郑红海 韩国朔 肖祖斌
(黑龙江省 伊春市西林区 西林钢铁集团公司炼铁厂 邮编153025)
摘要: 对西钢1260m³高炉开炉操作与达产实践进行了总结。通过制定周密的开炉方案和精心的开炉操作,开炉第4天,高炉利用系数达到2.0以上:实现了顺利开炉,快速达产。
关键词: 高炉;开炉;操作;达产
1概况
西钢六号高炉,设计有效容积1260m³,设有2个出铁口,炉前东西两个出铁场交替出铁模式,无渣口,全液压式开口机、泥炮,出铁采用贮铁式主沟,摆动溜嘴,两侧摆动出铁;20个风口,采用PW串罐无料钟炉顶;高炉6到8段采用铜冷却壁,新型陶瓷杯炉缸炉底,软水密闭循环系统;底滤法渣处理系统。高炉热负荷及高炉炉型在线监控系统,能有效的监测高炉各部位侵蚀情况和高炉的操作炉型。三座新型卡鲁金顶燃式热风炉;采用格子砖式蓄热室;采用全静叶汽托鼓风机送风;煤气处理采用干法布袋除尘,高炉煤气余压透平发电机组(TRT),降低成本。
西钢六号高炉是西钢第二座千立高炉,基于阿钢1080 m³高炉与西钢五号1260 m³高炉的开炉经验,在开炉前做了大量的准备工作:培训岗位人员、编制作业指导书及应急预案、制定开炉方案、设备调试、开炉料的制定与准备等。
2 开炉准备
2.1 热风炉烘炉
六号高炉配套的为三座卡鲁金式顶燃热风炉,在确定各部分阀门调试正常的情况下进行烘炉操作准备,确定烘炉时间为27天左右,第一步,用焦炉煤气缓慢升温至900℃以上,第二步,使用高炉煤气烘热风炉,烘炉曲线至规定水平;保证三座热风炉具备开炉条件。
表1烘炉数据
温度/℃ |
0-180 |
180-300 |
300 |
300-700 |
700 |
700-900 |
900 |
时间/h |
165 |
60 |
75 |
200 |
50 |
100 |
24 |
2.2 高炉烘炉
热风炉烘炉结束完毕后,随即对高炉进行烘炉,西钢六号高炉采用通体冷却壁冷却系统,高炉6至8段采用铜冷却壁,新型陶瓷杯炉缸炉底。高炉双号风安装一个“Γ”型烘炉导管。其下端为喇叭型,直径为Φ108mm。水平插入距风口0.5m,风口上部加装盖板。西铁口安装测温电偶。此次烘炉用时9天,炉底中心最高温度为600℃,综合讨论表明烘炉达到烘炉效果。
2.3 打压测漏
本次开炉对于高炉和热风炉系统的打压试漏给予高度重视。利用鼓风机对高炉和热风炉送风打压,对查出的送风系统、高炉本体、热风炉、煤气系统的漏点和阀门、人孔严密性进行处理。对高炉本体和热风炉系统共进行9次打压试漏,炉顶最高压力达到0.21Mpa,其中热风阀漏风、气密箱底座法兰漏风、以及其他人孔和沙眼漏风均得到了有效处理,减少了开炉后的设备故障,为开炉的成功打下了基础。
2.4 装料测试
全焦开炉,经高炉开炉小组慎重研究决定采用省内二级冶金焦开炉,相对于采用省外一级焦可大幅降低成本。由北京神网创新科技有限公司负责进行用激光网格测量料流轨迹,在装开炉料的同时进行测量,得到溜槽在不同角度时的料流轨迹,曲线和数据,快速得到料面形状图及每一批料在高炉直径上的位置处的料面深度和炉料堆角的准确数据。通过测量总结高炉在本厂原料条件下的布料规律,获得科学合理的布料参数,用以指导开炉装料和投产后的布料操作。
3 开炉与达产操作
3.1开炉料的选择
3.1.1全炉焦比
开炉配料焦比一般根据炉容大小、炉缸填充方法、原燃料条件、熟料比、风温水平等因素确定,此次开炉含铁料全为熟料,参考西钢五号高炉中修后开炉2.2t/t全炉焦比,此次全炉焦比也选择2.2t/t。正常料焦比为760Kg/tFe。生铁成分设定
表2生铁成份:(S元素85%进入渣中,Mn元素70%进入生铁) /%
Si |
Mn |
P |
S |
Fe |
3.0 |
1.0 |
0.045 |
0.030 |
94.0 |
3.1.2 炉渣成分的核算与调整
炉渣成分的核算是开炉配料计算中最为重要的部分,炉渣成分核算应考虑炉料在炉内分布的实际情况,对各部分炉料进行单独与汇总核算,不论单独核算还是汇总核算各成分都应在合理范围内;配料成分
核算应注意以下几个方面:
(1)二元、三元碱度的选择 多次的开炉实践证明二元碱度不易选择太低,二元碱度低炉渣流动性差,物理热不足,但也不可过高,应控制在0.95—1.05之间,三元碱度应选择在1.3—1.4之间。
(2)渣比的选择 根据目前国内开炉资料, 一般选择开炉渣比在600—1000kg/t以上,适当加大渣量,可以保证开炉初期有足够的液态物质,有利于加热炉缸,避免前期的渣铁物理热不足而影响流动性。
(3)炉料压缩率的选择与调整 为保证开炉装料的准确性,在开炉前对各种炉料的堆比重进行了测定,并对砌砖后的炉型尺寸进行了实测,在此基础上对全炉料进行了核算;压缩率的选择按炉料分布从下往上逐步减小,净焦15%、空焦13%、正常料11%;此次开炉装料分段进行,在每段料装料结束后对炉料体积进行核算,在装完净焦、空焦后发现炉料没达到预定的料线深度,及时分析原因,并核算体积后补充2批空焦。
表3装炉料 /kg
开炉料 |
批数 |
焦炭 |
萤石 |
锰矿 |
灰石 |
烧结 |
球团 |
负荷 |
焦比 |
净焦 |
39 |
7000 |
|
|
|
|
|
|
|
空焦 |
17(+2) |
7000 |
100 |
|
650 |
|
|
|
|
净焦+ 8 7000 100 正常料 30 7000 300 700 7100 7100 2.17 760 |
3.2 开炉操作
3.2.1参数的设定
六号高炉于7月25日22:36分送风,本次送风采用全风口缩径方式,送风风口20个,总进风面积0.1134325㎡,风量1200m3∕min,风速达到180m∕s,风温全送,不使用富氧。送风后15分钟后西侧有个别风口开始燃烧,总体为西侧风口较东侧先点燃。但送风后压量关系始终偏紧,在后续加风过程中也存在憋压现象,导致在随后的27小时内导致多次拉风坐料,由于多次坐料空尺较深达9m,适当补充焦量,并及时调整装料制度。于7月26日10:26引煤气,7月26日10:58铁口来渣,堵口后1小时打开西铁口出第一炉铁。随着渣铁温度的逐渐升高,出铁量以及渣铁流动性越来越好,炉况转顺。至此,高炉开炉初期阶段取得圆满成功,高炉初期操作结果如下:
表4开炉阶段操作技术参数见表
日期 |
风口面积/㎡ |
风量/(m3∕min) |
风压/ kpa |
风温/℃ |
风速/ m∕s |
矿批 /t |
产量 /t |
布料矩阵 |
26 |
0.113 |
1132 |
182 |
916 |
166 |
20 |
150 |
K:29/2 27/3 25/3 23/2 15/2 P:29/2 27/3 25/3 23/2 / |
27 |
0.113 |
1345 |
266 |
1128 |
198 |
22.3 |
1069.3 |
K:32/2 30/3 28/3 26/2 15/2 P:32/2 30/3 28/3 26/2 |
28 |
0.113 |
1307 |
271 |
1179 |
193 |
22.3 |
1409.4 |
K:33/2 31/3 29/3 27/2 15/2 P:33/2 31/3 29/3 27/2 |
29 |
0.189 |
1608 |
228 |
1147 |
141 |
22.3 |
573.1 |
K:33/2 31/3 29/3 27/2 15/2 P:33/2 31/3 29/3 27/2 |
30 |
0.189 |
2173 |
289 |
1159 |
192 |
28 |
2532.7 |
K:34/2 32/3 30/3 28/2 15/2 P:35.5/3 33.5/3 31.5/3 29.5/2 |
31 |
0.189 |
2366 |
336 |
1122 |
208 |
28.4 |
2859.7 |
K:34/2 32/3 30/3 28/2 21/2 P:35.5/3 33.5/3 31.5/3 29.5/2 |
1 |
0.189 |
2169 |
306 |
1134 |
192 |
30.6 |
2469 |
K:34/2 32/3 30/3 28/2 21/2 P:35.5/3 32.5/3 30.5/3 28.5/2 |
2 |
0.189 |
2180 |
297 |
1163 |
192 |
31.7 |
3297.1 |
K:34/2 32/3 30/3 28/2 21/2 / P:35.5/3 32.5/3 30.5/3 28.5/2 |
3 |
0.189 |
2329 |
338 |
1163 |
205 |
32 |
3292.3 |
K:34/2 32/3 30/3 28/2 21/2 / P:35.5/3 32.5/3 30.5/3 28.5/2 |
3.2.2达产技术经济指标
在全体员工不断的研究与摸索下,六号高炉于2013年8月2日生铁产量达3292.3t。高炉利用系数2.61。
表5开炉到达产技术经济指标
日期 |
风量/ (m3∕min) |
氧量/ (m3∕min) |
热风压力/kPa |
顶压/kPa |
压差/kPa |
顶温/℃ |
风温/℃ |
燃料比/(kg/t·Fe) |
产量/t |
7.26 |
1132 |
472 |
182 |
51 |
126 |
191 |
919 |
|
|
7.27 |
1345 |
1911 |
266 |
124 |
143 |
106 |
1128 |
795.55 |
1069.3 |
7.28 |
1307 |
2371 |
271 |
136 |
136 |
97 |
1179 |
633.75 |
1409.4 |
7.29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
休风 |
7.30 |
2173 |
2236 |
289 |
144 |
144 |
126 |
1159 |
606.18 |
2532.7 |
7.31 |
2366 |
1761 |
336 |
158 |
178 |
206 |
1122 |
579.52 |
2859.7 |
8.1 |
2136 |
1125 |
283 |
135 |
147 |
161 |
1131 |
581.5 |
2469 |
8.2 |
2180 |
3081 |
297 |
145 |
152 |
129 |
1163 |
569 |
3297.1 |
3.2.3提产操作与技术经济指标
从8月3日开始到达产的攻坚阶段。根据炉况顺行状态,炉温水平,逐步提矿批至34吨;风量2400 m3/min,风温不低于1170℃,富氧率在1%—1.5%,初期物理热不低于1450℃,碱度0.95到1.00,以上布料制度为:
K 2∕34 3∕32 3∕30 2∕28 2∕21 P 3∕35.5 3∕32.5 3∕30.5 2∕28.5;
在提产过程中,炉况顺行较好,无难行悬料情况。
表6达产后提产经济技术指标
日期 |
炉温/% |
风温 /℃ |
煤比/(kg/t·Fe) |
焦比/ (kg/t·Fe) |
综合焦比/(kg/t·Fe) |
燃料比/(kg/t·Fe) |
铁耗/(kg/t) |
产量 /t |
成本 /元 |
|
8.2 |
0.35 |
1162 |
138.15 |
369.4 |
497.8 |
569 |
896.8 |
3297.1 |
2187.14 |
|
8.3 |
0.61 |
1163 |
129.39 |
386.24 |
506.4 |
544 |
899.6 |
3292.3 |
2160.94 |
|
8.4 |
0.57 |
1174 |
121.85 |
399.31 |
517.15 |
553.95 |
928.27 |
3308.2 |
2279.67 |
|
8.5 |
0.69 |
1161 |
121.55 |
388.52 |
517.47 |
553.75 |
936.54 |
3298.7 |
2273.25 |
|
8.6 |
0.72 |
1183 |
112.71 |
380.51 |
490.65 |
524.46 |
915.77 |
3578.8 |
2130.86 |
4 总结
4.1 成功总结
本次开炉总体来说比较成功,但有一些细节还需要总结与反思,以下是本次开炉成功与不足之处;
(1)出好首次铁。开炉后的第一次铁能否顺利流出,是整个开炉工作的重中之重。为此采取以下措施:为使炉内燃烧净焦产生的高温煤气一部分加热炉缸,其余加热料柱,开炉时东铁口安装煤气导出管、西铁口安装燃烧器。点火后东铁口一直喷吹,直到铁口喷出渣铁后才堵口。西铁口送风后开始鼓入氧气和高压风,炉缸内加入木材燃点低,它能加热炉缸焦炭使其快速燃烧,快速加热炉缸从而提高进入炉缸内渣铁物理热,对首次出铁非常有利;
(2)开炉前准备较为充分,各个系统磨合较好,没有因设备故障影响开炉顺利;
(3)本次开炉总焦比的选择较合适,采用偏低碱度,同时加大锰矿配入量,改善了铁水流动性,降低了炉前的劳动强度;
(4)热风炉较快速的达到了高炉对高风温的使用需求,使渣铁物理热上升速度较快,为炉内降硅创造了有利条件。
(5)炉前撇渣器过铁眼留的大,大大降低了过铁眼因炉温高石墨炭堵死而引发铁进入渣槽发生爆炸的危险;
(6)快速投用喷煤、富氧,加快了降炉温的速度,随着炉况顺行情况稳步降低燃料消耗,为快速降低生铁成本提供了先决条件;装料前投入少量木材,达到了快速引燃炉缸焦炭的作用。
(7)开炉前认真吸取了阿钢1080m3高炉和西钢五号1260m3高炉开炉的成功经验,做到择优排异,考虑充分,使本次开炉没有发生大的安全和生产事故而影响开炉。
(8)使用临时撇渣器,出完铁后直接兑5炉铁水。防止前期渣铁流动性差堵死憋渣器,给炉前正常出渣出铁带来困难;又可以防止铁水粘罐,使铁水罐周转困难,影响炉内冶炼进程。
4.2 不足之处
(1)装料吹炉工作 虽然在布料测试时,利用夜间用冷风吹炉,但时间不足,原燃料水份大及灰尘较多,吹炉效果不太理想,导致开炉送风点火后,炉内透气性差,悬料次数多,影响开炉进程。
(2)一些设备设计不太合理,如:摆动流嘴与罐的落差太大,导致铁水喷溅较严重,很容易摆到罐外面,造成铁水落地事故或烧坏铁水称;加之配套炉前除尘未投入使用,出铁时炉前烟尘很大,炉前工作环境较为恶劣,为炉前人员正常作业带来较大影响。
参考文献
[1] 朱仁良,陈永明.宝钢4号高炉开炉技术的提升和发展[J].宝钢技术,2007(1): 7-10.
[2] 刘振均.宝钢大型高炉的开炉操作[J].炼铁,2005(supplement): 50-53.
[3] 朱仁良,陶卫忠.宝钢 4 号高炉投产 1 年实践[J].钢铁,2007(3): 5-9.
[4] 那树人.关于高炉冶炼某些技术经济指标的评价[J]. 炼铁.2012,4(2):60-62.
[5] 李东旭,李学金,于兴久,祁四清等.北营 3200m高炉技术特点[J].炼铁.2012,4(2):9-12.
[6] 张贺顺,王晓朋等.首钢京唐 2 号高炉中心加焦冶炼技术特点[J]. 2012,12(6):7-10.
[7] 王志君,王宝海,汤清华.新建高炉开炉操作中值得重视的问题[J]. 2010,10(5):18-20.