安钢380m3高炉严寒季节生产调查分析

摘要对安钢2座380m3高炉严寒季节生产状况进行了分析，就严寒季节高炉稳定顺行和优化指标进行了探讨。关键词高炉冬季调整分析安钢炼铁厂现有2座380m3高炉，均设计为14个风口，1个渣口，1个铁口，陶瓷杯综合水冷炉底。6号高炉1999年元月建成投产，采用液压双钟布料；7号高炉2002年5月开炉，采用了串罐无料钟布料、大型水冷模块、AV40—12轴流鼓风机。2座高炉同时生产后，都取消了放上渣操作，在未配置喷吹系统的情况下，技术经济指标逐步优化，其中7号高炉2004年9月，利用系数曾达3．89。但是每进入冬季，2座高炉的技术指标都曾不同程度出现下滑，天气变暖后又解情况逐渐好转。为了总结经验，对2座380m3高炉严寒季节生产情况进行了调查分析。1严寒季节高炉生产特点1．1加湿量急剧下降进入11月后，由于冬季岗位取暖，2座380m3高炉生产所用蒸汽锐减。蒸汽压力在夏季最高达400kPa，一般在320kPa左右，但随着天气逐渐变冷，降至210kPa或更低。6号高炉加湿流量由仪表显示41g／m3降至5g/m3左右，并且蒸汽压力长期徘徊在180～210kPa，常与6号高炉风压200kPa不相上下，实际加湿流量大多时间几乎为0。到了次年3月中旬以后才能完全恢复加湿。1．2原燃料质量降低(1)焦炭。冬季天气寒冷，由于运输不便等原因，致使焦炭质量降低。以2003年冬季抽查为例，焦炭灰分偏高，由正常的12．55％左右最高升高到80％，M40和M10指标也有所下滑，其中‰最低降至73．6％。2003年底抽查曾测得焦炭热强度CSR为43．68％，反应性CRI为37．24％。(2)原料。烧结矿突出表现在碱度波动大，5～lOmm粒度比例变大，粉末增多。2004年冬季烧结分仓化验碱度最低1．42，最高2．36，高炉不好配料人炉。2004年1月16日，6号高炉矿批11．9／t，烧结矿配比78％，烧结返矿每车达450kg，返矿率较高。高炉生产用的水冶球团矿和唐山球团矿粉末也有所增多，特别是唐山球团矿有时粉末更多。1．3称量误差变大天气寒冷，海南等生矿仓不同程度冻结，常堵塞下料斗，造成配料不准确。380m3高焦炭为直接供给，没有设计经过中间仓转运。冬季运至焦仓，有时还冒着水汽，水分波动较大，以满罐即料车容积为准则拉焦炭，称量误差还是比较大。2高炉运行情况2．1顺行变差进入冬季，2座380m3高炉风压、风量开始不稳定，时有滑料发生，悬料、坐料次数增多。6号高炉2004年3月底至10月初，仅发生一次坐料，但在11月中旬至次年2月中旬坐料达6次，严寒季节有时还出现高炉两料线差别大，有偏料现象产生。7号高炉由于种种原因，曾造成过恶性炉况，严重影响了高炉技术经济指标。2．2[Si]、[S]偏差大由于原燃料质量变差，炉况顺行变差，或连续滑料、加净焦等原因，6号高炉2004年12月26日炉况顺行可以，各种操作参数平稳，但是出现了[Si]0．70％、[S]0．70％。当时焦炭硫含量为0．69％，比正常时的0．50％，增加较多，是硫升高的重要原因。此外，炉渣中Al2O3增加，三元碱度降低，也是影响因素。2．3炉墙、炉缸、炉底温度下滑这时，高炉炉墙温度不稳定，时有粘结、滑块发生，整体呈下降趋势，经常从风口中还可以看到有滑块产生。6号高炉曾出现炉腰4点温度均在100℃以下，最低炉腰北部温度降至39℃，炉身温度波动较大。炉缸温度相对有所降低，但幅度不大。炉底温度以7号高炉为例，由原来的约448℃降到最低时的402℃。3采取的措施3．1改善入炉原燃料质量针对冬季原燃料特点，在烧结矿上喷洒CaCl2溶液，降低低温还原粉化率。采取控制高炉槽下烧结给料料流，提高集中筛筛分效率，减少小于5mm粉末入炉。加强烧结及焦炭抽查力度，缩短信息反馈时间，及时指导高炉操作。每周定期清理振动筛筛眼，充分保证有效筛分。对于从原料场倒运焦炭，加强协调联系，尽量做到定时定量定仓，值班工长要勤观察、及时调剂，以减少称量误差。如果烧结矿碱度波动大，可以单仓分仓化验，采用两仓料化学成分的平均值，输入计算机配料计算入炉，粉末较多的烧结矿可以间隔四、五批料搭配人炉。另外，在生矿仓内对接了蒸汽，防止上冻堵料。3．2调整操作制度(1)装料制度。由于原燃料变差，2座高炉都改变了装料制度。2004年11月，6号高炉由400CC+CCOO改为了500CC+2CCOO，矿批由12．3t最低减到11．9t；7号高炉经过数次反复调整，由290270250290270250180O333+C3333改为了边缘煤气流较发展的270250O7C9，矿批由18．0t降至13．0t左右。2座高炉料线分别稳定在1．5m和1．1m。(2)送风制度。进入2004年冬季，7号高炉炉况出现了较大波动，稳定性差，通过控制风压、调整风口布局、减小风口面积，对炉况进行处理。在鼓风参数上，由于加湿急剧下降，为了维持合适的风口理论燃烧温度，风温、富氧使用都偏低，6号高炉由原来的950℃降至880℃或更低，富氧由原来的1800m3／h减到1000m3／h以下；7号高炉冬季风温、富氧也减少较多，只是在处理炉缸堆积时，富氧使用在1500m3／h左右。(3)热制度。2座高炉由于炉况不尽相同，[Si]控制也有差别。6号高炉操作方针中[si]要求在0．45％～0．65％，实际控制在上限，2004年11月、12月和2005年元月分别为0．60％，、O．64％、O．65％。7号高炉由于炉况波动大，高炉操作方针中[Si]也相应上调，由原来的0．50％，～0．7％改为了0．60％，～0．80％。(4)造渣制度。一般规定以炉温正常时，控制[S]在0．030％～0．045％来调整渣碱度。6号高炉炉渣碱度常在1．15±0．03，但是由于硫负荷增加，为了保证生铁质量，渣碱度最高调到1．23。在2005年春节前后的一天中，渣碱度由1．23连续下调到1．12，期间还走了数批酸料，高炉因渣碱度变高坐料一次。这也进一步印证，原燃料条件变化的确很大。当烧结矿中MgO由1．60％，左右上升到2．00％时，曾稍微下调渣碱度，最低约为1．09。7号高炉渣碱度控制在中下限。3．3中部调剂运用中部调剂，消除炉墙粘结，有利于维护规则的操作炉型。以6号高炉为例，2004．年进入冬季，高炉水压由原来的0．27MPa降至0．25MPa，临时控制了炉身、炉腰和炉腹冷却水流量。规定每班至少测量4次水温差。7号高炉在恢复炉况时，根据风压和时间的不同，对水压和炉墙冷却壁水温差做了调整；处理炉缸堆积，还暂时对炉底和炉缸冷却水水温差做了控制。3．4强化管理加强人员和设备管理。统一四班操作思想，要求值班工长团结、协作，精心操作，认真协调好各工种之间的密切配合；炉前实行安全出铁确认制，加强对铁口的维护，及时出净渣铁，提高出铁均匀率，避免了出铁跑大流、跑渣、撇渣器冻结等恶性事故发生；配管工加强对冷却设备的检查，发现问题及时处理，避免冷却设备向炉内漏水。在设备管理上，2座高炉都制定了周密严格的点检制度，对主要设备实行专业点检，责任到人，为高炉稳定顺行提供保障。3．5适当控制Al2O3入炉量安钢高炉炉渣碱度在1．15～1．20，炉渣中Al2O3≤14％，MgO约在10％，炉渣流动性和脱硫能力良好。为此，在炉料结构上，6号高炉去掉了Al2O3含量相对高的南非矿，减少了唐山球团矿配比；7号高炉结合粉末含量情况，综合考虑去掉了唐山球团矿，增加了Al2O3含量相对低的海南矿使用比例，改用舞阳(水冶)球团矿，具体情况见表l。同时，向烧结配料反馈信息，以尽量提高烧结中MgO比例。4分析及探讨4．1关于加湿连续两年严寒冬季，6、7号高炉加湿大幅度下降后，炉况就出现波动，次年3月恢复了加湿，炉况就逐渐稳定顺行，生产指标逐渐变好，高炉稳定生产与加湿关系较大。分析认为，除原燃料在冬季质量不好外，更重要的是在风口理论燃烧温度变化不大时，加湿可以与高风温和大富氧相匹配综合应用于高炉。6号高炉加湿由5g／m3使用到41g/m3，风温可以由880℃上用到950℃～1010℃，富氧由原来的1100m3／h加至2000m3／h，高炉顺行状况明显好转。较高的湿分可使炉缸热量和温度分布较均匀，有利于高炉顺行。提高风温和氧量，可以改善渣铁物理热和流动性，从而活跃炉缸，促进高炉稳定顺行。此外，高炉顺行后又有利于加足风压，采取措施逐渐抑制边缘煤气流，进一步打开中心煤气流。中心煤气流相对发展后，炉墙温度趋于稳定，炉底温度有所上升，煤气利用率提高，降低了炉顶温度，改善了炉顶设备工作条件，对6、7号高炉干法除尘系统十分有利。加湿对调节炉温较为经济实用。2005年4月下旬，6号高炉一中班全用风温后，料速连续2h都各多跑一批料，若在冬季必须减风压控制料速，会造成煤气流有大的变化。但是工长逐渐关完了加湿1～2h后，料速减慢，炉温回升，这避免了减风减产，便于稳定炉况。4．2合理控制煤气流原燃料变差后，为了维护顺行，2座高炉都采取了改变装料制度，发展边缘煤气流，缩小矿批等措施。但是，一段时间内观察出铁出渣，6号高炉有如下现象：出同一炉铁，[S]前后差别较大；高炉风口较以往明亮。天气转暖，使用加湿41g/m3，风温用到950℃以上以后，此类现象减少很多，高[Si]高[S]生铁也有所减少。这说明除了原燃料因素之外，边缘煤气流相对发展，中心煤气流相对不足，炉缸工作活跃程度降低，不利于脱[S]。如果一味地被动适应原燃料，过于发展边缘煤气流，由于煤气对粉末的抛掷作用，常常出现“过重”的中心，形成中心死料柱，使高炉适应原燃料波动能力变差，对高炉稳定顺行极为不利。6号高炉在2004年11月初，装料制度由4OOCC+CCOO改为了5OOCC+2CCOO，后又根据炉况再次改为了4OOCC+CCOO，走发展边缘和中心两道煤气流(其冬夏两季煤气曲线对比情况如图1所示)，基本保持了炉况未出现大的波动。而7号高炉，由于使用无料钟技术时间短，缺乏实践经验，边缘煤气流长期过于发展(其冬夏两季煤气曲线对比情况如图2所示)，高炉冬季对原燃料反应特别敏感，容易造成恶性炉况。这从高炉煤气利用率可以印证：6号高炉冬季CO2在17．7％～19．0％，与夏季18．5％～19．6％相差不多；而7号高炉冬季CO2在16％～17．5％或更低，与夏季正常炉况18．7％～19．7％相差较多。炉底温度热电偶，插在高炉炉底中心，也能说明。6号高炉炉底温度在冬季降低不多，大概有20℃，而7号高炉冬季炉底温度降低达40℃或更多。边缘煤气流过于发展反映在高炉操作上，7号高炉在2005年1月，炉温不好稳定，在炉温下行时，大幅度使用风温往往效果不大，常常被迫退焦炭负荷，甚至采取减风压、加净焦来防止炉温持续下滑。当轻负荷料或净焦下达时炉温偏高，又被迫采取大幅度撤风温来降炉温，恶性循环，更加不利于稳定炉况。找出合适对机及度量，控制煤气流，逐渐向相对中心发展型靠陇最为关键。这在实际生产中往往不好、不宜把握。对7号高炉，采用了大型水冷模块薄壁炉衬技术，容易造成边缘煤气流发展，加上刚使用无料钟布料，更有待摸索。4．3维护操作炉型合理的操作炉型对高炉长期稳定顺行十分重要，而且两者互益互利。2004年冬季，6号高炉曾由于边缘煤气流相对发展，致使炉身温度偏高，且不稳定，炉腰温度偏低，炉底温度有所下降。如何做到既能适应原燃料，又控制好操作炉型呢?6号高炉首先短期适当控制了炉底冷却管水流量，使水温差由0．2℃上升到0．4～0．7℃，其次进行中部调剂。还在稳定风口面积、长度和布局的情况下，采取偏布料、定点压料，控制煤气流，效果不错。7号高炉在恢复炉况期间，在铁口两侧或对侧采取变速布料、扇形布料等，对稳定炉况起到积极有效的作用；在处理炉况时，果断降料线休风处理炉墙粘结，堵铁口对侧风口，从铁口两侧逐渐捅开风口，以先形成局部操作炉型进而逐步调整整个操作炉型，也对炉况的处理起到了十分有利的作用。4．4炉况调整思路“小步稳跑，以变制变”在2座高炉冬季炉况调整思路中比较明显。6号高炉打破了按照罐容拉焦炭，以矿批来调焦炭负荷的传统思路，而是稳定矿批，以焦丁来调焦炭负荷。采取中矿批，一般约在1