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摘要 首钢长钢8号高炉因制氧机故障突然停机,无法提供氮气、氧气,被迫无计划休风。因检修时间较长,休风后进行了一系列保温措施,详细制定复风方案。复风后精准把控,稳步推进,高炉在63小时后全面恢复正产生产。
关键词 高炉 无计划休风 恢复
长钢8号高炉有效炉容1080m3,设计有20风口,2个铁口,铁口夹角80°。炉体采用砖壁合一的薄内衬结构,炉底炉缸采用陶瓷杯综合炉底炉缸结构。采用皮带上料,SS型无料钟炉顶,配套干法布袋除尘,三座改进型内燃式热风炉。2017年11月15日夜班,因动力厂三万制氧机UPS故障突然停机,没有氮气、氧气,高炉被迫于05:20时休风。由于事发突然,高炉没有任何准备就进行了休风操作。休风后经过59小时16分钟的检修处理,至17日16:36时开风。开风后经过63小时的精心恢复,高炉于20日08:00时全面恢复正常生产。
1 休风前的炉况
炉况稳定顺行,料线均匀顺畅,炉温含硅量0.30%,物理热1480℃,铁水流动性良好。炉渣二元碱度1.15,流动性良好。风量3040m3/min,风压330Kpa,风温1118℃,氧气量4000m3/h,透气性指数10.5,矿批32吨,负荷4.55,料线1.2m,焦丁500kg/批,配比为86%(机烧):1.7%(高硅块)+1%(高钛矿):11.3%生矿,装料制度为O32.5331.5430.54C322303282262231
{C32(2)30(3)28(2)26(2)23(1)O32.5(3)31.5(4)30.5(4)}。开19个风口,标准风速240m/s。(堵4号风口,该方位炉缸热电偶温度较高护炉需要)具体操作参数控制见表1。

事发当时,高炉南铁口正在出铁,在风量急剧下降过程中没有造成风口灌渣。待风量降低至1000m3/min后25分钟休风。在事情发生时,最初得到的信息是休风4小时左右,所以在最后时间内,只下进炉内2批焦炭。
2 休风后采取的措施
休风4小时后,才得知预计需60小时才能恢复生产,于是高炉立即按非计划长期休风准备,进行了如下操作:
2.1 风口堵泥,外刷黄油密封,防止休风期间空气进入炉内和焦炭反应,造成风口区域焦炭变碎和生成熔融渣铁。
2.2 炉顶点火,关闭一个炉顶大放散,减少炉内抽力。停炉顶打水,关闭气密箱冷却水。
2.3 降低高炉冷却强度。为保存炉内热量,将炉底水控制到最小,风口及其以上冷却设备水压水量,根据各段冷却壁的水温差逐步将水量控制到最小,以不断流为止。关闭炉皮外喷水。
2.4 系统全面的查找高炉本体开焊及可能漏煤气的部位,进行处理。
2.5 检查冷却设备,更换损坏的冷却设备,防止向炉内漏水。
3 复风前的准备
考虑到非计划休风时间较长,且休风前未调整负荷的不利因素,为实现复风后能够快速恢复并避免烧坏风口,炼铁厂非常重视此次复风操作,详细制定了复风方案。
3.1焦炭添加及负荷确定。复风料的原则是采取集中加净焦,轻负荷料带循环焦的方式,控制综合负荷在全焦冶炼还低的水平,待炉温升高,渣铁流动性改善后,再(在)逐步恢复负荷及综合负荷。具体复风料单见表2

3.2装料制度的调整。复风后的布料角度调整为二环,调整矿批为10吨,确保边缘和中心煤气流畅通。考虑此次休风时间较长炉缸亏热多,为保证复风后的渣铁流动性,在净焦后加硅石,炉料结构按二元碱度1.0配料。
3.3送风制度的确定。集中堵12个风口,开8个风口送风,送风风口面积0.0868m2。为有效消除风口破损,保证风口前生成的渣铁及时渗入炉缸。复风后要保证单个送风风口的风速,确定开风口的原则。
3.4炉前出铁控制。无计划休风后,炉内堆积大量的凉渣铁,送风后要积极组织炉前出铁。第一炉铁尤其要困难一些,时间越长,越困难。如果开铁口过早,炉缸渣铁没有充分加热,渣铁量小流动性差,淤积在渣铁沟内,将增加炉前的工作量。如果开铁口过晚,料柱透气性差,高炉受憋,将影响加风进程,不利于炉况恢复,同时也可能造成许多不确定的生产事故。当理论出铁量达到正常铁量的1/3时组织开铁口。之后是清理完渣铁沟内的凝渣铁就开铁口,两个铁口出铁后执行零间隔出铁,以尽快排出凉渣铁,确保有效消除风口破损,以实现煤气流的合理重建,炉料均匀下降,加快炉况恢复进程。
3.5联动试车。复风前6小时,在设备检修调试完毕后,按照规定对设备进行检查,并进行设备的联动试车,试车完毕,解决所有试车中出现的问题,确保复风后设备正常工作。
4 复风过程把控
考虑到炉况恢复的实际难度较大,本着积极稳妥的思路稳步恢复炉况。整个恢复期大致可分四个阶段:第一(个)阶段是置换炉内的重负荷料;第二阶段是逐步开风口,恢复风量,恢复炉况;第三阶段是控制恢复节奏,稳定煤气流,稳定炉况,避免炉况出现反复,开始富氧、喷煤;第四阶段是优化指标,全面恢复至正常水平。
4.1第一阶(间)段。
17日16:36(时)送风,送风风量500m3/min,开1、2、3、4、17、18、19、20号风口。利用小风量开风,逐步缓慢加风、提风温的措施,合理控制风速,形成小冶炼区,逐步排出炉内熔化的冷渣铁。截止17日24:00(时)为第一阶(间)段,这一阶(间)段的主要任务是置换炉内重负荷料。

4.2第二阶(间)段
待炉内重负荷料置换完后,接下来就是控制压差,过渡焦炭。然后是加风、开风口。期间要注意合理控制风速,并且及时打开铁口排出渣铁,避免出现大的连续塌料、悬料、管道、风口套损坏等事故。具体操作参数控制见表4。开风口时间具体是:18日03:15(时)捅开16号风口。04:33(时)捅开5号风口。5:22(时)高炉休风(更换1号、19号风口漏水)。06:40时开风。09:58(时)捅开6号风口。11:58(时)捅开7号风口。15:20(时)捅开8号风口。18:35(时)捅开9号风口。截止18日21:00(时)为第二阶段,这一阶(间)段的主要任务是根据实际情况,把握加风、开风口的时机,逐步恢复风量、开风口,恢复炉况。

4.3第三阶(间)段
随着风量、风口的增加,风速提高,渣铁温度升高,炉缸工作状况好转,工作区域扩大。炉内要适当控制开风口速度,缓慢恢复风量,缓慢提高风速接近正常水平,并将料线控制在一定水平自动下料,以稳定煤气流合理分布,避免炉况出现反复。同时要计划开始富氧、喷煤。11月18日21:30(时)已捅开15个风口,风量1650m3/min,风速181m/s,料线2.0米,均匀顺畅,高炉开始富氧、喷煤。18日23:59 (时)捅开10号风口,19日06:40(时)捅开11号风口。截止19日17:00(时)为第三阶(间)段,这一阶(间)段的主要任务是控制恢复节奏避免炉况出现反复,找准时机开始富氧、喷煤。
4.4第四阶(间)段
随着炉况趋于稳定,要逐步恢复风量、风温、风速,以及矿批、负荷至正常水平。19日22:30(时)捅开14号风口,至此风口已捅开18个,风量2600m3/min,富氧1500m3/h,喷煤11.0t/h,负荷4.20,矿批23.8吨。20日07:10(时)捅开12号风口,高炉恢复正常生产。截止20日08:00(时)为第四阶段,这一阶(间)段的主要任务是全面恢复各项参数、控制指标至正常水平。恢复过程中各阶(间)段风压、风量、风速、风口个数关系图(图1);

5 炉前出铁组织
在恢复炉况过程中,炉前出铁工作是最为繁重,最为重要的。要及时打开铁口,保证一定流速排出渣铁,要保证铁口一定深度避免亏渣铁,避免烧化风口,为炉内恢复打好基础。与往次不同的是,本次恢复过程中仅使用北铁口出铁,南铁口在19日捅开15号风口,只剩12号、13号、14号风口时才投入使用。实践证明,并没有影响炉况恢复。复风过程炉前出铁、出渣情况统计表。


6 结束语
6.1 休风前炉况稳定顺行,炉温适宜,渣铁流动性好,休风后做好炉体密封保温工作,减少高炉热量损失是炉况快速恢复的基础。
6.2 采取集中加焦的方式,有利于及时把炉缸热量聚起。小矿批有利于疏松压量关系,接受风量。集中堵风口的方式有利于形成一个小冶炼区,加快恢复进程。
6.3 开风口速度要把控到位,完全满足以下条件后再开风口:高炉接受风量,料尺顺畅,炉温充沛,渣铁流动性好,炉前排渣铁正常,风口水温差上升大于1.0℃,有一炉铁的时间间隔。
6.4 恢复过程中,炉内操作要计算好冶炼进程,加风、开风口要严格控制压差和风速,调剂上要保证充沛的炉温和良好的渣铁流动性。
6.5 恢复炉况过程中,炉前要及时排出炉内的渣铁,能减少风口前窝渣烧化风口,有助于及早恢复炉况。所以炉前出铁组织,显得尤为重要。要从人员分配,开堵铁口,清理渣铁方面细化安排,确保按时具备出铁条件,及时排出渣铁。
参考文献:
1.张寿荣,于仲洁.高炉失常与事故处理[M].北京:冶金工业出版社,2013:11~18
2.杨守慧;高远;;邯钢3200m~3高炉无计划休风炉况快速恢复实践[J];中国冶金;2010年08期。40~42
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