唐钢3号2560m3高炉大修停炉实践

2008年全国炼铁技术交流会论文集1唐钢3号2560m3高炉大修停炉实践董国强杨晓韬徐艳丽郝桂之（唐钢炼铁厂）摘要：唐钢3号高炉停炉采用空料线回收煤气，缩短了降料面时间，停炉过程中无较大爆震，利用煤气成份判断料面位置，延长了回收煤气时间，实现了降料面过程快速、安全、环保。停炉后对炉缸状况进行观测，为今后长寿工作积累了经验。关键词：停炉降料面回收煤气长寿1引言唐钢3号高炉有效容积2560m3，于1998年9月投产，从2004年年底以来，炉缸2段冷却壁个别方向温度升高，炉缸1～3段热流强度超过警戒值，虽然采用钛矿护炉，下部加长风口长度、缩小风口面积，炉缸外部打水，进行炉缸水系统改造加大冷却强度，控制冶强操作等措施，但炉缸热流强度仍处于危险值，公司决定对3号高炉进行大修扩容改造为3200m3高炉，采用整体推移技术，计划于2007年9月份停炉大修。2停炉前准备工作2007年初，唐钢炼铁厂成立了大修停炉领导小组，制定了停炉方案，放残铁方案，安全措施等。2.1停炉前炉况调整1）由于10#风口下方炉缸1～3段冷却壁热流强度达到11000kcal/（m2.h），于2007年8月15日堵该风口控冶强操作，日产5350t，风量4900m3/min，入炉焦比410kg/t，煤比100kg/t，矿批50t/批，钛矿配比1.5～2％，铁中[Ti]0.15～0.2％，[Si]0.55％，[S]0.025％，布料制度为O6.234.262.296.313412331,C5.176.234.262.296.3134322233。2）按3200m3建设进度，计划于9月24日3号高炉大修，考虑炉缸水温差高，决定不加锰矿洗炉，预休风后10#风口不捅。为保证顺利停炉，对炉况进行以下调整，9月18日入炉焦比440kg/t，疏松气流调布料制度，O6.234.262.296.311233，9月19日入炉焦比470kg/t，矿批49tt/批，O4.262.296.31333，9月20日停钛矿，9月21日减少入炉矿品种，取消澳矿、麦克矿，只配加烧结矿和球团矿，以减轻停炉后矿槽卸料时间，为矿槽大修改造节约时间，22：30改全焦，入炉焦比560kg/t.Fe，提前控制煤粉仓粉位，保证停喷时煤粉仓空，矿批49t，9月22日1：30停煤，炉温控制[Si]0.7％，[S]0.03％，16：00入炉焦比590kg/t.Fe，按渣碱度1.05配料，矿批47t，焦批16.8t。2.2预降料面1）采取控制料线，利用下料和打水的方法控制顶温。2）根据预降料面所需原燃料量，提前控制好矿槽、焦槽槽位，争取预休风时料仓空。3）9月22日20：00开始预降料面，于9月23日0：55休风，到休风时料线10m，期间共下料15批，休风前加盖面焦25t。休风时[Si]0.77％，[S]0.032％，物理热1507℃。2.3停炉前其它准备工作1）提前作好残铁平台、残铁沟、过渡槽，残铁沟、过渡槽砌砖，捣料并烤干。2008年全国炼铁技术交流会论文集22）引压缩空气、氧气、焦炉煤气至残铁平台。3）四根炉顶打水管道由风口平台引至炉顶平台。4）炉顶清理油污，备两支打水枪，部分河沙，足够灭火器，以防高温着火。2.4预休风工作1）拆原有十字测温，在其位置上安装四根打水枪，直径50mm，长度5560mm（进炉皮内），每支水枪钻孔三排，孔径5mm，孔间距60mm，孔朝上安装。四支打水枪与炉顶四点温度对应好，并作好标记，以备控制某方向顶温。2）在风口平台高压水分配器与四根打水管道之间安装阀门，以便降料面过程中控制打水量。3）调整开口机角度，由110调至170。4）残铁口标高根据多次炉皮温度测量数据定为6.7m，而第一段冷却壁上沿标高7.22m，所以将残铁口方向第一段冷却壁水断掉，由第二段冷却壁直接向上供水。5）23日6：00发现有风口漏水，陆续发展到有11个，组织人员更换。6）从炉顶煤气导出管引煤气取样管至电梯门口。3停炉空料线操作采用空料线回收煤气法，根据煤气成份判断料面位置。H2上升接近CO2时，料面在炉身下部。当H2﹥CO2时料面在炉腰。当CO2开始回升时进入炉腹。当N2开始上升时，料面进入风口区。为保证安全，确定当达到以下三个条件之一时应切煤气，①H2﹥12%，②O2﹥0.8％，③料面降至炉腹。3.1降料面操作9月23日19：25送风，加风至1100m3/min，煤气爆发实验合格后于20：00回收煤气，20：30加风至4000m3/min，风压185kPa，顶压91kPa，21：00风量4500m3/min，风压214kPa，顶压120kPa。降料面过程中，风口平台四根打水枪阀门安排四个人操作，由中控人员通过对讲机通知其控制阀门开度控制打水量。降料面期间严格控制顶温300℃～500℃之间，顶温严禁低于300℃。22：15根据煤气分析，判断料面进入炉身下部，有小爆震，逐步减风，至23：00减风至4100m3/min。23：15根据煤气取样分析，判断料面进入炉腰，为保证安全于9月24日0：05切煤气，风量1900m3/min，常压操作。0：15根据煤气分析判断料面进入炉腹，5：00部分风口吹空，5：11休风停炉，整个过程9小时46分钟。降料面过程各操作参数及煤气成份分析见表1、表2：表1降料面过程中的操作参数时间风量热压顶压风温炉顶温度m3/minkPakPa℃℃℃℃℃19：30加风15115320514120:001072283886519120341541420:3040181859192440240337734321:00452021412091937939630732321:30449921611892045450740842322:00455721912891339442041239322:3043982061308533633943803722008年全国炼铁技术交流会论文集323:00409119813092241244144040523:3041021931209093563893623660:002320101648963803803773570:30193663249594154624794481:00194263289654054394764591:30197759259584314484844692:001946632910174444534674862:301943633110164374334474503:00194063329994484934754563:30195861329744074374324174:00197860329544194594564284:30199459339074424664764545:0011012514895450468475487表2降料面过程中的煤气成份分析取煤气时间煤气成份CO2COO2H2N223日20:307.830.50.1272.0559.521:156.8133.60.1382.157.322:154.9434.20.5054.4955.823:153.833.60.05646.0556.524日0:154.2332.80.4216.7656.21:155.1928.40.08248.8457.52:156.4426.60.079411.155.83:156.9924.90.069611574:158.622.50.047611.757.25:0512.610.90.1688.0168.33.2出渣出铁降料线过程中共出铁两次，渣铁物理热良好。表3降料面过程中的出铁情况出铁时间[Si][S]R2物理热出铁量％％℃t21：23-0：500.940.0291.0214406002：05-5：001.440.0201.071446110停炉后割残铁口处炉皮及冷却壁，露出炭砖，炭砖上开槽100mm深，将残铁沟前端插入槽内，用浇注料捣好烤干以防发生漏铁事故。按设定标高6.7m放残铁，先用开口机钻1m深后用氧气烧至2.5m未见铁，遂提高残铁眼标高至7.0m钻烧放出残铁870t，比理论量少350t。残铁成份[Si]0.76％，[S]0.063％。4停炉后炉缸侵蚀状况观测4.1原2560m3炉底炉缸结构采用炭砖-陶瓷杯复合砌体，炉底为4层炭砖加2层陶瓷杯，总厚度3.2m（第一、四层厚600mm，其余各层均为500mm），炉缸侧壁为12层500mm厚环炭，第五层长2197mm，第六层长1990mm，2008年全国炼铁技术交流会论文集4炉底炉缸环炭采用国产微孔炭砖，炉底中间部位采用国产半石墨炭砖。4.2炉底炉缸侵蚀状况由于长期钛矿护炉，加之未加锰矿洗炉，炉底残余物较多，边缘剩约1.2m高，中心剩约0.9m高，呈锅底状，炉底第四层炭砖侵蚀不严重，边缘侵蚀100mm，中心侵蚀200mm。第四层炭砖立缝，三、四层炭砖横缝有黑白相间的物质渗入。炉缸侧壁炭砖大部分有纵向裂纹。侵蚀严重的第五、六层炭砖周向大部分部位仅剩余400～500mm长，而在热流强度大的10#风口下方，第五层炭砖剩约350mm厚，150mm长，第六层炭砖侵蚀掉，至第七层炭砖逐渐加长，状况非常危险有烧穿的可能。曾经热流强度大而堵风口操作的14#、18#风口下方状况与其类似。炉缸侧壁周向凝结物有明显的厚约100mm的有大量红色颗粒的物质存在。从能谱分析可以看出炉缸周向形成了钛化物保护层。表4炉底砖缝及炉缸周向凝结物能谱分析名称AlSiTiFeMgCaKNaMnSO％％％％％％％％％％％红色物质0.260.3762.392.660.180.250.490.1133.29凝结物中铁珠1.23.459.6763.780.153.60.590.160.893.9712.54炭砖缝中白色物质0.2513.853.861.540.1630.39炭砖缝中黑色物质0.3935.8325.111.690.910.2135.86注：能谱分析不能检测C元素含量5结语1）停炉前炉况调整比较到位，炉温、碱度合适，预休风料面降至10m，为停炉降料面节约了时间。2）采用空料线回收煤气法，利用煤气分析判断料面位置，采用较大风量，缩短了降料面时间，延长了回收煤气时间，既减少了环境污染又创造了效益。3）通过停炉后观测到的炉缸侵蚀状况，说明炉缸1～3段热流强度超过10000kcal/（m2.h）会相当危险，应当控制在8000Kcal/（m2.h）以下，为以后高炉长寿工作提供了宝贵经验。4）炉缸侧壁“象脚”侵蚀区是目前大多数高炉长寿工作的最大限制环节，建议今后设计炉缸侧壁应采用高导热超微孔炭砖或使用小块UACR炭砖，延长炉缸寿命。5）在炉缸侧壁铁口下方可考虑使用一段铜冷却壁，延长高炉寿命。