昆钢2500m3高炉降料面操作实践
时间:2023-03-16 06:12 来源:毛祥帅 作者:zgltw 点击:次
摘 要 介绍了昆钢2 500 m3高炉2021年1月28日停炉前空料线降料面的操作过程，从过程组织、操作控制、现场计算等方面作了简述，为今后高炉停炉前的操作积累了经验。 关键词 高炉 降料面 停炉 1 前言 昆钢2 500 m3高炉于2012年6月26日建成投产。有效容积2 500 m3，设有30个风口，3个铁口，两个矩形出铁场，4座改进型顶燃式硅砖热风炉，采用新型并罐无料钟炉顶设备。随炉役进入中后期，冷却壁受侵蚀、磨损严重，高炉的操作炉型变得不规则，严重影响了炉料的正常下降和煤气流的有效分布，崩滑料，挂料频繁，各项生产指标下滑。公司决定于2021年1月28日进行空料线降料面到风口平面，对风口以上炉墙实施喷涂造衬工作。 此次降料面借鉴了2018年5月份空料线降料面的成功经验，加之组织得当，合理控制风量、煤气成分、炉顶洒水等参数，降料面过程中全程无爆震，顶温平稳，总耗时15 h26 min就安全地将料面降至风口平面。 2 降料面操作 2.1停炉前安排 为保证停炉后炉内残留的渣皮量尽量少，在停炉前3天对炉墙进行清洗，炉温控制于上限，炉渣碱度控制于下限。生铁含[Si]≥0.4 %，[S]≤0.05 %，（MgO）≥8.0 %，物理热﹥1 460 ℃，炉渣碱度控≤1.15倍。1月27日18:36退全焦负荷至2.8倍，缩矿批至40 t，焦批14.3 t/批，调整炉料结构为：烧结矿68 %+特制球团矿22 %+南非块矿10 %。由于焦炭库存低，一直使用“问题焦”入炉。 2.2降料面过程 1月28日14：00开始加盖面焦3批，共40.9 t，盖面焦矩阵C987433,随后进行降料面工作，整个降料面过程中顶温始终控制在200 ℃～400 ℃之间，风温800 ℃～900 ℃，每30 min对炉顶煤气进行取样分析，辅以判断料面位置。通过现场理论计算及雷达探尺料线显示，料面已进入炉腰以下，为保证安全，19:35减风至1 600 m³/min，降低顶压，控制顶温，防止开放散阀时着火及减小噪音，于20:03安全切煤气，回收煤气6 h。1:00以后部分风口有一段时间看不到回旋区内焦炭运动，根据停炉后风口周围情况来看，判断该段时间在熔化脱落的渣皮，由于降料面时间接近2018年降料面时间，风口仍无空吹迹象，3:45减风至900 m³/min，观察风口焦炭情况，发现风口焦炭仍较多，并回风继续降料面，4:30左右看风口，焦炭在炉内中心形成一个焦堆，鼓风在燃烧焦堆底部且中心焦堆逐步变小，至5:26安全休风。停炉后观察，炉墙干净无渣皮粘结，高炉中心残留一个小焦堆，风口前端有回旋区形成的小坑，降料面工作达到预期效果。 2.3降料面控制 空料线降料面的关键是掌握好煤气放散的时间点和顶温控制，操作过程中出现以下情况时，停止回收煤气: (1) 顶压出现剧烈波动，且频繁出现高压尖峰。 (2)煤气中含H2＞12 %，最大不允许超过15 %，O2＞2 %。 (3)煤气中CO2浓度接近最低水平，大约4 %，最高不超过18 %。 随着料线下降，炉顶温度逐渐升高，改进后的炉顶洒水枪雾化效果非常好，操作方便，可在电脑上控制每支洒水枪的启停，可以根据炉顶上升管温度高低开启或停止该方向的洒水量，将顶温控制在合理范围，顶温控制见图1。
图1 降料面过程中的顶温控制趋势变化 2.4降料面位置判断 随料线降低，炉内化学反应发生变化，间接还原逐渐减少，风口前焦炭燃烧生成的CO2上升过程中被C还原成CO的反应减弱，炉顶煤气成分也在发生变化，因而也可用煤气分析来判断料面大概的位置。整个降料面过程中煤气成分中的CO2呈先降后升的变化规律，其中拐点位置就是切煤气的最后时间。（降料面过程中的煤气成分变化趋势见表1。） 表1 降料面过程中的煤气成分变化趋势
2.5降料面过程中的现场计算 （1）计算参数： 焦批：14.3 t，矿批：40 t，烧结矿：27.2 t，球团矿：8.8 t，南非块4 t，压缩率：12 %，烧结矿堆比重：1.8 t/m3，球团、块矿堆比重：2.2 t/m3，焦炭堆比重：0.55 t/m3，批料压缩体积：41.30 m3/批。 (2)全焦冶炼时的吨焦耗风量确定： （1 000×0.995×0.835×0.7×0.933）÷0.21﹦2 584 m3/t 。 (3)不同部位的风量消耗系数的确定及计算公式： 炉腰以上： 风量m3/min×60÷吨焦耗风量2 584 m3/t÷焦批×批料压缩体积=腾出体积/h； 炉腰段：风量m3/min×60÷吨焦耗风量110 %÷焦炭堆比重=腾出体积/h； 炉腹段：风量m3/min×60÷吨焦耗风量120 %÷焦炭堆比重=腾出体积/h； 炉缸段：风量m3/min×60÷吨焦耗风量130 %÷焦炭堆比重=腾出体积/h。 上部块状带间接还原随料线降低逐渐减少，则吨焦耗风量在逐渐升高，因此，参照上次降料面经验，以理论吨焦耗风量计算，并在不同部位采用不同的计算方式，其计算结果与料面到达风口的时间是相吻合的。现场计算的料线与实际料面位置对比情况见表2。
表2 现场计算的料线与实际料面位置对比情况
3 结语 此次停炉前空料线降料面能顺利结束，归纳起来主要是： （1）停炉前保持炉况稳定顺行，合理安排好停炉前的准备工作，做好相应预案，是安全、顺利停炉的保证。 （2）降料面过程中，回收煤气6 h，顶温始终控制在400 ℃内，耗时15 h 26 min降料面至风口位置，风量、风稳、洒水量的控制较合理。 （3）改进后的炉顶洒水枪的使用，不但取消了预休风时间，还能较好地均匀雾化洒水，且每支洒水枪的操作控制方便可控。洒水量可调。 （4）切煤气后，根据情况适当增加风量，缩短降料面时间，为后期工作争取时间。如：用冷风进行凉炉，喷入大量氮气，快速降低炉内、热风管道温度，缩短施工等待时间，改善作业环境。 此次空料线降料面操作，为今后高炉停炉前的操作积累了经验。 |
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