陳秀山,侯 軍
(馬鋼股份公司煉鐵總廠,安徽馬鞍山 240032)
摘 要:總結(jié)了馬鋼 4 號(hào) 3200m3高爐因焦炭庫(kù)存低而進(jìn)行4天燜爐操作,對(duì)休風(fēng)料進(jìn)行加重負(fù)荷嘗試,通過(guò)制定詳細(xì)的 悶爐方案,優(yōu)化封爐料結(jié)構(gòu),精確計(jì)算爐料負(fù)荷和渣系,把握處理鐵口、加風(fēng)、開(kāi)風(fēng)口的節(jié)奏,復(fù)風(fēng)后2小時(shí)15分鐘風(fēng)量恢復(fù)到正常風(fēng)量的77%,8 小時(shí)備用風(fēng)機(jī)全風(fēng)操作,實(shí)現(xiàn)了安全、快速恢復(fù)爐況。
關(guān)鍵詞:高爐悶爐;保溫;復(fù)風(fēng)
馬鋼4號(hào)高爐于2016 年9 月6日高爐點(diǎn)火開(kāi)爐,10天快速達(dá)產(chǎn),高爐保持長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行。 由于馬鋼焦炭資源短缺,4號(hào)高爐外購(gòu)焦使用比例達(dá)80%以上,2020年 7 月份,由于長(zhǎng)江中下游地區(qū)連續(xù)大雨,形成洪澇災(zāi)害,外購(gòu)焦炭鐵路運(yùn)輸中斷,焦炭庫(kù)存已到底線,公司決定4號(hào)高爐于2020 年 7月16 日~7月 20 日進(jìn)行悶爐4天。 悶爐采用正常料線封爐操作,休風(fēng)后先按長(zhǎng)期休風(fēng)程序點(diǎn)火,然后轉(zhuǎn)入悶爐程序。
1 休風(fēng)前的準(zhǔn)備
休風(fēng)前高爐要處于良好的順行狀態(tài),休風(fēng)前一 天爐內(nèi)適當(dāng)減輕礦焦比,降低爐渣堿度,改善透氣、 透液性,保證爐溫充沛,鐵水物理熱1500 ℃以上,渣鐵流動(dòng)性良好,爐缸活躍。 休風(fēng)前備齊休風(fēng)用料,提前取樣分析,保證有對(duì)應(yīng)的成分入爐。
爐體作業(yè)區(qū)加強(qiáng)對(duì)冷卻設(shè)備的查漏,這是悶爐是否成功的關(guān)鍵,作業(yè)區(qū)跟蹤監(jiān)控膨脹罐水位、軟水補(bǔ)水及爐頂煤氣中氫氣含量的變化情況,并對(duì)軟水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)安排查漏工作,確保高爐水系統(tǒng)無(wú)漏水點(diǎn)。7 月 16 日 12點(diǎn)前對(duì) 32個(gè)風(fēng)口小套排查一遍,若發(fā)現(xiàn)漏水小套及時(shí)適當(dāng)控水。 休風(fēng)前通知泵房調(diào)整軟水系統(tǒng)進(jìn)水溫度確保在休風(fēng)時(shí)沒(méi)有冷卻設(shè) 備向爐內(nèi)漏水。 高爐休風(fēng)前一周具體參數(shù)見(jiàn)表1。
2 休風(fēng)操作
鑒于4號(hào)高爐自開(kāi)爐來(lái)不到 4 年,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)漏水冷板,高爐一直保持長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行,為了縮短高爐溫時(shí)間,快速恢復(fù)爐況,此次封爐料負(fù)荷做了加重的嘗試,對(duì)封爐料的負(fù)荷和堿度進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算,參照以往封爐經(jīng)驗(yàn),對(duì)料段負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)整,爐腹中下料段的負(fù)荷達(dá)到 3.85,凈焦和輕料放在爐腹上部至爐身中部,爐身上部負(fù)荷加重到3.51。 凈焦量只有160噸,4段封爐料焦炭負(fù)荷達(dá)到了 3.39,休風(fēng)料加入輔料錳礦、螢石、按渣比325kg /t、渣中(Al2O3)%< 16.5% 配料,上空焦時(shí)帶酸料調(diào)劑渣系,固定焦批20t左右,調(diào)整礦批85-87t,見(jiàn)表2。
這次封爐料的焦炭負(fù)荷達(dá)到3.39,減礦率只有26%,比以往封爐料的負(fù)荷都高,具有挑戰(zhàn)性,對(duì)復(fù)風(fēng)后風(fēng)溫、煤量的盡早利用提出了更高要求,休風(fēng)維持正常的料制。
3 悶爐操作
7 月 16 日12:46 高爐休風(fēng),這次休風(fēng)操作是為悶爐準(zhǔn)備,爐體部分不作大的計(jì)劃?rùn)z修項(xiàng)目,經(jīng)檢查沒(méi)有漏水的風(fēng)口中、小套,經(jīng)休風(fēng)、爐頂點(diǎn)火后,直接安排人員拆卸直吹管,用炮泥堵嚴(yán)全部風(fēng)口,用黃沙填充,再用黃油涂抹密封,熱風(fēng)支管平法蘭用盲板封堵。
3.1 爐體保溫
休風(fēng)前通知泵房調(diào)整軟水系統(tǒng)進(jìn)水溫度,軟水進(jìn)水溫度提到44℃左右,高爐休風(fēng)期間,關(guān)死爐頂灑水截止閥及爐體氮?dú)饪傞y,爐頂灑水槍支管氮?dú)夂瓦M(jìn)水閥門全部關(guān)閉、進(jìn)水金屬軟管脫開(kāi),有效杜絕向爐內(nèi)漏水。
悶爐期間爐體作業(yè)區(qū)要認(rèn)真觀察軟水系統(tǒng)水位若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)組織排查,如果有小套漏水的要立即切斷工業(yè)水并將工業(yè)水進(jìn)出水閥門關(guān)死,立即安排更換,如果發(fā)現(xiàn)冷卻壁破損,將漏水通道進(jìn)出水閥門關(guān)閉(并確認(rèn)閥門有效切斷),立即組織處理。
悶爐期間將十字測(cè)溫桿循環(huán)水量控 60% 左右。 爐體操作人員要實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控四根上升管的溫度變化,若發(fā)現(xiàn)異常,要及時(shí)匯報(bào)給高爐爐長(zhǎng)并組織排查。
休風(fēng)后5小時(shí)常壓泵組停一臺(tái)、增壓泵組停一臺(tái)。 本體軟水系統(tǒng)流量由 5000m3/h 減小到 3000m3/h 左右;7 月17 日 17:00爐底水量600m3/h 左 右減至 500m3/h。
悶爐期間四班2小時(shí)一次做好風(fēng)口和盲板密封狀態(tài)的巡視和記錄工作,若發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)向工長(zhǎng)匯報(bào);復(fù)風(fēng)前6小時(shí)將軟水、工業(yè)水系統(tǒng)水量、水壓、進(jìn)水溫調(diào)控到正常生產(chǎn)狀態(tài)。 這些措施確保了下部封堵的嚴(yán)密性,爐頂溫度緩慢降低,說(shuō)明下部密封效果較好。
3.2 熱風(fēng)爐保溫
為了保證風(fēng)溫在復(fù)風(fēng)后能充分利用,制定了《熱風(fēng)爐燒爐保溫預(yù)案》,休風(fēng)前,熱風(fēng)爐燒爐按正常爐序燒爐,保證風(fēng)溫要求。 休風(fēng)12小時(shí)后,三座熱風(fēng)爐進(jìn)行保溫?zé)隣t,將煙氣溫度燒至 380 ℃ ,保證拱頂溫度燒至1300 ℃ 以上,停止燒爐,進(jìn)行悶爐。
由于熱風(fēng)爐內(nèi)襯采用硅磚拱頂,拱頂溫度最低 溫度不能低于900 ℃ ,因此熱風(fēng)爐在高爐檢修期間 根據(jù)拱頂和爐箅子溫度實(shí)際情況進(jìn)行燒爐和逆送風(fēng)操作。
4 復(fù)風(fēng)爐況恢復(fù)
復(fù)風(fēng)堵8個(gè)風(fēng)口,復(fù)風(fēng)進(jìn)風(fēng)面積由0.417m2縮為 0.3105m2。 復(fù)風(fēng)料負(fù)荷為4.0,料線為 2.5m, 悶爐4天,料線下降 1.7m。 復(fù)風(fēng)時(shí)裝料制度與休 風(fēng)料制相同。
4.1 風(fēng)量快速恢復(fù)
7 月20 日 12:13高爐復(fù)風(fēng),風(fēng)量 2000m3/min,熱風(fēng)壓力70kPa,30分鐘后煤氣取樣分析, CO>18%,O2≤0.8%,結(jié)果合格引煤氣。37分鐘料動(dòng),料線 2.52 m,高爐快速恢復(fù)風(fēng)量,2小時(shí)后風(fēng)量 恢復(fù)到正常風(fēng)量的77%即 4500m3/min 水平,3小時(shí)后高爐開(kāi)始噴煤,由于在17:40 ~ 18:34,供 4號(hào)高爐的高壓泵組 1號(hào)水泵故障,常壓水壓由 0.94 MPa 下降到0.35MPa ,導(dǎo)致高爐爐體水溫差急劇升高,高爐被迫慢風(fēng)至118kPa。 19:25開(kāi)始富氧6000m3/h,20:00高爐風(fēng)量恢復(fù)到80% 即4730m3/ min。 由于在復(fù)風(fēng)前供4 號(hào)高爐的大風(fēng)機(jī)沒(méi)有 啟動(dòng)成功,只有啟動(dòng)備用風(fēng)機(jī),目前的風(fēng)量已經(jīng)達(dá) 到備用風(fēng)機(jī)的最大保險(xiǎn)風(fēng)量了,高爐復(fù)風(fēng)參數(shù)趨勢(shì)見(jiàn)圖1。
4.2 爐外操業(yè)
開(kāi)爐成功的關(guān)鍵是爐前出鐵,一般情況下,進(jìn)風(fēng)總量達(dá) 160000—200000m3時(shí)打開(kāi)鐵口,爐前已經(jīng)做好應(yīng)對(duì)各種情況的預(yù)案,鐵口預(yù)埋氧槍已經(jīng)做好準(zhǔn)備,復(fù)風(fēng)后打開(kāi)鐵口出現(xiàn)空噴,說(shuō)明風(fēng)口與鐵口是貫通的,沒(méi)有用氧槍。 渣鐵溝維護(hù)好后用煤氣 進(jìn)行保溫,鐵口黃沙鋪好,主溝及渣溝作好沙壩,開(kāi)口鉆頭選用 Ø70mm,如開(kāi)口全鐵,使用撇渣器,鐵入罐;如果先來(lái)渣,渣進(jìn)干渣坑,見(jiàn)鐵或來(lái)風(fēng)堵口。 出鐵量如小于100t,溝清理干凈后立即組織出二 次鐵,鐵口深度按 3200mm控制,出鐵模式原則上采用單鐵口作業(yè)。 送風(fēng)后2小時(shí)爐前開(kāi)2號(hào)鐵口,鐵口空噴后堵口。 15:05打開(kāi)4號(hào)鐵口出鐵,鐵水流動(dòng)性良好, 清理好沙壩,吊起撇渣器前的閘板,鐵水直接過(guò)撇渣器,來(lái)渣后直接沖水渣,出鐵 116噸,爐前出鐵順利。
4.3 上下部參數(shù)及熱制度平衡
由于封爐料負(fù)荷偏重,復(fù)風(fēng)后重負(fù)荷料很快到 達(dá)風(fēng)口,爐溫控制的好壞直接影響恢復(fù)爐況的進(jìn) 程。 熱風(fēng)系統(tǒng)保溫較好,復(fù)風(fēng) 1小時(shí)后,風(fēng)溫就上 升到 1050 ℃ ,3小時(shí)后開(kāi)始噴煤,風(fēng)溫已經(jīng)達(dá)到 1115 ℃水平,5 小時(shí)后富氧 6000 m3/h,確保了爐 缸熱量的穩(wěn)定。 復(fù)風(fēng)后前7罐鐵水成分見(jiàn)表 3。
從表中可以看出,復(fù)風(fēng)后沒(méi)有出現(xiàn)鑄造鐵,最高[Si] 只有1.22%, 且逐步下降到合適水平, [Mn]在0.70%左右與開(kāi)爐料核料結(jié)果基本一致,[S]含量在 0.043%水平,比預(yù)期較高,影響了高爐物理熱,在渣堿度平衡方面值得反思和改進(jìn),總體渣鐵流動(dòng)性良好。
高爐按照正常檢修時(shí)爐況恢復(fù),積極用風(fēng),快速捅風(fēng)口,活躍爐缸,理論燃燒溫度控制在 2200℃ 左右,頂壓正常使用,鼓風(fēng)動(dòng)能保持在 140kJ 水平,變料模式不作調(diào)整,盡量保持原先煤氣流分布的穩(wěn)定。 受備用風(fēng)機(jī)影響,開(kāi)爐后風(fēng)量只能恢復(fù)到 4700m3/min水平,暫時(shí)保留4個(gè)堵風(fēng)口,確保鼓 風(fēng)動(dòng)能和風(fēng)口風(fēng)速,21 日 4:44,大風(fēng)機(jī)檢修好投入 使用,高爐逐步捅開(kāi)風(fēng)口加風(fēng),到 20:10,高爐捅開(kāi) 26 號(hào)風(fēng)口,開(kāi)始全風(fēng)操作。 高爐煤量、富氧恢復(fù)至正常水平。 復(fù)風(fēng)后主要參數(shù)見(jiàn)表3。
5 結(jié)語(yǔ)
一般悶爐4天的高爐,封爐料的負(fù)荷在 3.0 以 下,復(fù)風(fēng)后[ Si] 高,降爐溫過(guò)程長(zhǎng),容易出現(xiàn)熱難 行,影響了爐況快速恢復(fù),這次封爐料負(fù)荷達(dá)到 3.39,復(fù)風(fēng)時(shí)爐料負(fù)荷直接為 4.00,對(duì)高爐悶爐、開(kāi)爐 操作提出了更高的要求。
高爐對(duì)悶爐方案多次討論,對(duì)各類突發(fā)事件做 好應(yīng)急預(yù)案。 重點(diǎn)做好冷卻系統(tǒng)全面查漏、風(fēng)口密封和爐體保溫。 復(fù)風(fēng)后快速用風(fēng),精確計(jì)算休風(fēng)料 到達(dá)的各段位置,風(fēng)溫、煤量及時(shí)平衡。 工作重點(diǎn)放在爐前第一爐鐵,首次鐵出鐵順利,渣鐵流動(dòng)性良好,投撇渣器、沖水渣。 高爐按正常爐況恢復(fù),復(fù)風(fēng)后 2小時(shí) 15分鐘風(fēng)量恢復(fù)到正常風(fēng)量的 77%,7小時(shí)高爐富氧,8小時(shí)備用風(fēng)機(jī)全風(fēng)操作(正常風(fēng)量的 80%)。 這次高爐重負(fù)荷悶爐實(shí)踐,為以后可 能發(fā)生的悶爐操作提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
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