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萊鋼2#1880m3高爐于2018年7月12日點火投產(chǎn),從選擇開爐料及其填充方式、提高烘爐效果、開爐初始制度和加風節(jié)奏以及送風過程中的爐熱爐況調(diào)整等方面優(yōu)化開爐過程中的爐溫平衡,取得了良好的效果。開爐第6次鐵水溫度達到1500℃,后續(xù)的降硅過程平穩(wěn)進行,第13次出鐵時鐵水硅降至1.0%以下。從開爐準備和點火送風2個階段介紹了萊鋼2#1880m3高爐開爐過程中的爐溫平衡操作和實際效果。
1 前言
萊鋼2號1880m3高爐于2018年3月15日實施18h計劃檢修,期間為加強對碳磚侵蝕情況的監(jiān)控,在爐底加裝電偶,發(fā)現(xiàn)溫度達到930℃,經(jīng)研究決定實施高爐大修。原計劃122d,實際119d,于2018年7月12日18:16點火開爐。開爐后50h風量4000m3/min,實現(xiàn)全風作業(yè),3d實現(xiàn)日達產(chǎn),利用系數(shù)2.27,產(chǎn)量4270.16t。開爐期間的爐溫平衡控制出色,為高爐快速達產(chǎn)奠定了良好的基礎。
2 開爐準備階段
開爐準備階段主要有開爐料的選擇、烘爐、開爐料的填充以及高爐初始制度的選擇等,開爐料需要保證開爐后爐內(nèi)充分升溫,保證初渣鐵的溫度和流動性。制定正確的高爐填充料裝入方案和高爐初始制度,是在高爐送風初期形成合理的軟熔帶保持良好爐況的基礎,是高爐順利開爐的關鍵。烘爐的目的是緩慢蒸發(fā)高爐內(nèi)耐火材料砌體內(nèi)的水分,提高砌體整體強度,烘爐的效果一定程度上影響開爐初期的熱量平衡。
2.1 開爐料選擇
本次開爐借鑒1號1880m3開爐經(jīng)驗,開爐料分9段裝入,開爐料的總焦比3.5t/t。第1段裝干渣、鋪底焦和硬雜木;第2段裝凈焦;第3段裝空焦;第4~9段裝正常料,礦焦比平穩(wěn)過渡。第6段金屬料負荷分配按照由下到上0.6、0.8、1.2、1.6、2.0、2.2,九段負荷料焦比2780~758kg/t,全爐渣比>800kg/t,正常料爐渣堿度為1.05,空焦堿度1.1,全爐堿度0.8。本次開爐料結構為:燒結礦75%,球團礦25%。填充料在爐內(nèi)落下距離長,易粉化,為此對開爐填充料的質(zhì)量有一定的要求,同時要求篩分干凈,入爐粉末少,稱量時礦石的排出速度控制在合適范圍。開爐前提前將燒結礦倉1#~4#全部更換為單層篩,焦炭15#、16#更換為30mm振篩。
2.2 烘爐效果
萊鋼2號1880m3高爐本次大修爐缸爐底為濕砌超微孔碳磚,采用美固美特澆注料整體澆筑代替原陶瓷杯墊,本次烘爐重點是爐缸、爐底的澆筑料及碳泥里的水分。由于沒有烘爐經(jīng)驗可以借鑒,按照升溫、恒溫、再升溫、再恒溫和降溫幾個階段的烘爐模式,同時根據(jù)本次爐缸砌筑與澆筑情況,延長150℃恒溫段至60h,后因煉鋼檢修滯后,600℃恒溫段由72h延長至102h,總烘爐時間由8.75d延長至10d19h。烘爐結束時廢氣取樣結果烘爐水分與大氣水分差值在1g/m3之內(nèi),達到烘爐要求。
本次烘爐嚴格按照烘爐曲線進行烘爐,烘爐結束后檢查爐缸澆筑情況,沒有發(fā)現(xiàn)裂紋,也沒有發(fā)現(xiàn)料子脫落現(xiàn)象;烘爐期間進行灌漿作業(yè),灌漿結束后,在封板以上(標高5.8m)及4層冷卻壁中部各開4個排水排汽孔,防止灌漿料糊堵排氣孔,烘爐期間水汽有效排除,開爐后風口帶仍有水流排出;開爐后爐底封板四周及附近排水排汽孔有煤氣火,鑒于本次烘爐排水排汽情況,如有類似澆筑爐缸烘爐可以磚襯表面埋設的熱電偶溫度為準,風溫為參照,烘爐時送風比不能超過0.6。
2.3 開爐料填充
萊鋼2號1880m3高爐在爐料填充初期,為保證裝入爐料不碰撞爐墻,凈焦按16°、空焦按22°進行固定傾角旋轉(zhuǎn)布料。為了填平中心,保證料面平整,中心略高,最后1批凈焦(即第25批凈焦)按照10°布在中心位置;最后1批空焦(即第18批空焦)改為凈焦按照10°布在中心位置。凈焦和空焦布完后,為了得到較好的料面形狀,采用多角度多環(huán)布料裝入焦炭,把爐料鋪開,調(diào)節(jié)料流閥開度控制布料圈數(shù)在10~12圈,當料線到6m時,根據(jù)實際料面情況調(diào)整布料檔位,逐漸形成最終理想的料面形狀。本次裝料為確保布料均勻、料面平整,按要求凈焦、空焦每6罐倒1次β正反轉(zhuǎn),金屬料每2批倒1次β正反轉(zhuǎn),從最終料面形狀來看,料面均勻,東北方向料線相差最深不超過1m。
2.4 開爐初始制度的選擇
萊鋼2號1880m3高爐開爐復風堵10個風口,18個風口送風,風口面積0.217㎡,初始風量為1800m3/min,風溫為850℃,結合布料測試結果,并參照萊鋼1號1880m3高爐開爐的布料制度設定初始布料制度。
3 送風過程中的爐溫平衡
送風后最重要的是盡快提高爐缸溫度,使初渣具有相當高的溫度及良好的流動性,易于排出。送風初期爐內(nèi)蓄熱不充分,考慮到可能發(fā)生突發(fā)事故引起高爐休風,要根據(jù)蓄熱情況慎重增加負荷,鐵水溫度高低是爐內(nèi)蓄熱狀況的最可靠表征。萊鋼2號1880m3高爐通過控制加風節(jié)奏、調(diào)節(jié)風溫、調(diào)整負荷平衡送風后的爐溫,同時嚴格管控送風過程中的爐況,有變化及時調(diào)整,確保爐況的穩(wěn)定運行。
3.1 加風節(jié)奏
軟熔帶形成之前,該過程主要進行硬雜木燃燒,爐內(nèi)物料預熱,高爐可以接受較快速度加風。但是考慮到硬雜木的均勻燃燒,為保證料面均勻下降,避免燃燒過快造成下部空間騰出過快導致崩滑料不斷,對軟熔帶形成出現(xiàn)不利影響,該階段有一個適當?shù)募语L速度。軟熔帶一般在送風后8~12h形成,在軟熔帶形成過程中,煤氣中CO含量出現(xiàn)急劇升高,利用率上升,高爐的壓差不斷升高,易出現(xiàn)連續(xù)崩滑,該階段需減緩加風速度或不進行加風操作。萊鋼2號1880m3高爐送風后在引煤氣之前風量維持1800m3/min不變,引煤氣后開始開風口加風,原則上每次加風不超過200m3/min。優(yōu)先開鐵口附近的風口,開風口以實際風速為依據(jù),實際風速為220~260m/s。開爐期間風量頂壓的變化趨勢見表1。
在送風后13h,風壓開始逐漸上行,透指由24降低至21.5,最低21.3,期間未有崩料現(xiàn)象發(fā)生,為過渡軟熔帶形成,減風200m3/min過渡。軟熔帶形成之后主要根據(jù)高爐爐況進行加風,同時平衡好爐熱狀態(tài)。當高爐順行、風壓在合適的水平、下料均勻、無管道或懸料等異常情況,可適當加快加風節(jié)奏。出首次鐵后的加風速度需結合爐前作業(yè)情況進行。本次軟熔帶形成后爐內(nèi)透指持續(xù)偏低,開風口加風減慢進行。送風后19h透氣性改善,開始逐步開風口加風,送風后20h,開風口4個,風量最大2700m3/min,至首次鐵前共22個風口送風。
萊鋼2號1880m3高爐在軟熔帶形成后平均每小時風量增加200m3/min。從開爐實績看,本次開爐加風速度在軟熔帶形成之前偏快,造成高爐風壓高,在今后的開爐加風時可放緩前期加風速度,根據(jù)爐溫實際情況可加快20h后的加風速度。
3.2風溫的調(diào)整
開爐初期風溫的使用有利于快速加熱爐缸,萊鋼2號1880m3高爐開爐時初始風溫為850℃,之后按照一定節(jié)奏提高風溫。在軟熔帶形成期間,風溫暫時維持;確認爐況穩(wěn)定順行后,按照計劃速度逐步增加風溫;開爐3d后風溫穩(wěn)定到(1150±10)℃,5d后風溫達到(1200±10)℃,風溫穩(wěn)定后有利于綜合負荷的穩(wěn)定,保證鐵水熱量。開爐期間風口數(shù)量和風量、風溫對應情況見表2。
3.3 負荷及布料制度調(diào)整
7月13日引煤氣后第8批料焦比由758kg/t調(diào)整為665kg/t,金屬料負荷2.6kg/t;第23批將焦比調(diào)整為580kg/t;第29批開始每批配加錳礦500kg;56批料后停配錳礦。14日第16批焦比調(diào)整為530kg/t,33批開始每批配加錳礦500kg。14日夜班風溫1000~1050℃,燃料比按643kg/t進行平衡;白班風溫1000~1045℃,燃料比按590kg/t進行平衡,火焰溫度2200~2250℃,風速220~240m/s。7月13日第10批,期間為疏導中心氣流,將中心圈焦炭加到7圈。14日33批為控制邊緣氣流,繼續(xù)疏導中心氣流將料制調(diào)整為:C。第116批焦比調(diào)整為420kg/t,配料堿度1.29,配料Si0.7%,燃料比530kg/t,基本接近正常生產(chǎn)水平。開爐期間12-15日詳細裝料情況見表3。
3.4 爐況調(diào)整
送風過程中沒有進行大幅度的氣流調(diào)整,說明本次開爐的初始制度選擇合理,但開爐過程中仍出現(xiàn)了風壓高的現(xiàn)象,送風過程中主要出現(xiàn)兩次持續(xù)高風壓:第一次是送風初期軟熔帶形成過程中的透氣性變差導致壓差逐漸上升。通過控制風量和調(diào)整料制,待軟熔帶形成后,風壓逐漸降低。第二次是爐前作業(yè)不理想、爐缸儲渣鐵量多導致。西鐵口深,東鐵口淺,時間持續(xù)2d,2場出鐵量不均勻,西鐵口出鐵速度偏低,有鐵后憋風現(xiàn)象。開爐初期因爐溫高、渣量大,給渣處理系統(tǒng)帶來較大壓力,因渣處理故障埋皮帶造成未噴堵口一次。
4 開爐爐溫平衡效果
7月13日11:40東鐵口煤氣火逐漸減小,渣糊堵,累計風量158萬m3。12:28東鐵口燒開后噴鐵花、噴渣,堵口。13:35西鐵口渣糊堵后燒開,噴渣鐵和焦炭,堵口。15:10-15:17西場出第1爐鐵,出鐵約3t,出渣約6t,爐溫3.647%,累計風量202.9萬m3,渣鐵量少放火渣。17:00-18:02西場出第2爐鐵,出鐵約30t,出渣約50t,爐溫4.189%,熱量最高1421℃。19:36-20:02東場出第3爐鐵,投用撇渣器,出鐵約80t,渣50(t?;?,爐溫3.798%,鐵水熱量1405℃,渣鐵流動較好。本次開爐爐溫在控制范圍內(nèi),與配料計算爐溫相適應,由于硫磺稍高鐵水熱量不足,隨金屬料堿度逐漸作用,鐵水硫磺降低,熱量逐步升高。14日8:25西場第7次開口鐵水溫度維持在1510℃以上。東場第9次開口后,爐溫基本穩(wěn)定在1.2%以下,開始計算爐次,高爐進入爐溫調(diào)整階段。
5 結語
高爐開爐的爐溫水平是爐料結構和品質(zhì)、實際烘爐效果、爐料填充方式、合理的開爐操作制度和開爐過程爐熱平衡以及送風過程中爐況順行的綜合結果,出鐵后的降硅過程則根據(jù)實際爐溫情況,通過提高產(chǎn)量和負荷,用風溫和噴煤進行平衡。萊鋼2號1880m3高爐開爐首次鐵水溫度和降硅過程表明,在開爐過程中爐溫平衡各環(huán)節(jié)均得到有效控制,配合良好,可供此類型高爐開爐參考和借鑒。
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