摘要沙钢3号高炉采用环保型INBA渣处理系统、铜冷却壁、高温内燃式热风炉、PW第四代并罐无料钟炉顶、法国陶瓷杯、软水密闭循环冷却等先进技术。由于开炉准备充分、参数选择合理、操作得当,高炉开炉后顺利达产,利用系数达到2.4,创造了国内2500m3级高炉达产的先进水平。
关键词高炉开炉利用系数达产
1概况
沙钢3号高炉是中冶南方工程技术有限公司设计、一冶施工的具有国内先进水平的大型高炉。3号高炉设计炉容2500m3,年生产能力210万t,综合燃料比495 kg/t,热风温度1 200℃。采用全静叶可调轴流鼓风机,DAVY塔煤气清洗设备,TRT,环保型INBA渣处理系统,配1个干渣坑(25 m×14 m)。冷却系统5~8段采用带燕尾槽铜冷却壁,可减薄炉墙厚度50%~60%,延长使用寿命。采用3座高温内燃式硅砖热风炉,设计寿命25年。炉顶装料系统采用PW公司第四代并罐无料钟炉顶,布料溜槽长度为3.7m,料罐容积45m3。炉缸采用法国陶瓷杯,日本NDK炭块和3层国产微孔炭砖,陶瓷杯壁厚350mm。铁口区域采用刚玉莫来石大块组合砖结构,以增加砌体结构的稳定性。冷却系统采用软水密闭循环系统和工业净化水路循环系统,确保足够冷却效果。炉前系统采用DDS液压泥炮和全液压开口机,半贮铁主沟长13.72m,宽3.46m。富氧喷煤系统引进德国技术,采用氧煤双枪喷吹,浓相输送,烟煤无烟煤混喷。
2开炉前生产的准备
(1)队伍建设。在2004年10月成立3号高炉车间,由原项目办人员和1、2号高炉抽调部分生产骨干,在3号高炉参与项目建设,跟踪质量和进度,同时把新工人派往1、2号高炉跟班进行生产培训和项目脱产理论培训。
(2)边建设边改造。结合1、2号高炉生产实践,对一些制约生产、影响工人劳动强度和环保要求的地方进行改造。
①主沟改造。l、2号高炉主沟钢壳与炉皮焊接,在热膨胀冷缩的热应力作用下,钢壳开裂,冷却主沟的冷风跑出,降低冷却效果,减少主沟寿命,又增加了不安全因素。3号高炉在主沟前端增加一段1.2m套壳,与主沟重合,使主沟在套壳内滑动,避免主沟开裂,保证风冷效果,延长主沟寿命。同时加强主沟维护与保养等一系列措施,使得主沟通铁量由1、2号高炉18万t内热修补一次延长到4个月不修沟,一次通铁量达到31万t(中间无热修补),创出了主沟通铁量国内最好水平。
②渣铁沟改造。在1、2号高炉因渣中Al2O3高,炉渣碱度波动,导致渣流动性差,渣铁沟凝结,清理不及时,导致慢风甚至休风,影响高炉生产。3号高炉将渣铁沟同步加宽加深,设计趋于合理,开炉后短时间将渣铁沟盖全部盖好,既保温又防尘,大大减轻工人清渣的劳动强度,又减少渣铁沟烟尘外冒、污染大气,使得炉台环境较为清洁。
③块矿仓增加振动筛改造。设计上共有12 个矿仓,其中4个块矿仓无振动筛,结合降本降耗要求,配料中增大块矿比例。沙钢块矿含粉率在10%~30%,比例加大后,大量粉末入炉,严重制约料柱透气性,影响高炉顺行。3号高炉率先在槽下增加4个振动筛,选用棒条型筛板,使筛板形成二次振动,既减轻对筛板磨损、延长筛板使用寿命,又增加了筛分效果,最大限度减少粉末入炉。3号高炉开炉后30天,块矿比超过15%,最高达17%,炉况稳定顺行。
④在高炉烘炉后期结合打压将下降管和重力除尘器DAVY塔进行烘烤,杜绝喷涂料脱落卡住卸灰阀,确保重力除尘卸灰正常。1、2号高炉因喷涂料脱落卡住卸灰阀,使重力除尘不能正常放灰,既影响DAVY塔除尘效果又增加放灰工劳动强度,还经常性慢风休风清理除尘器内脱落喷涂料。3号高炉在除尘器内加隔板,加密铆固钉并用烘炉的热风将喷涂料烘烤,使其高温脱水,达到预期强度,在开炉生产半年来运行良好,没有脱落现象,也没有因除尘器卸灰问题影响生产。
(3)开炉技术准备。根据1、2号高炉经验,优化制定了3号高炉开炉方案,为3号高炉顺利开炉迅速达产提供依据。开炉方案如下:①各系统单机联动调试方案;②热风炉烘炉方案;③铁口泥包,烘炉导管制作方案;④净环水一软水送水试压及功能调试方案;⑤高炉烘炉方案;⑥气密试验和检漏打压方案;⑦枕木填充方案;⑧开炉配料计算及装炉方案;⑨无料钟炉顶功能验收及装炉方案;⑩点火开炉及出铁计划;⑩降Si达产计划。
(4)开炉料选择。3号高炉开炉,各级领导非常重视,根据开炉方案提前编制原料计划,焦炭采用焦化厂生产优质二级冶金焦,烧结矿选用三烧360 m2烧结矿,球团矿选用加拿大球团矿和巴西卡球,块矿选用海南块矿。
开炉原燃料的质量要求:①烧结矿的质量要求:TFe>58,Fe0≤8%,S<0.02%,P<0.04%,CaO/SiO21.8~2.0,转鼓指数≥69%,粒度5~50mm,> 75mm≤5%,铁分波动±0.5%,碱度波动±0.05%,FeO波动±0.75%;②球团矿的质量要求:TFe≥ 63%,SiO2+A12 O3≤5%,S≤0.02%,P<O.04%,粒度6~16mm,转鼓指数≥90%,膨胀率≤15%;③块矿质量要求:TFe≥55%,S≤0.02%,P<0.04%,粒度20~40mm;④焦炭的质量要求:灰分<12%,S<O.7%,M40≥80%,M10≤8%,粒度20~70mm,≥ 75mm≤10%,CSR>60%,CRI<25%。
(5)开炉焦比的选择。开炉总焦比对开炉过程影响较大。焦比过高造成浪费,炉前工工作困难、劳动强度大;焦比过低,炉缸温度不足,渣铁流动性差,导致渣铁放不出,严重时会造成炉缸冻结。
根据1号、2号高炉的经验,3号高炉开炉炉料焦比确定为2.75,正常料焦比650kg/t,正常料碱度0.93,A12O3<17.5%,MgO7%一9%。
(6)炉料填充顺序。采用枕木填充炉缸,枕木间保持一定的距离,填充料顺序为枕木、净焦、空焦、正常料。
3 开炉操作
(1)各系统检漏打压并联动调试,然后测料流轨迹和料面,烘烤炉前渣铁沟使高炉具备点火条件。
(2)开炉参数的确定。①送风风口Ø130mm×16个,总送风面积0.212m2,间隔堵12个风口,点火风量1 250m3/min,30h内加风到2600m3/min。②装料制度。采用螺旋式重量布料方式,布料矩阵 65432 543
C32224O243,料线1.5m,矿石批重28t,焦炭12t,焦比639 kg/t铁(正常料)③入炉料配比。烧结矿60%,海南块矿20%,球团矿17%,锰矿3%,总焦量1143 t,石灰石55 t,白云石72 t,硅石74 t,烧结矿370t,球团矿105t,海南块矿123t,烧结锰矿18t。
(3)开炉情况。4月17日各项准备工作结束后于11:58送风点火,点火温度816℃,风量l 250m3/min,随着料柱的加热,风压逐渐上升。2 h后开始下料,5 h经爆发试验,煤气含氧量检测合格后,引煤气入总管网,16:16引煤气结束,顶压30kPa。18日13:48西场出第一炉铁,由于吹铁口时间长,点火后西铁口喷吹17 h,东铁口喷吹18 h,首次开铁口比较容易,未烧氧,只用一根钻杆一次将铁口钻开,先来铁约100 t后见渣。因渣铁分离较好,物理热充足,铁直接入罐送炼钢,渣走干渣坑,约60t后改走INBA,粒化水渣350t。15:32来风堵口。
首次铁铁水成分:[Si]=6.01%,[Mn]=1.23%,[S]=0.007%,[P]=0.117%;炉渣成分:(SiO2)=34.65%,(CaO)=35.06%,(S)=1.20l%,(MgO)=8.07%,(A12O3)=17.03%,R2=1.012。出铁量206.5t,铁水温度1437℃。
前期出铁情况见表l。
4达产过程
开炉初期,因炉顶均压放散阀故障和主卷扬电机烧坏,单电机工作,慢风休风较多,休风率达10.3l%(4月),在故障消除,新电机更换好以后,经过一段试生产设备磨合期,3号高炉生产日趋稳定,并顺利达产。在开炉30天日产达到4600t/d,38天达到5000t/d,在7月24日(开炉不足100天)创全焦冶炼日产铁5 859t/d的好成绩,并且在l0月1日首次突破6000t/d达到6033t/d,在9月、10月2个月创炼铁厂单炉日产最好水平,平均日产分别达到5430t/d和5450t/d。9月、10月高炉主要技术经济指标见表2。
(1)炉温的调整。开炉后15天操作参数见表3.
为了不影响高炉寿命,炉温平稳过渡和减少炉前工作量,开炉后冶炼铸造铁3天,4月21日起、[Si]降至1.0%左右,在4月27日开炉10天起[Si]控制在0.6%一0.8%。
(2)炉渣碱度控制。3号高炉炉底炉缸采用日本NDK炭块和法国陶瓷杯砌体复合炉衬技术,可提高铁水温度。在烧结矿中配加白云石,高炉配加锰矿,使渣中MgO控制在7%~9%,虽然渣中Al2O3=15%。17.5%,R,控制1.1~1.15,炉渣流动性良好,能满足高炉生产需要。
(3)合理送风制度。高炉顺行依赖于炉缸活跃和中心煤气流畅通。3号高炉以平均每天开1个风口的速度逐步增加风量,标准是维持风速不变。在开炉20天,风量达到全风量的80%,保证风速在200~210m/s,每捅开1个风口风量可增加200~300 m3/min。
(4)炉顶压力调整。3号高炉DAVY锥对炉顶压力调节比较灵敏可靠,顶压波动小,在风量达到3800m3/min时,顶压控制在150 kPa。风量加全4600m3/min,顶压控制在190kPa,控制适当压差ΔP=145~155 kPa。
(5)抓好精料工作。①3号高炉开炉后,焦炭量不足是制约生产的主要环节,每天焦炭缺口在1500t/d,当时l号高炉炉况不顺,3号高炉立足本车间,与2号高炉平均分配补充落地焦,每天。700~800t/炉;②合理利用焦丁,与矿石混装,既节约焦炭,又改善矿石层透气性;③加强块矿过筛,改造振动筛后,合理调整闸门宽度,及时清理筛网堵塞情况,最大限度筛除粉末,减少粉末入炉,确保料柱透气性,实现稳定顺行。
(6)狠抓操作管理。加强岗位练兵和人员培训管理,规范工长和炉前操作,制定详细的操作方针,细化操作,加强检查与监督。