姜永龙 董拥军 李庆生 蒲永金 王国敏 杨意强
(河南亚新钢铁集团)
摘 要:对2#高炉焖炉及开炉、达产情况进行总结。2#高炉炉容630m3,双出铁场。2019年12月12日因环保要求焖炉停产,原计划停炉20天,后一直延迟到2020年3月28日,总计焖炉107天。复风时因组织得力,技术措施到位,过程控制较好,26小时开14个风口(共18个),48小时内风口全开,双出铁场投用,风量达到正常水平。
关键词:焖炉;氧枪;开炉;铁口
近年来由于环保压力较大,各钢铁集团冬季生产中频繁出现高炉焖炉、开炉的情况,对安全、生产、技术提出了更高的要求。期间有很多成功的案例,也有许多经验和教训。河南亚新钢铁集团公司地处豫北重镇安阳,近年来环保压力极大,曾出现过一年开停炉12次的情况。这就迫使我们要不断进取,深入思考如何在当前形势下,实现高炉的合理焖炉,顺利开炉,快速达产。集团公司总工程师姜永龙,结合集团其他单位1300m3高炉的焖炉开炉情况,对此次开炉提出了决定性的指导意见,并全程参与,最终实现了较好的结果。
2#高炉焖炉合计107天,通过开炉前彻底处理风口、铁口,为复风做好了准备。焖炉料全炉焦比2158kg/tfe,送风后未补加焦炭,焦比550——590——508——440kg/tfe,开炉过程【Si】最高1.69%,平均低于1.0%,但热量充足。同时配料过程要贯彻炉渣碱度和【Si】的匹配,重视上部布料矩阵。充分实现了姜总的理念:低硅高热量!煤气利用是关键!对开炉的顺利,起到了决定向的作用。
1 2#炉概况和停炉前的生产
2#高炉于2017年冬季大修,主要工作是改为双出铁场,炉体砌筑等。但仍有不足之处,突出的是630m3高炉风机配置为AV45—14,设计夏季风量2000Nm3/min,风机配置严重不足。2018年4月4日开炉后于2019年9月份达到最好指标,而同期配置AV50—15的1#高炉指标明显要好,对比如下:
1.1 焖炉情况:停产时初步计划为20天,所以全炉焦比选择2158kg/tfe,
1.1.1 焖炉料:(表2)
1.1.2 对焖炉料的认识:
本次复产情况来看,焖炉料基本合理。但还需要一些改进:
1)焖炉料18t矿批可以再缩一些到15t左右,以增加开炉时料柱透气性,以利于接受风量。
2)加入净焦的目的是加热炉缸,增加透气性、透液性,但净焦炉渣成分不合理,且渣量很小,反而不利于加热炉缸和炉渣排放,今后可考虑增加空焦量。
3)空焦中熔剂使用较多,虽然平衡了渣相,但需要吸收大量的热量,以后可考虑只用白云石来配空焦。
4)焖炉时间较长要考虑炉顶覆盖水渣,较少热量散失。
1.1.3焖炉效果
1)本次焖炉卸掉风口小套,里面用黄沙填实,再砌砖堵泥,泥表面涂上黄油封严。冷却水逐步减小直至关停,炉顶大放散开1/3。
2)从埋氧枪排出的渣铁量和复风第一次喷出的渣铁量都不大的情况看,高炉焖炉前最后一次铁出的非常干净,这是关键,保障了开炉炉缸存在的残余渣铁很少,炉缸的透液性良好。
3)焖炉后到复风前高炉料线变化1.5米左右。正常休风一般料线会自然萎缩一米料线,焖炉期间料线实际下降在0.5米。处理风口时,风口前冷凝渣铁较少,焦炭整体粒度可,无焦炭灰烬和红焦炭出现,风口上部焦炭有下落现象,顶温上升,说明焖炉中风口封闭严密,上部透气性尚好。
2 送风前准备
2.1 风口
26日对18个风口全部扒开,清理残渣铁和烧损焦炭。从现场实际情况看,风口区域很干净,除南铁口1#和18#风口有明显残渣和焦炭较碎外,其余风口比较干净,且焦炭粒度较好。所有风口清理完残渣铁和碎焦,用新焦和工业盐填满夯实。处理完风口,留下1#、2#、9#、10#、17#、18#用炮泥堵好,其余风口装好进风装置,并用砖堵好风口,保证不能被吹开,且风口要好开。本次开炉除10#风口最后被吹开外,其余风口正常打开,且打开难度不大,没有因为风口影响开炉,基本达到要求。
2.2 铁口
焖炉开炉的关键是铁口和风口必须烧通,不但要透风还必须要透液,同时加热炉缸。因此开炉前36小时开始两个铁口埋氧枪。南场卸1#、2#、17#、18#风口中套,北场卸9#、10#风口中套,埋氧枪50分钟后,风口开始有火焰冒出,随之越来越大,顶温开始出现上升。28日最高上升到51℃,上升25℃,炉内红外成像烧风口后期可看到亮点。第一只氧枪约埋5小时,拔出后有渣铁流出。28日继续从风口向下烧,且送风前烧铁口一直未停止。送风时,铁口处于开放状态。
2.3 其余各项准备工作均按新开高炉标准要求。
3 开炉过程
3.1送风风口选择
本次复风选择南铁口上方6个风口送风,占总风口数的6/18=33%,开炉过程几乎未出现风口涌渣情况,也是炉缸透液性较好的印证。
3.2 风温
由于热风炉可以提前烧炉,初期预计风温要800摄氏度,但是风温实际情况并不理想,长达四五小时在500多度,这是开始渣铁温度低的一大因素,风温低对初期恢复影响较大。
3.3 布料角度
本次开炉角度为:
焦:35(3)33(2)30.5(2)27.5(2),焦平均角:31.89
矿:33(2)31(2)28.5(2),矿平均角:30.83,角差:-1.06。
料线当时在5.5米,按正常计算亏尺4米,应该补充角度8度,角度外环在矿41度,焦炭43度,大大超过正常生产时的角度。后期印证炉况恢复没有问题,煤气利用比过去优化很多,煤气利用逐步上行很快到40%。后随风量增加,矿批扩大逐步增大布料平台,综合角差基本维持-1度。
初期风压低风量小大角度可以接受,附:煤气利用变化表:(表3)
3.4 焦比的选择
原则:焖炉高炉开炉,因开风口少,风量低,冶炼周期会很长,寄希望于送风后炉料下达会过程很长,能够及时提供热量的一是风温,更重要的是煤气利用!开炉焦比选得低一些,可以减轻炉前劳动强度,更可以很快达到正常生产状态,如果热量不足,还可以考虑喷煤。因此开炉焦比选择550kg/t,且没有加净焦。煤气利用好,焦比就可以参考正常生产的燃料比,就不会出大的偏差,恢复过程中燃料比就有标准。
炉缸的热量最终要渣铁到达炉缸才能有效提起来。这次开炉是空焦和负荷料下降到炉缸后热量才逐渐起来。所以煤气利用是关键。相反,煤气利用好,焦比太高,必然热量过足,炉子会大热,反到不利于恢复。
附:开炉角度和燃料比调整过程(表4)
3.5 炉温和碱度
开炉过程,铁水【Si】和碱度的对应非常重要,炉渣的流动性往往决定了恢复的进程!煤气利用好,就不能有高炉温。高炉温会使渣铁更加粘稠,流动性变差,出铁不好,炉前工作量大,不利于恢复,甚至烧风口。
碱度测算时宁低勿高,即使【Si】高,也要实现炉渣碱度不大于1.25,保证炉渣的流动性。附:出渣铁及炉温情况(表5)
3.6 开风口
以往开炉对开风口也很重视,制定了很多标准,比如时间间隔,风口水温差等。此次开炉未有一个风口损坏,贯彻了姜总的思想,遵循以下原则:
1)渣铁有一定热量,流动性好。
2)出铁铁口铁水成流,稳定。
3)打开铁口捅风口。
4)打开风口后,缩短出铁间隔时间。
5)负荷料未下达前可捅风口。
6)起始铁口要有一定深度,不低于1600mm,出铁正常要控制1.8m以上。
7)已开风口有涌渣或水温差偏高,不得捅旁边风口。已开风口工作状态较好,可开旁边风口。
附:开风口情况(表6)
3.7 风速
本高炉正常生产时表显标准风速在230-235米/秒左右。本次开炉除初期要求风温时风速超过正常风速外,其余90%时间风速低于正常时风速,在220-230米/秒间,这和我们复风方案里要求正常风速的90%-100%相符。
3.8 出渣铁
1)当渣铁流动性差时,钻进深度可在600mm,再平烧,铁口深度要大于1.5米,且使用有水泥,便于能及时开口。
2)随渣铁流动性变好,逐渐增加钻进深度,及时更换无水炮泥,铁口深度逐步维护到正常深度。
3)开口孔径大于正常生产情况。
4)要有铁口维护意识,有深度,烘干才能出好,这个情况和正常生产时要求一样,一定要想法铁口正常成流出铁,出好出尽。
5)30分钟出一次铁,基本满足节奏。
6)做好主沟夹层,开炉时要量主沟各点标高,按尺寸落实。
7)临时弊渣器使用较好。
本次开炉36小时主要参数曲线:
附:本次开炉重要时间节点(表7):
4 结语
本次焖炉107天,开炉效果较好,主要做好了以下工作:
1)下好焖炉料。
2)焖炉期间炉体密封好。
3)送风前铁口、风口烧通,炉顶透气。
4)布料大角度,提高煤气利用。
5)不需要高硅,需要好的物理热。
6)降焦比要快,提前考虑喷煤负荷。
7)铁水硅和炉渣碱度要很好的对应。
8)合适的机会捅风口。
9)对面剩3—4个风口可以考虑投双铁场。
10)临时蔽渣器效果较好。
5 不足之处
1)氧枪使用后期不好,虽然开炉氧枪起到了至关重要的作用,但埋氧枪技巧还需讨论总结。
2)炮泥质量不好,导致一次减风。
3)投北场时风压大,铁口烧氧太大,以后不建议多烧,透气即可。北场烧完后用有水炮泥堵口,开铁口时通道炮泥松软,煤气大,不宜烧。几次堵口,最后烧到2.2m,喷煤气火,后铁水自动流出。但铁口工作不好,出铁不好,喷溅、流大。以后还是要用无水泥堵口!