水钢二高炉封炉降料面实践
肖扬武
(水钢炼铁厂 贵州 六盘水 553028)
摘要:受金融风暴的影响,全国钢铁市场不景气,钢铁价格大跌。水钢也受到了冲击,缺损严重,针对这情况,水钢采取降产的措施。2008年10月29日开始停2#高炉3个月左右的时间,因停炉时间较长且时间具有不确定性,为了开炉能顺利快速达产,采用降料面停炉,料面降至风口下沿,中心堆尖很小,为下一步扒料创造了条件。
关键词:高炉 降料面 实践
一 引言
高炉容积1200m3,炉身各部及成渣带的冷却系统大量破损,虽然2008年9月18日经过降料面进行喷涂,但炉型相对不规整。并且这次降料面是降至风口中心线以下。以前也有降至风口的经验,但很难降到风口中心线以下,针对这些情况,事前做了充分的准备。
二 准备工作
1、耗风计算
准确的耗风计算关系到能否按计划准时停风。根据2008年9月高炉实际生产情况,吨焦耗风为2700m3/t,结合05年降料面到风口考虑,预计降料面总耗风170万立,设平均风量为1700m3/min,预计降料面时间为17~19小时。
2、清理炉缸和炉墙
降料面前48小时停钒钛球,降料面前24小时将正装由87%退至80%,同时加入锰矿和萤石清理炉缸,并于预休风前一个冶炼周期退至全焦负荷2..816,矿批由23.2吨退至21.4吨,确保降料面过程中煤气流稳定。
3、煤气取样
安装煤气取样管,再由胶皮管引至炉台以方便取气。降料面过程根据煤气成分变化来判断料线深度,料尺降料面时处于提起状态,降料面后,根据情况进行探料:手动探尺,每次按≥2.0m进行放下或提上。
4、喷水枪设计
鉴于打水的不均匀是导致爆震的重要原因之一,故此次打水枪设计务求打水量要大,而且要雾化好,尽量做到圆周方向和径向打水均匀,减少引起爆震的几率。这次降料面共安装打水管4根,从煤气取样孔插入,东西南北方向各一根。
5、盖面焦
以往降料面时,盖面焦体积多按炉腰体积控制,一般为6批焦炭(按休风前焦批)。考虑到盖面焦降至炉缸后,消耗起来所需耗风是非常大的,休风时间会拖延较多,并且考虑要进行扒料,故本次盖面焦按3批加入,共24吨。
6、预休风
降料面前的预休风是非常关键的。关闭所有坏的冷却设备,安装喷水枪和煤气取样管,安装软探尺等。
三 降料面操作
1、降料面过程
28日13:38送风,开始降料面。送风后按正常操作,风量按全风量掌握。送风后,迅速把风量加至2850m3/min,顶压提至0.090Mpa,由于加风过快,风压维持较高,炉顶温上升快。于14:00开始打水,由于西面打水量大,温度下降快,同时顶压冒尖,14:50,14#风口坏。于15:48休风更换,16:35送风降料面。临时堵14#风口。吸取前面的教训,此次恢复送风后,风压维持在正常水平,17:0014#风口吹开。一直稳定到停风,没有出现大的爆震。在整个降料面过程中,每半小时取一个煤气成分,根据煤气成分变化及软探尺测量估计炉内料面的位置。再根据料面的位置及时调整风量,避免出现爆震,尽可能延长高压降料面的时间。顶温控制在450℃—550℃之间,打水主要由4个喷水枪完成,只有当顶温超过550℃时,才开大打水系统,当顶温降下来后,则关小打水系统。降料面过程的主要参数如表1。过程控制如图1。
表1 水钢2号高炉封炉降料面参数控制
序号
|
时间
|
风量
|
风温
|
风压
|
顶压
|
炉顶温度
|
东南
|
东北
|
西北
|
西南
|
1
|
14:00
|
2010
|
1090
|
1.58
|
0.6
|
41
|
520
|
485
|
536
|
2
|
14:30
|
2850
|
1090
|
2
|
0.9
|
50
|
476
|
458
|
492
|
3
|
15:00
|
2480
|
1060
|
1.59
|
0.7
|
48
|
504
|
440
|
470
|
4
|
15:30
|
1720
|
990
|
0.77
|
0.31
|
41
|
397
|
394
|
394
|
5
|
16:00
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
16:30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
17:00
|
2490
|
1060
|
1.73
|
0.7
|
426
|
390
|
410
|
410
|
8
|
17:30
|
2910
|
990
|
1.9
|
0.9
|
425
|
388
|
393
|
413
|
9
|
18:00
|
2570
|
1010
|
1.39
|
0.8
|
516
|
493
|
495
|
506
|
10
|
18:30
|
2610
|
980
|
1.37
|
0.79
|
596
|
589
|
590
|
540
|
11
|
19:00
|
2600
|
980
|
1.4
|
0.8
|
545
|
537
|
555
|
450
|
12
|
19:30
|
2270
|
990
|
1.23
|
0.8
|
481
|
483
|
496
|
390
|
13
|
20:00
|
2100
|
900
|
1.12
|
0.78
|
437
|
436
|
437
|
331
|
14
|
20:30
|
2050
|
860
|
1.12
|
0.78
|
443
|
437
|
414
|
334
|
15
|
21:00
|
2060
|
860
|
1.1
|
0.79
|
457
|
443
|
451
|
428
|
16
|
21:30
|
2040
|
850
|
1.12
|
0.81
|
472
|
454
|
465
|
439
|
17
|
22:00
|
2060
|
840
|
1.11
|
0.8
|
490
|
471
|
476
|
460
|
18
|
22:30
|
1600
|
830
|
0.44
|
0.21
|
460
|
443
|
463
|
432
|
19
|
23:00
|
1610
|
860
|
0.43
|
0.2
|
460
|
443
|
437
|
416
|
20
|
23:30
|
1620
|
860
|
0.42
|
0.2
|
453
|
434
|
443
|
425
|
21
|
0:00
|
1610
|
850
|
0.43
|
0.21
|
476
|
446
|
462
|
443
|
22
|
0:30
|
1470
|
880
|
0.36
|
0.17
|
460
|
438
|
446
|
429
|
23
|
1:00
|
1450
|
910
|
0.36
|
0.16
|
460
|
432
|
450
|
424
|
24
|
1:30
|
1480
|
870
|
0.35
|
0.17
|
478
|
456
|
470
|
456
|
25
|
2:00
|
1290
|
880
|
0.3
|
0.15
|
451
|
423
|
442
|
437
|
26
|
2:30
|
1300
|
890
|
0.3
|
0.15
|
440
|
434
|
420
|
366
|
27
|
3:00
|
1290
|
890
|
0.3
|
0.15
|
442
|
426
|
438
|
420
|
28
|
3:30
|
1210
|
840
|
0.27
|
0.13
|
475
|
456
|
464
|
432
|
29
|
4:00
|
1200
|
807
|
0.26
|
0.13
|
494
|
470
|
475
|
434
|
30
|
4:30
|
1290
|
795
|
0.32
|
0.14
|
461
|
438
|
455
|
431
|
31
|
5:00
|
1250
|
803
|
0.35
|
0.17
|
510
|
497
|
495
|
459
|
32
|
5:30
|
1250
|
822
|
0.32
|
0.15
|
470
|
457
|
469
|
435
|
33
|
6:00
|
1250
|
908
|
0.31
|
0.15
|
438
|
431
|
439
|
396
|
34
|
6:30
|
1250
|
902
|
0.31
|
0.15
|
456
|
423
|
419
|
382
|
35
|
7:00
|
1230
|
905
|
0.33
|
0.16
|
542
|
468
|
456
|
440
|
36
|
7:30
|
1220
|
916
|
0.33
|
0.15
|
547
|
470
|
499
|
453
|
37
|
8:00
|
1330
|
870
|
0.28
|
0.12
|
427
|
388
|
410
|
399
|
38
|
8:30
|
1220
|
800
|
0.21
|
0.09
|
387
|
380
|
391
|
356
|
39
|
9:00
|
1400
|
787
|
0.36
|
0.21
|
527
|
534
|
562
|
520
|
40
|
9:30
|
1730
|
777
|
0.79
|
0.56
|
507
|
496
|
485
|
463
|
41
|
10:00
|
1440
|
853
|
0.34
|
0.29
|
536
|
539
|
543
|
447
|
42
|
10:30
|
1790
|
833
|
0.75
|
0.49
|
483
|
471
|
447
|
440
|
43
|
10:55
|
|
|
|
|
483
|
471
|
447
|
440
|
图1 降料面过程的风量与顶压控制
2、出渣出铁情况
本次降料面出铁采取首钢的技术,降料面整个过程中只出两次铁,原计划送风后1小时至1.5小时之间出第一次铁,但由于14#风口坏,休风处理,出了第一次铁,出了88.92吨,与理论铁相差大,故送风后再追加一次铁,于17:10~17:40出,控制出铁量为80吨就堵铁口,实际出了82.04吨。炉温[Si]为1.021%,[S]为0.020%。炉温十分充沛。28日22:17氢气超标,高炉做放散煤气手续,改为常压降料面。29日7:10西面所有风口已经见空,炉前准备出第三次铁,7:35铁出来,出了四罐渣并冲水渣、四罐铁,10:55堵口时共出铁136.16吨,炉温[SI]为2.442%,[S]为0.017%。出完铁后,料面都在风口中心线以下700~1000mm,比较理想。
四 操作分析
1、打水量控制
为尽量减少爆震,在保证炉顶温度不超标的情况下,顶温控制不宜过低,以减少打水量,避免引起水煤气爆震。这次降料面共打水559.3吨,随着料面逐渐降低,风量逐渐减少,及时减少打水量,控制稳定的顶温,稳步减少打水枪的水量。
2、料线和风量
为按计划准时休风,炉内操作以高压降料面为手段,同时要避免出现频繁爆震,确保安全。操作上原则不等爆震后减风,而是根据料线深度匹配风量,提前适应。如表2是降料面过程中煤气成分值。
表2 二高炉降料面过程煤气成分变化
序号
|
取样时间
|
炉顶煤气分析
|
CO2
|
H2
|
O2
|
CO
|
N2
|
CH4
|
料线
|
1
|
14:00
|
|
|
|
|
|
|
21.39
|
2
|
14:30
|
19.0
|
2.0
|
0.4
|
26.0
|
51.6
|
1.0
|
-2.76
|
3
|
15:00
|
19.0
|
3.1
|
0.2
|
27.4
|
49.3
|
1.0
|
-2.76
|
4
|
15:30
|
18.0
|
2.8
|
0.2
|
27.6
|
51.0
|
0.4
|
-1.87
|
5
|
16:00
|
|
|
|
|
|
|
21.39
|
6
|
16:30
|
|
|
|
|
|
|
21.39
|
7
|
17:00
|
26.0
|
|
0.4
|
|
|
|
-11.66
|
8
|
17:30
|
15.2
|
3.2
|
0.4
|
28.2
|
52.2
|
0.8
|
0.41
|
9
|
18:00
|
10.8
|
3.3
|
0.2
|
33.0
|
51.7
|
1.0
|
4.09
|
10
|
18:30
|
9.2
|
2.7
|
0.2
|
35.0
|
51.9
|
1.0
|
5.68
|
11
|
19:00
|
9.4
|
4.7
|
0.4
|
33.4
|
51.7
|
0.4
|
5.47
|
12
|
19:30
|
10.8
|
6.5
|
0.4
|
32.0
|
49.3
|
1.0
|
4.09
|
13
|
20:00
|
13.2
|
2.8
|
0.2
|
29.6
|
53.8
|
0.4
|
2.01
|
14
|
20:30
|
9.6
|
6.8
|
0.2
|
31.8
|
51.2
|
0.4
|
5.26
|
15
|
21:00
|
10.0
|
3.6
|
0.2
|
30.6
|
55.4
|
0.2
|
4.86
|
16
|
21:30
|
11.0
|
8.3
|
0.4
|
21.6
|
58.1
|
0.6
|
3.91
|
17
|
22:00
|
10.0
|
6.3
|
0.2
|
30.0
|
53.3
|
0.2
|
4.86
|
18
|
22:30
|
13.8
|
6.3
|
0.2
|
28.6
|
50.9
|
0.2
|
1.53
|
19
|
23:00
|
11.4
|
6.9
|
0.4
|
29.2
|
51.9
|
0.2
|
3.54
|
20
|
23:30
|
12.2
|
4.8
|
0.2
|
29.8
|
52.6
|
0.4
|
2.85
|
21
|
0:00
|
11.4
|
6.7
|
0.2
|
29.0
|
52.5
|
0.2
|
21.81
|
22
|
0:30
|
11.4
|
2.8
|
0.2
|
28.6
|
56.6
|
0.4
|
21.81
|
23
|
1:00
|
13.0
|
3.1
|
0.2
|
25.8
|
57.7
|
0.2
|
21.95
|
24
|
1:30
|
13.4
|
6.4
|
0.2
|
25.8
|
54.2
|
0.2
|
21.99
|
25
|
2:00
|
14.8
|
9.1
|
0.2
|
23.0
|
52.5
|
0.4
|
22.13
|
26
|
2:30
|
14.8
|
10.8
|
0.2
|
24.0
|
50.0
|
0.2
|
22.13
|
27
|
3:00
|
15.0
|
8.0
|
0.2
|
23.8
|
52.8
|
0.2
|
22.16
|
28
|
3:30
|
15.8
|
|
0.4
|
22.2
|
|
|
22.29
|
29
|
4:00
|
15.6
|
|
0.4
|
21.0
|
|
|
22.25
|
30
|
4:30
|
15.6
|
|
0.4
|
17.0
|
|
|
22.25
|
31
|
5:00
|
17.0
|
|
0.2
|
14.6
|
|
|
22.58
|
32
|
5:30
|
15.6
|
|
0.2
|
15.6
|
|
|
22.25
|
33
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6:00
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15.8
|
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0.2
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15.2
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22.29
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34
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6:30
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16.8
|
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0.2
|
16.0
|
|
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22.52
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35
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7:00
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17.0
|
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0.4
|
13.6
|
|
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22.58
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36
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7:30
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16.0
|
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0.2
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7.8
|
|
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22.33
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根据煤气分析判断料线深度,判断原则是:H2上升接近CO2值时,料面在炉身下部;H2>CO2时料面进入炉腰;CO2回升,料面进入炉腹;N2开始上升料面进入风口区。而高压改常压定的条件是:煤气中H2>6%;煤气中O2>2%,炉顶压力剧烈波动,频繁出现尖峰;煤气系统发生异常时;风量少于1000m3/min时。达到上述之一,可做停煤气手续。在实际操作中,由于降料面时间受到压缩,而且过程控制非常平稳,没有出现频繁爆震现象,所以改常压时间在氢气超标时才进行停煤气。如图2,是降料面过程中煤气的成分曲线。
图2 降料面煤气变化图
降料面记事见表3
表3 降料面记事
时间
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事由
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10:58~11:06
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休风前低压
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11:06~13:38
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预休风乘机换7#\10#风管
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13:52
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提顶压到0.06MPa
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14:15
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提顶压到0.09MPa
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14:50
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14#风口坏减水1/2
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15:35
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改常压
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15:38~15:48
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休风前低压
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15:48~16:35
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休风换14#风口,临时堵14#风口
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16:50
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提顶压到0.05MPa
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16:57
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提顶压导0.07MPa
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17:00
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14#风口吹开
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17:02
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提顶压导0.09MPa
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17:22
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热风压力由0.183MPa↗0.201MPa,顶压0.090MPa↗0.136MPa
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17:35
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热风压力由0.193MPa↗0.195MPa,顶压0.090MPa↗0.103MPa,
减风由2920m3/min↘2650m3/min↘2510m3/min↘2300m3/min
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17:40
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退顶压到0.08MPa
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19:05
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顶压0.080MPa↗0.085MPa,风压无变化
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19:13
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减风,风量由2600m3/min↘2300m3/min
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22:13
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改常 压
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22:17
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切瓦斯
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23:18
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爆震热风压力由0.045MPa↗0.046MPa,顶压0.020MPa↗0.023MPa,
风量由1600m3/min↘1560m3/min
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0:55
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爆震热风压力由0.038MPa↗0.04MPa,顶压0.017MPa↗0.024MPa,
风量由1475m3/min↘1357m3/min
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1:22
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爆震热风压力由0.038MPa↗0.040MPa,顶压0.018MPa↗0.022MPa,
风量由1492m3/min↘1411m3/min
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1:34
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减风
热风压力由0.038MPa↘0.033MPa,顶压0.018MPa↘0.015MPa,
风量由1470m3/min↘1340m3/min
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3:22
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减风
热风压力由0.03MPa↘0.027MPa,顶压0.015MPa↘0.014MPa,
风量由1300m3/min↘1220m3/min
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五 结语
二高炉这次封炉降料面,停炉是比较成功的。料面降到风口中心线以下,这是水钢历史没有的。大大降低了扒料的难度,为以后开炉创造了良好的条件,同时,为水钢以后停炉积累了丰富的经验。
成功之处主要是:
①、二高炉停炉前一直处于炉况顺行状态,并且,上月刚刚喷涂完,炉墙没有异常粘结。
②、把顶温控制在合理的范围,尽量减少打水量,避免因打水不匀引起爆震。
③、降料面前期风量可按全风量的90%以上掌握,随着料线降低,及时匹配合理风量,保持稳定的压差,这样可大大延长高压降料面的时间,既为后面料面进入炉缸消耗剩余焦炭争取了富余的时间,又减少了噪音和粉尘污染。
④、打水枪设计必须满足良好雾化和足够的打水能力,顶温控制主要由打水枪完成,并注意顶温变化及时调剂水量的大小。
⑤、合理的出铁时间。实践表明,在降料面过程中出两次铁是合适的,第一次铁宜早出,为第二次铁留有足够的铁量,以便第二次铁后料面有较大的沉降。
⑥、在降料面前的一个冶炼周期退至全焦负荷,并且提前停钒钛矿,适当加入洗炉料,保证炉缸活跃,为降料面创造良好的条件。
不足之处:
①、开始送风时炉顶温度高,开水量大,水量未控制好,到后期大水量偏大,风口温度低,渣铁分离差。
②、风温水平在降料面中期维持较低,导致风口涌炸。部分风口涌死,来回的捅才进风。
③、在后期控风过程中,由于风闸不好使,导致风量回零,部分风口来渣灌死(11#、12#风口)。
参考文献:
1.人.炼铁计算.冶金出版社
2.成兰伯.炼铁工业计算.冶金出版社