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摘要:信钢3#炉从2008年开炉至今,在没有中修的情况下已经生产8年,截止目前单位炉容产铁达10000吨/立方,由于炉龄的增长,现炉腹段冷却壁损坏严重,高炉本体安全风险大,高炉的操作困难增加,车间通过采取一系列补救措施,确保了炉役后期的安全生产,高炉中心气流逐渐打开,产量经济技术指标也得到一定改善。
关键词:炉役后期 优化 冷却棒
1 概述
信钢3#炉从2008年11月开炉投产,实际炉容493立方,设计14个风口,软水密闭循环,在中途没经过大修的情况下已经生产8年,期间还经历了3次较长时间的焖炉开炉操作(一次24天,一次18天,一次10天)。目前生产中存在的主要问题1. 生产安全风险增大,生产中渣皮不稳定导致高炉操作炉型不稳定,经常出现炉皮冒蒸汽,冒火星甚至喷出焦碳等现象,高炉被迫减风减氧来保证炉体安全,给产量指标带来很好影响。2.中心气流难打开,煤气利用差,负荷水平偏低;3.炉况抗风险能力差,炉缸易不活跃,自塌料多;4.小套损坏多,每月更换小套多时达到8个,严重制约全风作业率,对生产带来很大影响;5.休风后的复风操作困难,每次恢复状态时间很长.
截止到2016年11月份炼铁厂3#炉单位炉容产铁量达10000吨/立方,基本达到长寿高炉水平,具体指标情况见,但随着时间的增长,炉腹段冷却壁损坏非常严重,具体损坏情况见;
第五段冷却壁和第六段冷却壁是双层,除了内层的四进四出水管在外层还多了一根单进单出的冷却面,目的是加强高温区的冷却强度,其中8~12段是带勾头冷却壁,从表一可以看出,目前5段只有5块冷却壁的外层是完好,其余冷却壁内外均已经坏完;第8段勾头也全部坏死;
2 采取的措施
1 对水系统进行改造,优化分配
1.1 对炉外喷水重新架构,在5~8段的每块冷却壁上装两根外喷水管,外喷水管专门由机修厂加工,水管直径32mm,每根长2M,沿炉型弧度制作,中间接6公斤净水,每根管上钻有直径5mm的小孔34个对炉皮喷水,并在炉皮上焊上支架,固定好喷水管,架上挡水板,让喷出的水能顺着炉皮往下流,为了加大对水的回收,在风口大套上方重新制作了800mm宽,500mm高的退水槽,退水槽上加有5根180mm的退水管,确保了加大喷水量的情况下水也能全部回收;并在二平台,三平台配有8根临时打水管,装上喷枪管备用,如有局部冒蒸气或发红时,用临时打水管定点加大打水量,起到快速冷却固定渣皮的作用;
1.2 目前3#软水压只有450kpa,采取1~4,5~8,9~12分段密闭循环冷却方式,为了提高冷却壁冷却水压,将原来冷却炉低的软水改成了净水冷却,但是净水压本来也不高,只有600kpa,针对净水不足情况,和设备科讨论后对供水系统进行了改造,将软水密闭循环的回水管道上加了一个泵,重新制作了一套管道专对风口中小套供水,这样通过改造和水重新分配后,软水压力达到500kpa左右,风口中小套水压由原来的600kpa提高到目前的1000kpa;
2 大量加装冷却棒
由于外喷水只能对炉皮的外表加大冷却,要想保持长期的稳定还要从内部入手,能稳定的挂住渣皮是关键,3#炉从2013年开始,利用每次高炉检修机会加装2~4个冷却棒,截止到目前已经装有52个冷却棒,基本保证全坏死的冷却壁上装有2~3个冷却棒;
3 对进风系统进行优化
3.1 对上翘的风口中套进行调整。
由于高炉生产近8年,中途又未进行中修,受有害元素的循环富集,每次更换风口中下套时从炉墙边缘流出的白色金属物,化验分析如(表3);
从分析可以看出,铅是主要成分,铅渗透到耐材缝隙导致耐材上浮,从中小套处将中小套往上顶,几乎所有的中小套均出现不同程度上翘,最严重的中套下沿吃进大套20~30mm,这样导致小套也上翘厉害,对高炉的初始气流分布影响很大,主要表现了炉缸中心不活跃,中心气流打不开,炉温波动大,高炉易悬料,甚至易烧坏小套下内沿,车间为了解决上翘问题,每次检修卸掉4~5个上翘的风口中小套,沿大套沿将上涨的耐材打掉再回装中小套,经过半年时间,目前中小套上翘的问题已经全部解决;
3.2 调整风口小套长度,直径和角度
为了减缓对炉墙的侵蚀,打透中心,活跃炉缸,对风口小套进行了加长,由最先的340mm改为370mm长,最后加长到目前的380mm长,风口直径由原来的115mm*12和110mm*2调整为目前的115mm*1和110mm*13,进风面积由原来的0.1436平方米调整到目前的0.1339平方米;风口小套角度由原来的斜5度调整到目前的斜7.5度;
4 布料的优化
3#炉从自2008年开炉到2010年一直走单环2K302P30,布料角度整体偏小,矿批也小,基本在15.5~16t;由于是新炉子,这样布料中心气流也有,同时边缘气流也很旺,大的顺行有,但是炉况的稳定性差,易产生管道;在2008~2010年间共产生大的管道8次,每次管道造成的炉凉对生产指标带来很大影响,燃料比高达550kg/tfe;同时炉腹段冷却壁损坏特别严重,2年时间里炉腹的第五段损坏有38根,对高炉的长寿是一大威胁;随着炉龄的增长,原燃料质量变差,高炉原有的布料模式难以满足生产需要,出现中心气流打不开,边缘渣皮难以稳定,操作炉型难以规整,周期性出现崩塌料,悬料,炉缸堆积等,高炉炉况难以长期稳定顺行,为了应对炉龄增长及增强高炉抗风险能力,高炉开始摸索更加合理的布料模式,重点进行了优化布料矩阵为主的整料制度调整;具体调整见表四:
从表上可以看出,第一步从单环过度到多环,角度不大,最大矿35焦34度,为了更好的打开中心,带有中心加焦,负荷水平较单环时提高了0.2左右,后逐步增大角度,扩大矿焦角差,最大走到矿38焦36度,进一步打开中心,但仍然是焦四矿三,中心加焦继续;从2015年后,同时扩矿焦角到2K337 335 332.53 29.5 3 26 2P4393 37 334.5331.5,改焦五矿四,取消中心加焦,拓宽布料平台,得到较深的漏斗,改善透气性与中心气流,负荷水平目前达到4.6左右,高炉燃料比降到515kg/tfe。
5 强化外围管理
5.1 抓好槽下筛分管理
对槽下所有烧结矿仓加装给料机,并对料流进行合理控制,在保证供上料线的前提下减薄筛分料层,对供料要求做好半仓供料工作,对上料工要求所有仓都用上,平均带料,槽下烧结矿筛分粒度组成。
5.2 抓好出铁管理
出好铁是高炉稳定顺行的前提,随着炉龄的增长,炉缸侵蚀严重,特别是铁口区域更加突出,铁口深度维护越加困难,为此,车间出台了专项出铁管理规定,重点是统一三班操作,杜绝跑冒泥,烤干铁口,严禁潮铁口出铁,要求铁口深度控制在1700mm~1800mm;并制定了车间考核的几个指标:1.出铁间隔控制在35min内;2.第一罐出铁时间控制在30min内;出铁时间控制在40~60min内;通过车间坚持不懈的抓,目前要求的几个指标能达到.
5.3 抓好车间的设备管理
生产八年的高炉,很多设备都到了一个寿命周期,车间利用好检修机会,将到了周期寿命的都定期更换,如热风炉的大型阀门,上下密封组合等;平时加强点巡检,特别是高温高压设备,关键单一设备等,2016年到目前3#炉休风率只有0.8%。
3 结语:
3#炉虽然已经生产近八年,但通过对布料制度优化,水体统改造,冷却棒的加装,很好的解决了高炉后期的一些操作难题,目前高炉本体冒蒸汽现象基本杜绝,炉缸热流强度在控,高炉中心气流强劲,炉况长周期稳定顺行;指标也在逐步优化。
4 参考文献
[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册. [M]北京:冶金工业出版社,2002.
[2] 王筱留.钢铁冶金学(炼铁部分)[M]. 北京:冶金工业出版社,2005.
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