黃云
(攀鋼集團西昌鋼釩有限公司)
摘 要:對攀鋼西昌鋼釩1號高爐開爐達產實踐過程進行了闡述,至2012年5月,在綜合入爐品位49.57%條件下,月均利用系數達到2.413,焦比463kg/t,各項指標達到設計水平。
關 鍵 詞:高爐;開爐達產;爐況恢復;釩鈦礦
攀鋼西昌鋼釩有限公司1號高爐(1750m3)配置了3座改進型頂燃式熱風爐,空氣、煤氣雙預熱系統,爐前雙出鐵場、鐵口開口機和液壓炮對稱布置,煤氣清洗系統采用全干式除塵并配置TRT余壓發電,爐頂布料使用PW型布料器。1號高爐于2011年12月5日開爐點火,11日,由于煉鋼工序功能未完善,造成鐵水物流不暢,高爐休風62h,12月下旬爐況恢復正常。2012年1—5月,高爐指標得到不斷優化,至5月,在綜合入爐品位49.57%條件下,月均利用系數達到2.413,焦比463kg/t,各項指標達到設計水平。
1 開爐原燃料準備
本次開爐采用半帶風裝料,全焦炭填充爐缸,全天然磁鐵塊礦開爐。考慮到新建鋼鐵廠首座高爐開爐,開爐后上下工序打通、爐況恢復等均存在不確定因素,開爐前需備足4萬t停開爐礦和1萬t優質焦炭,并對原料進行詳細的理化指標分析(見表1)。為確保開爐爐況恢復順利,開爐焦炭采用冶金性能相對穩定的攀鋼釩三期焦炭(見表2)。由于是單系統作業,開爐期間必須嚴格控制燒結礦槽存,防止燒結頻繁開停機,高爐點火后第3天,開始啟動燒結機,燒結礦、球團礦理化指標見表3。
2 開爐裝料
(1)裝料參數及控制。爐料填充原則:爐缸和爐腹容積2/3填充凈焦,爐腹容積1/3和爐腰填充空料,爐身裝入空料和正常料,最后一批裝入正常料。
開爐選取焦批9t。由于11月烘爐工作已完畢,自然涼爐時間較長。因此,開爐總(干)焦比選擇3.3t/t,正常料干焦比1.2t/t。裝料計算過程其他參數選擇為:凈焦壓縮率12%,正常料、空料壓縮率10%,鐵回收率98.5%,[Fe]92%,[Si]3.0%,爐渣堿度1.05。
裝料過程修改了原來的空料、正常料間隔裝入法,采取每段負荷相同的裝入原則。將各段礦石批重進行平均,減少了礦焦分布的波動,更有利于初始煤氣流的合理分布。計劃裝料102批,補料4批,實際裝料107批。
(2)激光法測料流軌跡。開爐采用激光網格法測料流。與以往的鋼架目測法相比,激光網格法測料流軌跡能夠獲得更高的準確度,缺點是測量過程不能實現帶風裝料,使得入爐的粉末量增加。從爐況的長期順行來看,激光網格法能夠提供更好的布料角度參考依據。
3 開爐操作
(1)送風操作。按進風面積為正常生產進風面積的70%左右計,開爐送風風口面積選擇為0.1873m2。為保證爐缸氣流分布盡量均勻,采用全風口送風,對稱風口加耐火圈,送風裝料制度采用單環。由于爐身部分均未采用帶風裝料,送風后料柱相對以往較實、粉末多、透氣性差,物料一直未動;23:00拉風坐料、打開小蓋排壓;23:23料動,料線6.9m;6日05:00料線趕正常,風量恢復正常。
(2)全塊礦冶煉。12月5—8日,為打通鐵、鋼全工序流程,高爐采用全塊礦冶煉,裝料制度基本維持不變。隨著送風后爐頂爐喉溫度的上升、料柱透氣性的改善,高爐逐漸加風,上下部操作制度同時跟進。7日,風量恢復到3500m/min,風口面積擴至0.2318m2。
(3)裝料制度轉換操作。12月8日,全塊礦冶煉達到一定周期,具備裝料制度轉換的條件,高爐開始變80%釩鈦燒結礦。由于釩鈦燒結礦強度低、粉末多,變料15批后,下料開始變差,出現嚴重偏尺。操作上采取減風改常壓、松邊緣、收布料角度等措施,但下料好轉后,整體風量恢復進度偏慢,造成釩鈦爐料下達到爐缸后,渣鐵黏稠、爐前工作被動。至29日,風量恢復到2900m3/min。
23日平均風量達到3698m3/min,礦石批重34.4t,利用系數2.420,綜合冶煉強度1.346,高爐順利達產。
4 外部條件異常處理
12月9—11日,南于煉鋼工序功能未完善,造成鐵水物流不暢,鐵罐黏罐嚴重。11日投用的20個鐵水罐中,已有13個罐無法運轉,高爐被迫休風62h。13日送風時,由于爐缸均勻性遭到破壞,采取堵風口送風,送風面積占總風口面積的49.5%。
釩鈦礦冶煉、小風量條件下長期休風后的爐況恢復,爐前是關鍵,送風前開口機角度降到最低(7.2°),鉆開鐵口后送風,見渣堵上(使用有水炮泥)。送風后,用臨時砂壩出鐵,為最大限度保鐵罐,送風前期,下渣回收鐵量少時,直接在爐臺回收,不進鐵罐,防止黏罐。至19日,風量恢復到3000m3/min,裝料制度上開始拉寬布料平臺,采用雙環布料。
5 指標優化操作
(1)原燃料質量改善。2011年12月,高爐實現順利開爐達產后,2012年1月,高爐進入精細化操作和指標優化階段,3月高爐原燃料質量、物料結構逐步趨于穩定,為指標優化創造有利條件。1—5月高爐燒結礦及焦炭質量分別見表4、5。
(2)上部裝料制度優化。2012年1—5月,1號高爐上部裝料制度調整見表6(2月受塊礦品種及落地焦炭用量影響,爐況失常)。從表中數據看出,隨著原燃料質量的穩定改善,通過采取逐步拉寬礦石平臺、縮小礦焦外角差、增加批重、加重負荷等措施,高爐上部氣流更趨穩定,煤氣利用率由3月的40.1%提高到5月的41.6%。
(3)送風制度優化。高爐指標優化過程中,上下部調劑相結合至關重要。在上部裝料制度逐漸加重的同時,為了保持良好的料柱透氣性,必須適當增加鼓風動能、活躍爐缸(見表7)。5月,通過采取增加風量、縮小風口面積、提高風溫等措施,高爐鼓風動能達到165kJ/s,取得了較好冶煉效果。
(4)指標優化效果。通過對原燃料質量的改善,高爐操作參數的優化,與1月相比,3—5月高爐技術經濟指標明顯改善(見表8)。5月,高爐技術經濟指標全面超過設計指標,利用系數達到2.413,高爐鐵損5.87%,在高鈦型釩鈦磁鐵礦冶煉中均處于較好水平,實現了新建1750m3高爐的達產。
6 結語
(1)采用激光網格法測試料流軌跡,確定精確的擋位裝料制度,為順利開爐創造了條件。開爐裝料實踐表明,總(干)焦比3.3t/t,焦炭批重9.0t選擇適宜,凈焦壓縮率12%,正常料、空料壓縮率10%等裝料參數選擇合理。
(2)1750m3高爐冶煉高鈦型釩鈦礦的首次開爐驗證了,風量3600~3800m3/min、風壓340~370kPa、頂壓160~180kPa、壓差<200kPa、裝料制度外2內5、風口面積0.2615~0.2714m2的操作參數能夠確保高爐開爐初期的爐況穩定順行。
(3)新建鋼鐵企業高爐開爐過程中,鐵水物流暢通和原燃料保供是關鍵,任何一個環節出故障,都應該及時采取果斷措施,防止事故擴大。
(4)高爐開爐后的指標優化應以原燃料質量的穩定為前提,上下部調劑相結合才能達到良好效果。