,降低喷煤比10~15kg/t,减轻焦炭负荷,严禁低作业,适当提高至0·6%,保证铁水温度在1505~1515℃,对炉缸进行热洗,保证炉缸有一个较好的 工作状态。(2)适当调整煤气流分布,提高中心及边缘煤气温度,增大炉料透气性,保证炉况顺 行。(3)休风前,炉前维护好铁口,提高末次铁铁口深度至2600mm以上,保证出尽渣铁。 (4)休风前,进行全面的查漏工作,消除漏水隐患。休风时要关闭通入坏冷却壁、坏凸台的工业 水及停止炉外喷水。(5)若休风前,炉况及炉缸工作状况较差,或休风时间较长,在12-24 h以上,要考虑加入萤石或锰矿。4·1·2休风料的添加为保证复风后,炉料有足够的热量,炉 况能够顺利恢复,经过摸索确定了7#高炉休风料的经验加入方式及加入时间。(1)小于4h的 休风,不做焦炭负荷调整,根据炉况,加入10~20t焦炭及2·0~4·0t硅石,休风时下 达炉腹。(2)大于4h、小于48h的休风,在炉况正常的情况下,在休风前约1·5个冶炼周期,加焦炭10t,硅石2·0t,以保证出铁温度>1505℃,>0·6%。约休风前1个冶炼周期,根据休风时间,降低焦炭负荷5%~15%,约增加焦比20~50kg/t,并按铁水为0·7%,调整炉渣R2为1·00~1·05;根据休风时间,在休风前,还要集中加入3 0~80t焦炭和8~16t硅石,以保证休风时焦炭下达炉腹和炉渣碱度≤1·05。休风焦比调整及集中加焦量经验值见表2,锰矿或萤石的加入量根据炉况确定。表27#高炉休风焦比调整及集中加焦加硅石经验值休风时间/h增加焦比/(kg/tFe)减轻焦炭负荷/%集中加焦量/t集中加硅石量/t<4--10~20 2-44~12 20 5·4 30~40 8-1012~24 30 8 40~50 8-1224~36 40 10·8 50~70 10-1536~48 50 13·5 60~80 12-16注:焦炭负荷减轻值以假定休风前焦比为370kg/tFe计算(3)对于非计划长期 休风或非正常炉况休风,在上述原则的基础上,休风料加入量比计划休风料加入量的幅度要更大。 (4)如加入锰矿或萤石,锰矿则在休风前1天开始加入,萤石则随休风料在休风前1冶炼周期开始加入。加入量锰矿以铁水中0·8%~1·2%为宜,萤石为20kg/tFe。复风后持续1~2天。(5)若休风时间 在48h以上或进行空料线休风,属于特殊休风,休风料由技术科专门制定,不在本文讨论之中。 4·1·3休风操作过程(1)休风在出尽渣铁后进行,为防止灌渣,要保证实际出铁量与理论铁 量相符,彻底出尽渣铁。出铁过程要减风降顶压操作,放风前要大喷铁口,并且要在休风后堵铁口 。(2)高炉减风前,先要停止富氧,减风至全风的50%时,停止喷煤,关闭混风大闸。(3) 休风过程中,严格执行标准化操作。减风要缓慢,同时密切观察风口,发现灌渣危险及时回风,风 压减至≤80kPa后方可进行放风操作,实行风口平台现场放风操作,放风过程要点动进行,确 认无灌渣后,继续放风,严禁一次放风到底造成风口灌渣事故发生,放风到≤10kPa时,保持 正压要再次全面地观察风口,确认风口没有灌渣危险时,方可进行休风。(4)休风2h后,炉体 冷却壁软水以及风渣口高、中压水进行降低水压和减少水量工作,减少炉体热量的散失。(5)休 风时间过长,>8h,要进行下部堵风口操作。>24h,还要进行上部密封工作。4·2炉况复 风及恢复操作改进(1)送风前,根据休风时间及休风前的炉况顺行状况,堵死一定量风口(见表 3),送风后,随着加风的进行,炉缸工作状态的好转,渣铁流动性的改善逐步捅开。要选择从靠 铁口的方向开始,均匀间隔开风口,时间间隔要控制在≥4h,且在铁后进行。表3休风时间与堵风口个数休风时间/h堵风口/个82~38~16 4~5休风时间/h堵风口/个12~24 5~624~48 6~8(2)复风时,若料线过深,要先用焦炭加料至3m以内,然后再正常装料,并视炉况顺行情 况,分批扣除多加的焦炭。(3)送风后,要减小矿批重至38~40t,采用单环加中心焦的布料方式:KK↓JJ↓αK9080 70 60 15 0 40 30 20 10J0 0 0 0 0
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