研究探讨
2号高炉长期休风及炉况恢复实践
全 建 丘未名 陈元洪 廖玉通 贝继承
(广西柳州钢铁集团有限公司炼铁厂 广西柳州545002)
[摘要]本文对柳钢2号高炉2020年因年修而长时间休风后的炉况恢复进行总结,为今后柳钢高炉长时间停炉检修的炉
况恢复提供借鉴经验。
[关键词]高炉 年修 炉况恢复
1前言
柳钢2号高炉有效容积2650m3,炉况正常情况下日产
曾达到7500t,有效容积利用系数达2.75t/m3·d,焦比367
㎏/t的良好指标。柳钢 2号高炉实行年修制,本次年修计
划60h(3月10日8:00~3月12日20:00)左右,通过为期两
天半的休风,对高炉本体设备以及相关辅助设备进行一次全
面的检查和维修更换,以确保高炉能够稳定顺行、安全高产;
但是实际年修时间却达69小时,远远超出计划时间,最终
用时接近4天才使炉况基本恢复,这也是造成复风后炉况难
恢复的主要原因。
2年修前准备
2.1休风料装入
休风料料柱的透气性与开炉炉况恢复有直接关系,焦炭
负荷的轻重、净焦加入量的多少以及炉料配比决定了开炉后
渣铁的温度、碱度和流动性。为了有利于开炉后炉况的恢复,
年修前8小时开始焦炭负荷由4.30退至4.20,矿批保持70t
不变,烧结比由72.3%降至71.3%;休风前4小时下10批净焦,
焦炭负荷退至3.30,矿批缩至65t,保证开炉后能迅速提升
炉温,同时再降低烧结比5%。休风前1h矿批缩至60t,焦
炭负荷维持在3.30直至休风。休风料见表2.1
时间净焦(批)矿石批重(t)焦炭负荷装料制度
00:00070.04.20
03:001065.03.30——时间净焦(批)矿石批重(t)焦炭负荷装料制度05:00365.03.30——06:00160.03.30——(注:表格中“--”表示与上一批料制度相同)
2.2堵风口
休风后,用有水泡泥堵严所有风口,其目的在于防止空
气进入炉内加速焦炭燃烧,对复风后炉温恢复产生不利影响。
另一方面是为了保证炉内热量不会从风口流失,造成炉内蓄
热不足。由于有5个小套漏水,休风前物理热不足1510℃,
铁水[Si]仅有0.4%左右的水平,所以休完风立即堵风口是
本次年修极为重要的操作。
3开炉恢复及处理过程
3.1送风及调整过程
3月13日凌晨5点开始送风,装料制度:料线5m,装料制度 , 。送风前堵23#
、24#、25
#风口,3h后风量正常并相继捅开3个风口,开始增加喷煤。详细开风口时间见表3.1.
风口编号开风口时间冷风流量(万m3/h)富氧量(m3/h)喷煤量(t/h)
23#8:1032.000524#9:3032.5050001025#10:0032.501000020
年修炉况恢复大致可分为三个阶段。第一阶段为送风
阶段,送风风温800℃,3h后加到890℃,但由于压量关系
偏紧,40min后减回风温至800℃,8h后才逐步将风温提至
1100℃,批重扩至68t,各参数基本恢复正常。由于在送风恢
复初期风温一直只能维持在较低水平,前9h平均风温只有
800℃的水平,使得原本就热量不足的炉缸持续欠热太多,
炉内气流受到破坏,遂至炉缸产生堆积,容积变小,加之渣
铁难排,进而产生炉料难行的连锁反应[1]。第二阶段为校核
装料制度,由于送风后高炉长时间气流不顺,通过上部装料
制度的校核调整,逐步使炉内形成边缘和中心两道气流,伴
随着气流的改善,炉料难行的状况逐渐消除。第三阶段为强
化冶炼过程,16日开始,铁水物理热基本稳定在1500℃以上,
渣铁排放状况良好,富氧恢复到15000m3/h的水平,矿批扩
至68t,喷吹量也逐步提升到43t/h。
3.2布料及负荷调整
14日开始改装料制度调整气流,7:00因渣铁难排放造成
风压偏紧,炉料难行产生滑料,随即改料制( ,
)以利疏松边缘气流,并将烧结比由复风后的76%
降低至74%以利于渣铁排放,但因炉内出现乱料,气流难
以控制,一天内发生4次悬料,频繁地放风坐料使料线一度
达到6m,为赶料线和补偿热损失又补加9批净焦,4次悬
料都处于高炉恢复炉况的关键时期,严重延误了高炉的恢复,为了再次调整气流,改制度发展边缘及中心两道气流,年修
前后装料制度见表3.2
时间装料制度
休风前
3月14日白班
3月14日中班——表2.1 休风料组成表
表3.2 2号高炉年修前后装料制度表表3.1 2020年3月13日2号高炉年修开炉开风口及参数恢复情况
34研究探讨
3月15日夜班 (矿石平台外推1°)——3月15日白班——3月
15日中班
(注:表格中“--”表示与上一批料制度相同)
复风后7h,逐步将焦炭负荷调整到4.00,13h后扩批重
到68t;但在14日白班发生第二次悬料坐料后料线达6m,
迅速补加2批净焦,负荷由4.00退至3.50,缩批重至60t,
班中3次改变装料制度松边调整气流效果不明显,因风压持
续偏紧,遂将批重缩至56t才逐渐恢复风量;白班坐料后的
乱料到中班开始反应,导致中班再次发生悬料,坐料后料下,
退焦炭负荷到3.30,频繁坐料使得炉内气流紊乱,赶料过程
中频繁出现管道和翻料,第4次悬料发生后缩批重至50t,
改制 → 利恢复,压量有所舒缓,各项参数逐渐恢复。
通过上部调剂,虽然未能立竿见影,但炉内气流没有继
续恶化,15日开始未再发生悬料,压量恢复正常。
3.3漏水影响
原计划停炉年修前物理热需达1510-1540℃,铁水[Si]
在0.6%以上,但因5个小套漏水,休风前中夜班始终未能
将物理热提升至1510℃以上,铁水[Si]也仅到0.4%的水平,
实则要远低于停炉年修所需标准,休风前炉内渣铁实际参数
与理论偏差较大。
15日白班,伴随着富氧量的增加再次出现风压偏紧,
采取降低风温的措施得以控制,但铁水[S]超标。经检查发
现2-1热风阀漏水严重并被热风带入炉内,直接影响了炉缸
状态的恢复,经过临时改造,将出水口外排水箱,减少入炉水量。
从以上可以看出,休风后对高炉本体冷却系统以及热风
炉冷却设备的检查极为重要,要杜绝休风期间有冷却设备漏
水渗入炉内,避免因此造成炉况恢复被动的局面。
3.4炉温及碱度控制
恢复炉况初期以活跃炉缸为主,但因休风前炉缸热储备
不够,复风后铁水物理热持续偏低,渣铁难排放,造成走料
困难,对休风期间炉体粘结物不能进行有效的冲刷,炉内参
数难于恢复的恶性循环,虽然采取了补加净焦的提温措施,
但物理热还是一直难以起来,加之复风后扩批重过快,料柱
被压死,下部压差难以控制。附加多批焦炭后,16日渣铁
物理热提升至1500℃以上,渣铁排放状况良好,随之富氧
逐步恢复至15000m3/h,喷煤40t/h。
在采取提炉温措施的同时,炉渣碱度的调节随之跟上,
在大量附加焦炭的同时,炉温上升必定对炉渣碱度产生影响,
所以将烧结比由复风开始的76%降低至74%,利于渣铁的排
放。15日因铁水[S]较高,逐步调整烧结比到78%,以稳定
铁水质量。
3.5送风制度调节影响
按以往经验,固定风量、稳定风温和尽可能少的调剂喷
吹量对稳定高炉煤气流分布是最为有利的,可以稳定沿高炉
高度温度的分布,进而稳定成渣区的位置以及稳定炉料的下
行速度,所有这一切参数的稳定又都会稳定铁氧化物的还原
过程和使高炉保持顺行。
但在高炉恢复初期,由于炉况极其不稳定,难以接受大
风量和高风温,加上渣铁难排造成走料不顺畅,风量、热风温度和喷吹量都多次做过调整,打乱了煤气流分布,改变了
铁氧化物的还原过程,成渣区位置发生改变,最终出现的结
果表现为炉缸温度不稳定,炉料难行发展成悬料。而悬料以
及由于因此产生的低料线、煤气分布变化,再次影响炉温,
使原本就不稳定的炉温更为波动,顺行长时间处于不稳定状
态,使影响炉温波动的主观因素交织在一起,增加了判断炉
温的困难[2]。
4大高炉炉况恢复经验
4.1炉内调节
4.1.1热制度的调剂必须要紧紧和送风制度、装料制度、
造渣制度相结合才能达到稳定炉缸温度和保证炉料顺行的目
的。只有在风温、风量波动不大,喷吹物调剂幅度较小,稳
定装料制度的前提下才能达到调剂目的。
4.1.2喷吹量变化时,要按照喷吹煤置换比维持综合焦
炭负荷来调节焦炭负荷,保证变负荷料的下达和调整喷煤量
能相互衔接。
4.1.3为了利于炉况恢复,采取适当发展边缘气流的措
施来控制适应的炉温,并适当降低炉渣碱度。
4.1.4生铁含[S]升高时,不管炉温高低,首先调整风温、
风量和喷吹量,进一步提高炉温,同时上部酌情减负荷调碱度。
4.2加强炉前出铁管理
在高炉炉况失常时,炉前工作在恢复过程中显得格外重
要,需根据入炉风量的多少评估每一炉铁口打泥量的多少,
确定合理的铁口深度和铁口孔道直径,以便于及时有效地打
开铁口放净渣铁,避免高炉因为炉内积存渣铁而发生波动。
在恢复炉况过程中,如果发现问题必须及时处理,消除
隐患,对其产生的不利影响作出详细分析,对操作带来的风
险也应当进行评估。就如本次在炉况恢复过程中发现热风阀
漏水,对炉温恢复造成一定的影响,影响了恢复进程。
5结语
5.1本次年修热风阀检修滞后,加剧了炉缸的热量亏损,
主要原因是热风阀难于更换,在今后年修前应当全面评估设
备更换时间,以此制定休风方案。
5.2休风前小套漏水太多,导致休风前期炉温无法提升,
休风后炉缸热储备不足。长期休风要对所有设备都有预见性,
类似情况可提前更换风口设备或者加大提温力度,确保休风
前炉缸具有充足热量。
5.3复风后各参数恢复都很顺利,但对渣铁物理热亏损
没用良好的预见性,后期提温措施不到位,以至于在很长时
间内炉况一直波动。
5.4检修中发现布料溜槽有裂纹,建议对溜槽进行定期
探伤检测,以免因溜槽设备故障对生产造成影响。
【参考文献】
[1]朱苗勇. 现代冶金工艺学[M].北京: 冶金工业出版社,
2015, 7: 122-123.
[2]范广全. 高炉炼铁操作[M].北京: 冶金工业出版社,
2015,6: 109-111.
【作者简介】全建(1986-),广西柳州钢铁集团有限公
司炼铁厂工程师,本科,广西柳州545002。
35