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汉钢2号高炉优化操作提升指标实践

时间:2019-07-03 11:26来源:陕钢集团汉中钢铁有限责 作者:毛洁成 张东宏 点击:
  • 摘  要  2017年汉钢2号高炉(2280m³)通过合理搭配使用一二级焦炭,加强上下部调剂,选择适宜的热制度和造渣制度,加强冷却制度的控制,抓好炉前出铁操作等措施,确保高炉达到了长期稳定顺行,高炉利用系数由2。20提高到2。51,主要技术经济指标得到了大幅度提升。

    关键词  高炉  上下部调剂  制度  操作  指标

    1  前言

    汉钢公司2号高炉(2280m³)于2012年8月15日投产,投产后因受外围条件制约(如喷煤富氧系统不能同期投运、新设备运行不稳定等)及应对原燃料变化操作经验不足,各项技术经济指标均不理想。2017年通过合理搭配使用一二级焦炭,加强上下部调剂,选择适宜的热制度和造渣制度,加强冷却制度的控制,抓好炉前出铁操作等措施,确保高炉达到了长期稳定顺行,高炉主要技术经济指标得到了大幅度提升,2280m³高炉主要技术经济指标变化情况见表1。

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    备注:因受钢铁市场影响,2015年9月至2016年4月高炉停炉检修。

    2  合理搭配使用一二级焦炭

    在高冶炼强度、高喷煤比条件下,焦炭质量变化对高炉指标的影响率在35%左右[1]。汉钢2号高炉因受地域及成本因素的制约,所使用的焦炭全部为外购水熄捣固焦,且供应紧张,品种多,一二级焦入炉配比经常变动。2017年焦炭质量指标(见表2)达不到公司内控标准(见表3),焦炭粒度偏小、水分波动大、含沫量高、灰分高、固定碳低、热态性能差,已成为影响高炉生产指标的重要因素。如何在现有的焦炭条件下保证高炉长期稳定顺行,提升高炉指标,一是保证一级焦入炉比例大于50%的前提下,视焦炭供应情况合理搭配使用二级焦,甚至同时使用三种焦炭,但始终将质量较好的焦炭布在高炉中心,以改善料柱中心的透气性;二是根据一二级焦入炉配比的变化摸索出对应的焦炭负荷及综合负荷,在变焦炭配比时,尽量将负荷一次调整到位,以减少炉温及炉况的波动。

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    3  加强上下部调剂

    上稳下活是高炉生产的调剂原则,只有在炉缸工作充分活跃后,辅以正确的上部调剂才能使炉况稳定顺行,并达到提高煤气利用率降低燃料比的目的。因此应选择好风口面积以保持合适的风速和鼓风动能,同时上部选择合适的装料制度。

    针对2号管理原燃料条件较差,炉缸中心欠活跃,边缘气流不稳定,利用检修机会缩小风口面积,并根据炉缸圆周风口工作状况调整风口布局,风口配置由¢120mm×21+¢115mm×7调整为¢120mm×10+¢115mm×12+¢110mm×6,风口面积由0。3102m2缩小到0。2947m2,风速由218m/s提高到222m/s。风口调整后视炉况运行又对布料矩阵进行了调整,布料矩阵由C92827262524213O103938372625242调整为C92827262524213O102938373625242,加权平均角差由6。22°调到5。88°。通过加强上下部调剂,高炉煤气流分布更趋合理,煤气利用率由44。3%提高到45。5%,煤气利用得到改善后,炉况的稳定性和抗波动能力增强,为高炉长期稳定顺行,提升指标奠定了基础。

    4  选择适宜的热制度和造渣制度

    4.1  热制度选择

    热制度是炉缸工作热状态的反映。高炉炉温稳定,渣铁物理热充沛是保持炉况稳定顺行的基础。高炉表示炉温的指标有两个:一个是“物理热”即指铁水温度;另一个是“化学热”即指生铁含硅量;一般铁水中含硅量越高,铁水温度越高,反之则铁水温度越低[2]。对实施低硅铁冶炼的高炉来说,低硅必须以物理热充沛为前提,因此控制好铁水物理热是关键。如渣铁热量不足,易引起炉缸不活跃、堆积,甚至造成炉凉事故。2号高采取固定高风温(1220℃)用调剂煤氧量来平衡炉温,[Si]按0。35%±0。10%控制,要求铁水温度≥1480℃;正常生产时严禁高炉出现连续两炉生铁硅或物理热低于下限。

    4.2  造渣制度选择

    造渣制度选择应满足:具有良好的流动性和脱硫能力,热稳定性和化学稳定性要好,有利于炉况顺行和炉衬维护[3]。控制适宜的炉渣碱度和渣中镁铝比可改善炉渣的渗透能力和流动性。针对汉钢高炉炉渣中Al2O3含量高达15.5%,通过提高烧结矿中MgO含量,将炉渣中MgO含量由7%提高到8%,适当提高炉渣中MgO含量,炉渣的粘度下降,熔化性温度降低,稳定性提高。通过生产实践将2号高炉二元碱度控制在1.15~1.20之间,炉渣中镁铝比控制在0.45~0.55之间,三元碱度控制在1.35~1.45之间,保证了炉渣冶金性能的稳定,起到了良好的冶炼效果。

    5  加强冷却制度控制

    合理的冷却制度不但有利于保证高炉操作炉型的正常与稳定,促进高炉稳定顺行,而且还有利于降低冷却器件烧损,降低高炉的休风率。2号高炉是薄壁炉衬,采用的是软水密闭循环,其中炉腹、炉腰和炉身下部有三段铜冷却壁,2017年针对渣皮脱落较频繁,常引起炉温及炉况的波动,一是将软水流量由4250m³/h增加到4350m³/h,二是将进水温度由38℃降到37℃,冷却强度提高后,渣皮频繁脱落的现象得到了有效控制,各段热负荷稳定在控制范围,铜冷却壁壁体温度≤70℃,软水系统温差≤6℃。为防止产生“汽塞”现象,要求每4天进行一次软水系统排汽。

    6  抓好炉前出铁操作

    炉前出铁操作是高炉冶炼操作中的一个重要组成部分,如果不能按时出净渣铁,炉缸中液态渣、铁面升高后使炉缸料柱的透气性恶化,不仅风压升高,风量降低、下料速度降低,而且在炉缸工作不活跃时还会导致崩料或悬料[4]。

    2号高炉产量提高后,出铁稳定率低,渣铁不能及时出净已成为制约高炉生产的限制性环节。2017年对三班出铁做出统一规定:堵口20min后退泥炮,退炮后先用Φ60mm的钻头钻铁口1.0m~1.5m,然后开始对铁口进行烘烤,严禁潮铁口出铁,铁水罐兑好后视铁口情况用Φ60mm的钻头钻至2.0m~2.5m,然后换成Φ55mm的钻头将铁口钻开,堵口时统一打泥量为泥炮定尺的2.0格。要求炉前做好出铁前准备工作,及时修补泥套,铁水罐兑好后必须15min内打开铁口,堵口时严禁铁口冒泥。通过以上措施的采取,铁口深度控制在2.7~3.0m,出铁流速控制在5~6t/s,出铁时间控制在90~120min,出铁稳定率大幅度提升,杜绝了炉内憋渣铁,有效地控制了铁量差,为高炉长期稳定顺行,提升指标提供了保障。

    7  结语

    汉钢2号高炉通过不断摸索,2017年通过优化操作,实现了高炉的长期稳定顺行,技术经济指标得到了大幅度提升,但因受焦炭质量影响,燃料比仍较高。

    (1)合理搭配使用一二级焦炭是保证炉况长期稳定顺行的物质基础。

    (2)加强上下部调剂及选择适宜的热制度和造渣制度是高炉操作的关键。

    (3)加强冷却制度的控制对炉况长期稳定顺行和提升指标起着重要的作用。

    (4)要实现高炉好的指标,原燃料的结构和质量应满足高炉冶炼基本要求,并不断强化外围组织和设备管理,为高炉正常生产提供良好的保障。

    8  参考文献

    [1]王维兴。高炉炼铁对原燃料质量的要求和影响。 2011年全国炼铁原料学术会议。

    [2]范广权.高炉炼铁操作.北京:冶金工业出版社,2008年第1版:109.

    [3]由文革.适用高炉炼铁技术.北京:冶金工业出版社,2007年第1版:248. 

    [4]张殿有.高炉冶炼操作技术.北京:冶金工业出版社,2006年第1版:172. 

    (责任编辑:zgltw)
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