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宋继军 宋小龙 刘畅 (首钢通钢炼铁事业部三号高炉) 摘 要:通钢三号高炉2023年1月9日更换炉顶布料溜槽,溜槽由原光面布料溜槽更换为料磨料式溜槽,溜槽模式更改后高炉出现十字测温煤气温度分布逐渐发生变化,一、二环煤气温度降低,三、四、五、六环温度升高,通过上部料制多次调整,没有达到预期效果,并且4、5月份炉况开始出现频繁塌尺现象,导致操作参数难易强化提升,产量指标明显下滑,6月12日更换为原光面模式溜槽,十字测温温度分布回归正常,高炉各项指标及产量迅速提升。 关键词:高炉;溜槽;煤气分布;炉况调整;风量;产量;燃料比 通钢三号高炉(2680m³,2014年投产,并罐式炉顶)2022年6月-7月停炉检修,8月23日开炉后通过操作制度的优化、操作参数强化,高炉各项操作参数、技术指标突飞猛进,生铁产量频频打破纪录。2022年10月高炉利用系数达到2.38t/(m³·d),11月高炉利用系数达到2.41t/(m³·d),高炉矿批达到66吨,焦炭负荷达到4.78t/t,热风温度最高达到1255℃,炉顶压力最高达到227kpa,在风量、顶压、产量、矿批四项指标参数创造历史新记录。2023年1月9日计划检修更换炉顶布料溜槽,溜槽形式由光面溜槽改为料磨料溜槽。更换溜槽后炉况稳顺状态逐步变差,各项技术指标也是逐步下滑,对上部料制、下部送风制度进行调整,收效甚微,直至6月12日重新换回原光面形式溜槽,高炉各项技术指标才得以逐步提升。溜槽结构形式如图1所示。
1 料磨料式新溜槽上线后炉况变化情况 1.1新溜槽上线前后煤气流分布变化情况 2023年1月9日更换溜槽后高炉煤气流分布逐步发生变化,边缘温度明显下降,边缘流由之前0.70下降至0.60,次中心、中心温度升高明显,中心流3.50上升至4.30,炉顶温度逐步升高,随着时间的推移,炉内压量关系趋紧,高炉逐步退矿批、退负荷,气流分布不合理趋势更为突出,3月份开始出现探尺频繁塌尺现象。
1.2新溜槽上线前后风量变化情况 更换溜槽前高炉入炉风量4880-4900m³/min,指数29,压量关系相对宽松,各项强化参数处于优化强化状态,富氧率3.55%、顶压227kpa、风温1250℃、矿批63-65吨。更换溜槽后,压量关系逐渐紧张,风量逐渐出现萎缩迹象,为保全风量,采取退矿重、负荷,调料制,降低风温、富氧的使用,风量难以维持。
1.3新溜槽上线前后产量、燃料比变化情况 2023年1月9日更换溜槽前煤气流分布合理,高炉参数强化,高炉产量维持在6250-6350吨,燃料比560-565kg/t。更换溜槽后,边缘气流显重,风量逐步萎缩,高炉产量也逐步下滑至5600吨,特别是4、5月份风量难加,燃料比处于较高水平,产量下滑幅度较大。
2料磨料式新溜槽上线后炉况调整情况 2.1上部装料制度调整情况 23年1月9日更换溜槽前装料制度为
1月9日更换溜槽后,为应对新溜槽缩小布料角度,料制调整为
1月24日边缘流由0.70下降至0.59,为疏导边缘气流,高炉继续缩小布料角度,也曾将边缘增加一圈焦
调整后对缓解边缘气流偏重现象效果不明显,4、5月份高炉出现频繁塌尺,为解决塌尺,继续疏导边缘气流,5月30日调整料制为
6月1日进一步缩小布料角度,料制调整为
维持顺行可以,但指标下滑明显。 2.2下部送风制度调整情况 1月份至2月份高炉压量关系逐步趋紧,风量萎缩,压差由168kpa上升至173kpa,2月13日为缓解压差将风口面积由0.3365m²扩大至0.3375m²,4月份按生产经营计划控制产量5600吨,采取控制氧量由12000m³/h控制到5000m³/h,3月31日下部配合堵1个风口,促进中心气流发展,提高高炉接受风量及增强抵抗原燃料变化能力,堵风口后炉况出现频繁塌尺现象,导致操作参数难易强化提升,风量由4850-4900m³/min下滑至4500-4600m³/min,日产量由6200吨下滑至5500吨,4月12日全开风口工作,塌尺仍未缓解,并且风口套破损频繁,5月22日、29日休风2次更换9个风口小套。由于风量小、产量低、风口破损频,5月29日-6月3日堵风口恢复炉况,提高炉缸活跃度,促进炉缸工作状态。
2.3矿批负荷调整情况 更换溜槽前矿批重受焦炭指标波动影响,矿批重由65吨退至62吨,采取以扩大矿批重,提升煤气利用。更换溜槽后受气流影响,矿批重始终未恢复到位,操作上采取缩小矿批重,提高焦炭负荷方式提高煤气利用,4-5月份焦负荷最高加到4.62t/t,矿批重最小退至55吨,随着时间的延长,气流变化越明显,矿批退小后边缘煤气流偏重现象也未得到缓解,压量关系仍处于紧张局面。
3主要经验教训 3.1对炉顶布料溜槽结构形式的认知 2023年1月9日计划检修更换溜槽,改变溜槽内表面结构模式由光面溜槽改变为料磨料式溜槽,对新溜槽内表面结构形式改变对炉顶布料影响程度,认知重视程度不够。一般布料溜槽内部结构形式有三种:一是料磨料式(积窝式)溜槽、二是光面布料溜槽、三是二者合一,采用装配式结构溜槽,但是不论哪种溜槽,溜槽出口必须要有足够的平滑长度,以保证炉料顺着溜槽圆柱母线流出,此次采用的溜槽缺陷就在于溜槽出口处没有平滑长度,炉料特别是焦炭未达到溜槽出口处就溅落出许多[1]。
3.2加强煤气流变化的判断 十字测温趋势变化明显,1-3月份更换新溜槽时间短,并且当时矿批重、风量较大,煤气流变化显现不明显,随时间延长、压量关系不适应,矿批、负荷退小,十字测温一环、二环温度降低,三、四、五、六环温度升高,煤气流变化逐步凸显,4-5月份出现频繁塌料,塌料是煤气流分布与炉料透气性不适应的结果,煤气流分布不合理而塌料有两种情况[2]:一种是边缘气流过分发展、中心煤气流过弱形成塌料;另一种是中心气流过分发展,边缘不足形成塌料。此高炉塌料近似后者又有区别于后者,塌料料线塌落深度浅,一般探尺塌落0.3-0.5m,对炉温、风压影响较小,风量大塌尺频率也增大。
3.4炉顶布料溜槽结构形式改变必须进行料面测试 针对布料溜槽模式的改变、炉顶气密箱更换等关键设备的更换改变,必须进行料流轨迹测试及料面形状激光扫描测试,重新定位布料角度、落点、碰撞点,重新确定布料矩阵,否则气流变化,在线摸索调整气流是延长的过程,对高炉经济指标影响损失较大。
3.5及早判断问题,尽早处理,减少指标损失 当十字测温径向温度变化趋势明显,且小幅调整布料角度效果不明显,可以考虑布料溜槽结构问题或布料角度问题。
4.参考文献 [1]刘云彩。高炉布料规律。北京:冶金工业出版社,2005 [2]朱仁良。宝钢大型高炉操作与管理。北京:冶金工业出版社,2015:15-20
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