摘要 对安钢6号高炉短期减风后操作参数的合理控制进行了分析探讨。阐述了实际生产中调整矿批、
煤量、氧量、碱度、出铁、水压、水量、风温等参数的方向和幅度;总结指出目前生产状况下,减风后如果无富氧,继续向高炉喷煤的适宜风压最好不低于130kPa,此时煤量最高9.5t/h。
关键词 高炉 减风 操作
安钢6号高炉(有效容积380m3),设计1个铁口,1个渣口,14个风口,陶瓷杯综合水冷炉底,1999年元月建成投产。2005年5月开始富氧喷煤强化冶炼,全年实现利用系数3.62t/ m3ּd,焦比504kg/t,煤比62kg/t。2005年10月,随着毗邻的安钢2200m3高炉投产后,炼铁厂生产组织以确保大高炉生产为主,6号高炉经常出现短期减风情况。进入2006年,集团公司在铁前系统推行学习邯钢,稳产降耗,降本增效。因此,面临相对频繁减风的现象,如何合理控制操作参数,稳定高炉顺行,尽量实施低硅低硫冶炼,就显得越来越重要。本文对6号高炉短期减风后操作参数的合理控制进行了分析及探讨。
1 减风原因
2.1外围条件
6号高炉因为外围条件减风,大致有两种情况:
一是原燃料供给紧张。2200m3高炉投产后,由于种种原因未实现同步喷煤,喷煤后煤比较低,保证大高炉焦炭后,造成6号高炉焦仓严重不足。高炉每天必须从原料场倒运许多焦炭。但是这些运焦皮带同时又担负着给大高炉和6、7号高炉上生矿和球团的任务,交叉作业十分繁忙。6号高炉目前焦仓达到一半的情况很少,2006年2月7日曾经出现焦炭空仓,被迫休风3小时等待上焦炭。有时集团公司105m2或360 m2烧结机出现故障,也曾致使高炉减风。
二是渣铁罐配备及运行不正点影响。大高炉投产后,给生产组织带来了很多困难,特别对渣铁罐配备及运行提出了较高要求,但是这又涉及到集团公司100t转炉和刚投产的120t转炉炉卷轧机运行状况。2006年2月份,6号高炉出现6次一个班出了4次铁,比正常少出一次铁,下个班不得不一个班出6次铁来赶铁次。
2.2 高炉内部情况
出现减风现象,还有高炉内部自身原因,比如象长时间亏料线,减风堵铁口,高炉难行等。不过6号高炉一直长期稳定顺行,这些原因引起的减风时间一般不超过2小时,次数也很少。
3 减风对高炉的影响
3.1 [Si]、[S]波动幅度大
高炉刚开始减风,一般情况下,随着风量的减少,料速变慢,单位生铁的热量增加,会出现炉温上行,[Si]升高[S]降低。不过随着时间的推移,待减风后的炉料下达到炉缸,又会出现[Si]降低[S]升高,波动幅度比全风操作时大。
3.2 煤气流变化
高炉全风作业,鼓风动能有一个合适的范围。6号高炉全风风量6.1万m3/h,风压194 kPa,进风面积0.1334m2,由文献[1]所给公式E=(1/2) ּmv2=(1/2)ּ(ρ0Q0/gn)ּ{(Q0/nf) ּ [(273+t)/t] ּ(1/p)}2,可计算出风速为202m/s,鼓风动能约为3256kgּm/s。伴随着高炉减风,入炉风量减少,鼓风动能变小,致使高炉边缘气流发展,中心气流不足,如果减风时间太长,容易造成炉缸堆积,对高炉脱硫和稳定炉温十分不利。
3.3 炉墙及炉顶温度
高炉全风操作,稳定顺行,与具有良好的操作炉型相适应,一旦减风,边缘气流发展后,常常出现炉身温度偏高,炉腰温度降低,而炉顶温度上升。对于6号高炉,风压由200 kPa减到150 kPa范围时,一般都是发生上述现象,但是减到150kPa以下后,炉顶温度有明显不同,不是升高而是较全风时降低。
3.4 出铁及煤粉燃烧
减风后,随着风压和料速的减少,高炉出铁量变少。开始减风时要避免在出铁前进行,尽量在出铁将要结束时减风,以进一步出净渣铁。6号高炉焦仓紧张时,若厂调度先控制氧量,再要求减风后,煤粉在炉内燃烧率下降,置换比降低。这在实际生产中可以印证。减风减氧后2~3个小时,渣铁物理热变差,尤其是炉渣变得粘稠。结合文献[2]分析认为未燃烧煤粉增多进入渣中,是一个不可忽视的影响因素。
4 操作参数的控制
4.1矿批及煤量
针对高炉短期减风后对高炉的影响,6号高炉风压在200kPa至180kPa之间变化,可考虑维持原来的矿批。如果再减到180kPa以下风压,要适当退矿批,一般由原来的13000kg退至12500kg或更小。这一方面缩小矿批加重了边缘气流,防止减风后边缘气流过分发展,另一方面缩小矿批利于疏松料柱,特别在风压不全时,小矿批便于煤气流穿过料层,增加透气性。减风后短时间[Si]升高,此时可以在减风的同时减煤量,使炉温下行,减煤量也提高了煤粉在减风后的燃烧率。但是炉温在一定时间后又要比全风时更低,故减煤量前期可大些,后期可以适当回些煤量。
矿批及煤量的变化幅度由高炉综合焦炭负荷来确定。减风时退了矿批,应根据所减至的风量估算出每小时的料速,从而由综合焦炭负荷计算出需要向炉内喷吹的煤量。考虑到边缘气流发展,煤气利用率降低,此时的综合焦炭负荷一定要比全风操作时低。所要低的数量视当时的炉温、原燃料和操作经验判断得出。
4.2 氧量及渣碱度
6号高炉减风至150kPa以上时,伴随着退矿批,可还维持原来的氧量或略低于全风时的氧量,一般在2000m3/h左右。如果风压在150kPa以下,要考虑减氧量。具体情况由减风的原因决定。减氧量料速减慢,利于缓解焦仓紧张;另外减氧量,单位时间内炉内产生的渣铁变少,对于渣铁罐不正点,利于保证铁量在高炉的安全容铁量以下。高炉难行时,减氧量或停氧,可降低风口理论燃烧温度,对恢复炉况顺行有益。减氧量比减风更经济实用。但在炉稳低,渣铁流动性差,减风控制料速提炉温时,最好不要减氧量,以提高渣铁物理热,避免减风后煤粉燃烧率降低,确保单位生铁的热量增加。
减风后要适当上调碱度配料计算。调整了碱度的炉料下达炉缸,在一个冶炼周期之后,6号高炉大约4小时,此时炉温一般要比全风时低,另外由于中心气流变弱,炉缸活跃程度不够,[S]会相对升高,提高碱度恰好弥补了这一点,使[S]有可能在原来的控制范围内。
4.3出铁及水压、水量
减风后铁口钻得大小,应根据当时的风压、炉温高低、铁口深浅综合判断。一般要适当开得大些,尤其在炉温上行较多,[S]下降较多时。风压减至150kPa以下时,可适当控制水压,同时注意破损冷却壁进、出水量变化,为了防止向炉内漏水,可适当关小其水量。风压低于100kPa,必要时可关死严重漏水的冷却壁,加大炉皮喷水冷却。 2月23日高炉风压由200kPa减至130kPa达3个小时。在减至130kPa一小时后,水压由0.25MPa控制到0.21Mpa,高炉生产状况正常。但由于6号高炉目前处在炉役炉后期,炉底温度偏高。减水压的同时,一定要观察炉底冷却水管的流量是否有变化,如果水量减少,炉底温度有升高趋势,要想方设法控制这种现象发生,必要时重新升回原来的水压。
4.4 特殊情况处理
高炉由于种种自身原因,也常常减风,具体情况要区别对待。元月10日中班,6号高炉铁罐出满,铁口堵不上,被迫停煤停氧放风至80kPa堵铁口。由于炉况长期稳定顺行,确认堵口后,快速回风150kPa喷煤,再加到200kPa,逐渐恢复了各个参数,共用10分钟时间,对高炉炉况影响较少。如果因[Si]低[S]高减风,6号高炉喷煤以来,最低减风压由160kPa减至130kPa,此时煤量最多加到9.5t/h,氧量由0逐渐加到1200m3/h,煤粉燃烧可以,减风三小时后炉温回升,[Si]由0.26%上至0.66%。
5 减风增多后的生产效果
自2005年10月份以来,6号高炉短期减风次数及时间明显增加(具体对比情况如图1所示),但是合理控制操作参数后,炉况仍然一直稳定顺行,其相对频繁减风前后主要经济技术指标见表1。
![](uploadfile/jpg/2007-12/200712817854110.jpg)
6 实践体会
(1)高炉减风后,操作参数变化多且幅度大。高炉操作应以稳定炉况顺行和减少炉温波动为主。如果减风后发生连续滑料,必须注意再减风风压太低,无法向高炉内喷煤,造成炉子大凉。
(2)调整各个参数,一定要观察原燃料变化,尤其在焦仓紧张减风时。减风后喷煤应以风口焦炭运动活跃为参考。若减风后,风口一多半呆滞,料柱透气性越来越差,要果断停煤全焦冶炼。
(3)坚持使用全风温。如果必须撤风温,严禁超过2小时。渣铁连续出不完,往往易出现“渣憋风,铁憋料”,要防止炉内渣铁积存太多烧坏风口事故发生。
表1 安钢6号高炉2005年6月~2006年3月短期减风增多前后主要经济技术指标
项目 |
时间
月份 |
利用系数
t/m3·d |
焦比
kg/t |
煤比
kg/t |
风温
℃ |
富氧率
% |
CO2
% |
[Si]
% |
[S]
% |
短期
减风
增多
之前 |
6 3.88 497 71 942 2.14 19.31 0.62 0.033
7 3.76 494 86 955 2.27 19.08 0.64 0.028
8 3.54 495 81 947 1.87 19.02 0.65 0.030
9 3.77 454 124 981 2.88 19.05 0.66 0.032 |
短期
减风
增多
之后
|
10 3.67 470 109 984 2.64 19.00 0.66 0.028
11 3.40 395 136 959 2.00 18.88 0.60 0.033
12 3.67 432 90 936 2.64 19.05 0.62 0.033
1 3.19 430 146 975 2.74 19.29 0.61 0.033
2 3.24 401 154 998 2.55 19.28 0.56 0.035
3 3.78 403 158 1100 2.08 19.26 0.55 0.035 |
7结语
安钢6号高炉短期减风时间和次数增多后,通过合理控制操作参数,为维持高炉仍然稳定顺行奠定了基础。高炉短期减风后,要针对减风原因和时间,以稳定顺行和炉温为主,积极调整矿批、煤量、氧量、碱度、出铁、水压、水量、稳定全风温等参数。在目前生产状况下(煤比150kg/t),减风后如果无富氧,继续向高炉喷煤的适宜风压最好不低于130kPa,此时煤量最高9.5t/h。