宝武集团中南钢铁广东韶钢松山股份有限公司(以下简称“韶钢”)8号高炉3200m3于2009年10月开炉,配4座高温长寿内燃式热风炉,吸取国内外长寿热风炉成功经验,采用偏心圆弧形热风炉拱顶砌体结构,“馒头形”燃烧室、栅格式陶瓷燃烧器,凹凸槽的七孔高效格子砖(蓄热室)等。设置空煤气双预热装置。在燃烧混合煤气(高炉煤气配加焦炉煤气)的条件下,热风温度达到1200~1250℃。
热风炉破损状况
韶钢8号高炉2018年热风炉烧炉过程出现:单炉烧炉煤气流量低,废气温度高,拱顶温度低,风温不耐送,热风炉废弃含氧量超标等异常情况。2020年1月利用休风机会对4座热风炉进行内窥镜检测,发现普遍存在隔墙塌砖、烧穿的现象,打开炉箅子入孔发现,大量格子砖塌落在炉底,炉箅子支撑柱倾斜,且砖中夹杂有少量烧损的炉箅子。鉴于4座热风炉破损,存在安全隐患,2020年对4座热风炉逐一轮修。
低风温下的应对措施
2020年6月21日对1号热风炉定修,所有阀门下盲板,改造成顶燃式。热风炉退出维修120d,高炉送风模式由“两烧两送”变成“两烧一送”。如果在1号热风炉定修期间,3号热风炉工况恶化,风温继续大幅度下降,甚至出现退出情况,将导致一烧一送。为避免这种不良后果,采取了以下管控措施。
2.1不同风温区间,制定煤比的控制上限
风温低于1000℃,高炉负荷不超过4.5t/t;矿批小于、等于85t/ch,炉渣碱度:1.20±0.03。风温低于950℃时,煤比不大于150kg/t,最大煤量不超过55t/h,尽可能全风口喷煤,确保均匀喷吹。当风温低于800℃时,全停喷煤,按全焦冶炼逐步下调负荷。低风温期间高炉重力除尘灰、布袋灰每2d取样检测一次,指导高炉操作,评价喷吹煤粉的燃烧效果,具体见图1。
2.2优化送风参数、保障低风温后煤粉燃烧效率
根据风温下降、炉况接受富氧的情况,适当提高理论燃烧温度,富氧量逐步提高到23000~25000m3/h,弥补风温低大喷煤状态下风口前温度的不足;低风温操作期间严格控制风量不大于5800m3/min;利用休风机会调小2个风口,缩小进风面积,风口面积按<0.42m2;视炉况的实际情况,退负荷的同时采取开放中心的装料制度调整,中心温度CCT1控制在500℃以上,降低次中心温度,控制在350℃以下,边缘气流指数控制在0.6~0.85,风温低至850℃以后,时间长容易造成炉墙结厚,边缘气流受阻,风温低至下限后,边缘指数往上限靠;优化布料矩阵,布料角度起始角度由43°退到目前的39°,实现高炉内煤气流均匀分布,同时提高炉料透气性。实现煤粉在炉内充分燃烧,减少低风温后未燃煤发生量。
2.3操作炉型的维护
低风温后,软熔带上移,软熔区间变宽,料柱透气性变差,容易引起热负荷(Q值)波动,炉墙温度报警,造成大块渣皮掉入炉缸,引起高炉炉温波动。长时间的热负荷大幅波动会引起下料炉型破坏,造成炉况失常;风温低至850℃后,关注炉体Q值的下限,避免长时间Q值过低,引起炉墙结厚。风温大幅下滑时,关注热负荷波动,依据热负荷Q值波动的大小及波动的频次,进行阶梯性压差、风量、燃料比管理。具体见表1。
2.4造渣制度调整
风温降低后,出现高炉渣铁物理热与化学热不匹配现象,呈现铁水温度低、铁水含硅高等特点。铁水不好流,炉渣中夹杂未燃煤粉,流动性变差。为保证渣铁的流动性,当风温<900℃或渣铁流动性不好时,视具体情况加硅石、锰矿改善流动性。同时铁水温度下调,按1505~1525℃控制,硅数上提至0.35%~0.65%,炉渣碱度下调至1.15~1.20,铁水含硫上调至0.025%~0.035%,渣中Al2O3含量控制在15%以内,镁铝比保持在0.6以上。关注现场渣流实物中未燃煤粉情况。炉外操作针对铁水硅高、流动性差,制定出渣出铁方案,确保渣铁及时排放。
2.5送风管系异常状况监控及处理
热风炉隔墙塌陷,大部分碎砖塌落在燃烧器火井上面,送风期间被热风吹到热风阀,致热风阀关不到位,吹到围管,堵塞送风系统。
1)热风炉热风阀出现卡砖的处理
出现热风阀卡砖,来回开关热风阀砸砖,超过1h未处理好,须休风处理。设备室组织优化抢修,检修人员和工器具、备件等现场准备,缩短无计划休风时间。热风阀底部排污口制作箱体。利用休风机会定期清理箱体内部热风阀砸碎掉落的耐火材料。
2)高炉风口及送风系统堵砖、堵煤的监控碎砖随气流易在中节、吹管部位堵塞,影响高炉进风均匀性和风口喷煤,可能造成风口、吹管烧穿,影响炉况顺行。制定送风系统检查巡查方案,按照煤枪喷煤状况,风口明亮程度,中节、吹管温度从定性和定量上严格标准化作业,以便在检测手段有限条件下发现堵砖隐患。休风定期检查风口是否堵砖,风口摄像应全部恢复使用。
低风温措施实施后效果
2019年9月韶钢8号高炉炉腹、炉腰段铜冷却壁集中大面积破损,与此同时热风炉出现隔墙塌砖、烧穿,造成风温低。针对这两大不利因素,通过对冷却壁漏水规范管控、风温低后的炉内操作调整,未引起燃料比、置换比大幅上升,炉况整体顺行,高炉各项指标基本维持。2019~2020年韶钢8号高炉指标见表2。