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      萊鋼2號1 880 m3 高爐開爐快速達產實踐

      放大字體  縮小字體 發布日期:2023-05-23  作者:王 彬  瀏覽次數:2618
       
      核心提示:摘 要:2022 年萊鋼2號1 880 m3 高爐因爐缸側壁溫度升高停爐中修,中修扒料后發現爐底碳磚損壞嚴重,更換全部碳磚進行大修。因工期延長,造成欠產較多,煉鐵廠通過精確計算開爐參數,準確控制開爐料裝入位置,合理匹配送風后主要操作參數,合理選擇出鐵和開風口時間節點,實現了零鐵損快速達產。首次鐵即投用撇渣器,出鐵約120 t,爐溫(化學熱,w(Si))4.1%,物理熱 1453℃,各項主要參數達到預定數值。渣鐵流動性良好,三次鐵投用圖拉法進行?;?,減少了環保風險。 關鍵詞:高爐;大修;開爐;快速達產
       萊鋼2號1 880 m3 高爐開爐快速達產實踐

      王 彬

      (山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠, 山東 濟南 271104)

      摘 要:2022 年萊鋼2號1 880 m3 高爐因爐缸側壁溫度升高停爐中修,中修扒料后發現爐底碳磚損壞嚴重,更換全部碳磚進行大修。因工期延長,造成欠產較多,煉鐵廠通過精確計算開爐參數,準確控制開爐料裝入位置,合理匹配送風后主要操作參數,合理選擇出鐵和開風口時間節點,實現了零鐵損快速達產。首次鐵即投用撇渣器,出鐵約120 t,爐溫(化學熱,w(Si))4.1%,物理熱 1453℃,各項主要參數達到預定數值。渣鐵流動性良好,三次鐵投用圖拉法進行?;?,減少了環保風險。

      關鍵詞:高爐;大修;開爐;快速達產

      引言

      萊鋼 2 號 1 880 m3 高爐第二代爐役于 2018 年 7月 12 日點火生產,采用串罐式無料鐘爐頂與軟水密閉循環冷卻系統,共設 28 個風口、2 個鐵口,爐底與爐缸采用大塊碳磚砌筑,澆注陶瓷杯墊。2022 年 7 月 12日因爐缸側壁溫升高,停爐中修,計劃在保留側壁 10層與爐底 3 層(或 4 層)碳磚的基礎上實施爐缸澆注,重建爐底與側壁耐材,并澆注陶瓷杯墊。扒料后發現爐底碳磚出現嚴重環裂,環裂帶碳磚體積膨脹嚴重,不能滿足澆注施工要求。因無法實現耐材利舊,將全部碳磚拆除并重新砌筑大修。工期延長,造成欠產較多,煉鐵廠通過優化裝料與送風,實現了零鐵損快速達產。

      1 開爐裝料

      通過烘爐和氣密性試驗后,高爐具備裝料開爐的條件。根據以往生產實踐,開爐裝料成敗關鍵在于開爐料的參數選定與裝入位置的準確性[1]。

      1.1 開爐料參數選定

      開爐料主要參數包括全爐總負荷、總焦比、總渣比、爐料體積和爐渣堿度等。本次開爐料的總焦比為3.5 t/t,負荷料焦比 2 800~759 kg/t,全爐渣比>900 kg/t,正常料爐渣堿度為 1.05,空焦堿度為 1.1,全爐堿度為 0.8,預計首次鐵 w(Si)為 4.0%。開爐料共分為 9段投入,第 1 段裝鋪底焦和硬雜木,第 2 段裝凈焦,第3 段裝空焦,由凈焦、石灰石和硅石組成,第 4~9 段裝正常料,如表 1 所示。通過實踐,九段式爐料裝入法在滿足爐料裝入精細計算的基礎上簡化了爐料裝入過程,非常適合中型高爐使用。

      圖片1 

      1.2 開爐料裝入

      為保證開爐料裝入位置的準確性,本次大修在裝料之前對高爐內部進行掃描測量,得到噴涂料表面精確的初始尺寸,通過測量結果可以計算出各段體積與高爐初始總體積。當然,隨著高爐冶煉進程的進行,爐體內襯以及爐缸侵蝕持續進行,內部爐型會有所擴大,實際有效容積和工作容積會逐漸增加。裝料過程溜槽角度為凈焦布料角度 16°,空焦布料角度 22°,每批料石灰石、硅石和焦炭一起裝入爐內,正常金屬料的布料角度為 31°~39°遞增。為了填平中心,最后一批凈焦按照布料角度 10°布在中心位置,最后一批空焦改為凈焦按照布料角度 10°布在中心位置,保證料面平整,中心略高。裝料過程中發現硬雜木填裝不夠密實,導致東側爐料下降較多,為緩解東側料線偏低的問題,采用定點布焦炭的方式補齊料線。2號 1 880 m3 最終料面如圖 1 所示,呈現“平臺 + 漏斗 + 中心堆尖”形態,實際料線 1.8 m,平臺寬度 1 m,堆尖高度 0.8 m。

      圖片2 

      準確測定開爐料的堆比重和壓縮率對裝入準確性也有重要影響,直接決定裝入料的實際體積和數量,從而影響到全爐負荷、全爐爐渣堿度等重要參數的準確性,尤其是各段負荷料的位置。九段爐料分別設定不同的壓縮率,使爐料的裝入更加準確,最終裝入料批數和預算批數相差要控制在一批之內。

      在實際裝料過程中,根據爐料的裝入體積,可以理論計算出每批料裝入后相對應的料線深度,并在裝料過程中進行實際料線深度和理論料線深度的校核和修正。特別是空焦裝完后,實際焦炭水分大或焦炭粒度變差都有可能導致實際料線比理論料線深,兩者對實際全爐焦比都有很不利的影響。因此,要及時補加焦炭到理論料線,這樣可以補充因水分變化或焦炭質量變差、粒度變差變化造成的實際干焦裝入量不足,從而更加精準地控制含鐵原料的裝入位置,實現精準開爐。

      2 送風開爐

      2.1 點火送風

      高爐開爐送風參數選擇決定了冶煉進程的起步和進一步控制,本次開爐選擇非集中堵部分風口操作[ 2]。9 月 23 日 00:36 堵 10 個風口,其余 18 個風口捅開送風開爐(鐵口上部風口全開)。00:48,風量加至1260 m3 /min,爐頂溫度平均 30 ℃,頂壓 3 kPa,引煤氣至荒煤氣火炬,關爐頂放散閥。02:01,開始逐步開風口加風。18:16 開首次鐵,累計風量 226.9 萬 m3 。19:55 開二次鐵,累計風量 261.9 萬 m3 。具體開風口加風過程如表 2 所示。

      圖片3 

      依據筆者實踐,點火開爐后加風速度不宜過快,防止含鐵料過早進入爐缸,吸收熱量,造成爐缸溫度不足。同時也要兼顧軟熔帶形成的時間,在此階段應緩慢加風,防止出現爐況波動。高爐開爐料因為焦炭負荷較輕,礦批較小,為了穩定煤氣流,上限風量和鼓風動能均不宜過大。

      2.2 出鐵情況

      9 月 23 日 14:50 西鐵口見渣,累計風量為 167.7 萬 m3 ,17:18 置換炮泥,18:16 開首次鐵,累計風量為226.9 萬 m3 。此時爐缸存鐵量為 130 t,開爐金屬料全部作用,首次鐵投用撇渣器,出鐵約 120 t,爐溫(化學熱,w(Si))4.1%,物理熱為 1 453 ℃。19:55 西鐵口開二次鐵,累計風量為 261.9 萬 m3 ,出鐵 80 t,爐溫(化學熱,w(Si))為 2.96%,物理熱為 1 438 ℃。9 月 24 日07:00,九次鐵開始算爐次,爐溫 (化學熱,w(Si)) 1.42%,物理熱為 1 513 ℃,累計風量為 513.2 萬 m3 。 出鐵記錄如下頁表 3 所示。

      圖片4 

      開爐后首次鐵的鐵水 w(Si)和物理熱雖然無法通過理論計算直接獲得,但是通過合理的操作可以進行有效管控。含鐵物料裝入起始位置,含鐵原料達到爐缸的時間、加風速度的控制、鐵水在爐缸存留的時間和首次鐵累計風量的控制,都對鐵水 w(Si)和物理熱有直接影響。

      3 開爐主要經濟技術指標

      本次開爐從點火到風口全開歷時 24 h,48 h 利用系數 2.34 t(/ m3 ·d),實現快速達產,達到歷史最快進程。隨著開爐后各項工藝參數的調整優化,高爐逐步轉向長期穩定順行的常規操作狀態,主要涉及負荷及布料制度調整,開爐過程中主要經濟技術指標如下頁表 4 所示。

      圖片5 

      4 結論

      1)高爐開爐達產是一項系統性工程,烘爐、檢漏、試車工作應充分,杜絕開爐期間休風[ 3],這是開爐快速達產的基本前提。

      2)開爐工藝技術方案應制定合理,開爐過程中主要參數能做到精準控制,做到與預計數值基本吻合,開爐過程中相關參數的取值合理,實現精準開爐。負荷平穩過渡,爐溫、堿度實際與理論基本相符,整個開爐過程安全順利,無懸料、崩料。

      3)使用 3D 激光掃描技術和激光雷達掃描技術,針對高爐設計參數及爐頂設備構成,對高爐爐體及爐內料面、溜槽傾角、懸掛點高度等關鍵設備參數進行掃描和校核。通過對關鍵基本參數的檢測和分析,提出適合本高爐的裝料矩陣以及其他建議,通過后續一系列模型支持和數據分析,為高爐順利開爐和今后裝料制度調整和優化提供有力的技術和數據模擬支持。

      4)開爐料中未配加錳礦和螢石,首次鐵 w(Si)與預估值吻合,渣鐵物理熱充足,流動性好,爐前操作難度小,有利于對開爐進程的推進和快速順利達產。

      5)首段開爐料硬雜木裝填不密實,導致裝料后壓縮多,局部料線出現偏差,不得不附加焦炭補齊。

      參考文獻

      [1] 周傳典,劉萬山,王筱留,等.高爐煉鐵生產技術手冊[ M] .北京:冶金工業出版社,2002.

      [2] 陳智平.2 280 m3 高爐大修開爐實踐[ J ] .河北冶金,2022(6): 46-51.

      [ 3] 王鳳民,歐繼勝,鄒德勝.本鋼新 1 號 4 747 m3 高爐開爐達產實踐 [J ] .金屬世界,2009(6):1-5.

       
       
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