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水鋼1350m3高爐爐況失常處理實踐

放大字體  縮小字體 發布日期:2025-01-09  作者:彭登學 肖揚武 何萬洪 康作云  瀏覽次數:2268
 
核心提示:摘 要:本文對首鋼水鋼1350m3高爐配合外圍處理故障進行長期休風后的爐況恢復過程中,由于慢風時間長、燒結礦質量下降、應對措施不力造成爐況波動的原因及處理進行總結。通過添加錳礦、螢石、加組焦洗爐,堵風口等措施,爐況逐步恢復正常。 關鍵詞:外圍變化;應對不力;爐況失常 ;處理實踐
 水鋼1350m³高爐爐況失常處理實踐

彭登學  肖揚武  何萬洪  康作云

(首鋼水鋼技術中心)

摘  要:本文對首鋼水鋼1350m3高爐配合外圍處理故障進行長期休風后的爐況恢復過程中,由于慢風時間長、燒結礦質量下降、應對措施不力造成爐況波動的原因及處理進行總結。通過添加錳礦、螢石、加組焦洗爐,堵風口等措施,爐況逐步恢復正常。

關鍵詞:外圍變化;應對不力;爐況失常 ;處理實踐

1  前言

水鋼三號高爐(1350m³)設有20個風口和2個鐵口,采用銅冷卻壁薄襯結構,無料鐘并罐爐頂,串聯軟水密閉循環冷卻系統,三座內燃式熱風爐和一座頂燃式熱風爐,干法除塵煤氣處理系統等一系列新技術,2017年4月高爐大修后進入第二代爐齡。

在市場經濟對鋼鐵企業的沖擊下,為謀求生存,根據公司戰略調整,于2022年9月開始開展釩鈦礦冶煉攻關,釩鈦球配比由10%增加至40%,中鈦渣冶煉獲得成功,爐況順行和各項經濟技術指標均得到提升。

2  爐況的演變過程

2023年4月10日受動力5#鼓風機故障影響,配合4#高爐降料面休風,4月11日18:52高爐送風恢復,高爐恢復前期四高爐處于降料面末期,高爐慢風待四高爐降料面結束,造成高爐慢風時間長、熱量不足,爐況恢復困難,待重新組織加焦提高爐缸熱量后,高爐于4月15日恢復正常,4月16日開始使用釩鈦礦。

4月18日開始燒結質量下行,主要體現在:平均粒徑下降,<5mm比例上升,誘發高爐二次爐況波動,高爐在應對過程中順行不保,懸料頻繁,風量持續下行,期間以調整上部制度為主,效果不明顯,于4月29日休風堵風口恢復。

4月29日高爐休風堵風口后,采取洗爐措施,爐況處理15天,上部措施主要是以打開中心氣流為主要思路,取得了較好效果,本次爐況波動歷時36天,給公司的生產經營帶來巨大的損失,值得我們深刻的反思,具體歷程詳見圖1。

圖片1 

圖1 三高爐爐況失常期間風量/(m³/min)、產量/(t/d)變化情況圖

3  爐況處理及調整

3.1  第一階段:2023年4月11日-4月15日,送風后的爐況恢復

此階段因三高爐長期休風送風后四高爐降料面未結束,高爐不具備上風條件,慢風時間長,爐缸未得到及時補充熱量,最終造成爐缸虧熱,風量持續偏低,具備加風時已上風困難,操作上主要采取的措施是退批重、退負荷、加組焦、外移礦石角度開中心的思路,其中礦批由35.000t/批↘30.000t/批,焦炭負荷由3.898t/t↘3.544t/t。附加焦每隔10批加10噸。4月12日11:00開始加組焦30噸、20噸、10噸,間隔10批循環加至4月13日,共計3組;同時調整布料制度,焦炭平臺不動,礦石平臺整體外移1°,以開中心為目的,做爐溫兩天后高爐逐步恢復正常,4月13日開2個風口,4月14日開5個風口,4月16日高爐恢復正常。

3.2  第二階段:2023年4月22日-4月28日,儲備爐缸熱量以上風

通過第一階段調整,高爐恢復至正常水平,但經過短期穩定后,又因燒結礦質量下降,高爐應對不力,造成爐況二次波動,崩滑料、懸料頻繁,順行難保,4月22日開始風量守不住,首先采取退礦批、退負荷措施,未達效果,從4月23日開始來回于放邊、壓邊、放邊間調整上部制度,目的是想通過布料調整引導煤氣分布,盡快恢復風量,但調整過程顯得偏亂,未達預期目標,具體情況詳見表1。

表1 三高爐爐況失常第二階段處理及調整情況

圖片2 

3.3  第三階段:2023年4月29日-5月18日,洗爐缸

通過第二階段的調整,未達到恢復風量的目的,爐缸進一步惡化,爐缸側壁溫度持續下行,低于正常控制標準下限(330℃),爐缸出現堆積,第三階段主要采取以洗爐缸的措施,于4月29日13:10休風158min堵5#、6#、7#、15#、16#風口恢復(5個),同時采取加錳礦、螢石、組焦洗爐,上部收角度放邊,停一臺軟水泵等措施,直至5月6日爐缸側壁溫度開始上升,洗爐取得效果,高爐順行好轉,逐步具備加風條件,直至5月18日高爐恢復正常,爐缸側壁溫度最高點溫度變化詳見圖2.

圖片3 

圖2 爐況失常期間爐缸側壁溫度最高點(TE026)溫度/(℃)變化圖

4  爐況波動原因分析

4.1  基礎熱量不足,長期休風恢復慢風時間長,爐缸虧熱嚴重

2023年4月10日長期休風前高爐處于中鈦渣冶煉,操作物理熱長期低于控制標準的下限(標準1420-1460℃)。4月10日8:37-10:20因四高爐風機停風由三高爐向四高爐撥風103分鐘,18:36開始休風24小時16分鐘配合四高爐降料面停爐,于次日18:52送風恢復爐況,由于四高爐降料面未結束,兩高爐共用4#鼓風機,三高爐風量持續維持在1400m³/min左右,直至4月12日7:00四高爐降料面結束,三高爐才具備加風條件,持續慢風達12小時以上,此時物理熱已下降至1250℃,爐缸虧熱嚴重,渣鐵流動性極差,高爐錯過上風的機會,高爐處于緩慢做爐溫恢復中,具體情況詳見圖3。

圖片4 

圖3 爐況失常第一階段爐溫/(%)、物理熱/(℃)控制圖

2023年4月16日,高爐恢復至正常風量,但爐缸虧熱未得到徹底解決,爐缸處于亞健康狀態,高爐抵抗力低,具體爐溫控制詳見圖4。

圖片5 

圖4 爐況失常第二階段爐溫/(%)、物理熱/(℃)控制圖

通過對現場爐渣取樣電鏡掃描,物理熱低于1420℃時,會造成爐渣析出大量的高熔點鈣鈦礦物質,使爐渣流動性變差,這也證實了爐缸虧熱后高爐持續加不上風,爐前勞動強度加大,延長了爐況恢復的時間,現場爐渣電鏡掃描如圖5。

圖片6 

圖5 爐況失常第二階段現場爐渣電鏡掃描圖

注:左圖為現場渣(TiO2:6.61%,物理熱:1330℃),白點代表鈣鈦礦,右圖為現場渣(TiO2:2.47%,物理熱:1436℃)。

4.2  燒結機生產不穩定,燒結礦平均粒徑下降,入爐含粉量增加

燒結礦粒度組成對爐況最直接的影響就是塊狀帶煤氣流分布的影響,小粒度燒結礦入爐后,在高爐爐身特別是爐身中上部塊狀帶,由于小粒度燒結礦不均勻的填充在空隙中,使得煤氣流的正常上升通道受阻,極易使高爐產生局部氣流,控制不當還有可能造成管道行程。從4月18日開始燒結礦平均粒徑由17.20mm下降至15.2mm,<5mm部分由2.2%上升至5.1%,最高達到了8.66%,粒級組成偏離了正常水平,加上4月21-23日6#燒結機因電流高開停機35次,產生開機料21500噸,只落地4360噸,大量的開機料進入高爐,具體情況詳見圖6、圖7。

圖片7 

圖6 爐況失常第二階段燒結礦平均粒徑/(mm)、<5mm比例/(%)變化圖

圖片8 

圖7 6#燒結機故障停機歷史曲線及開機料組織情況圖

4.3  異常爐況處理不力

1) 長期休風前停鈦球不果斷

2023年4月10日四高爐停風后,三高爐休風是可以預見的,高爐未及時下調釩鈦球比例;對于長期中鈦渣冶煉的高爐,在高爐長期休風前,應果斷降低或停止釩鈦球冶煉,這有利于高爐爐況的恢復。

2) 篩分管理制度不完善,處置措施滯后

事業部篩分管理制度中未明確篩分數據異常后的處置措施,如調整篩速、減少用量等,4月18日開始燒結礦質量明顯下降,各班工長都在記錄燒結礦發黃,但未引起重視,直至4月24日高爐才將燒結礦含粉高的2A稱量減至40%,4月25日將2A、3A、5A、7A的篩速由2.2t/min下調至1.3t/min,處置措施滯后。

3) 未及時采取堵風口措施,造成鼓風動能維持低于正常水平

2023年4月23日開始,高爐崩滑料、懸料增加,動能低于正常水平,未及時采取堵風口提動能措施,導致爐缸工作狀態持續惡化,錯失爐況處理黃金時間,具體情況詳見圖8。

圖片9 

圖8 爐況失常鼓風動能/(J/S)控制及懸料、崩滑料/(次/d)統計圖

4)  上部制度調整頻繁,思路不清晰

從4月23日開始來回于放邊、壓邊、放邊間調整上部制度,動機不清晰,調整過程顯得偏亂,均未取得效果,錯過了爐況恢復最佳時間,進一步惡化了爐況,造成爐缸堆積,4月29日被迫休風堵風口,開始加錳礦、螢石、組焦等措施洗爐。

5)  恢復爐況過程中壓差控制偏高

在爐況恢復第二階段頻繁出現頂壓差操作,4月23日開始由于壓差控制高,造成懸料,該現象一直未得到重視,導致高爐頻繁出現崩滑料、懸料現象,4月23日-4月29日期間出現懸料10次,進一步加劇了爐況的惡化,只有4月26日未出現懸料(未頂壓差操作),懸料、崩滑料詳見圖9。

圖片10 

圖9 爐況失常第二階段壓差/(kpa)控制情況圖

綜合以上分析,長期休風后慢風時間長、長期低爐溫操作、燒結礦質量下降均是高爐波動的誘因,而在異常爐況恢復過程中,由于采取的措施不力加劇了爐況的惡化,造成高爐波動達36天,給公司的生產經營帶來巨大的損失,值得我們深刻的反思。

5  結論

(1)合理而穩定的爐缸熱制度是高爐順行的基礎,通過水鋼渣系研究發現,水鋼三高爐現有冶煉條件下,物理熱低于1420℃時,爐渣將大量析出鈣鈦礦,導致爐渣粘度增大流動性變差,不利于爐況的穩定,水鋼三高爐鐵水物理熱宜控制在1420℃-1460℃之間,低鈦渣時物理熱應>1430℃。

(2)以高爐為中心,堅持寧愿休風不慢風的指導思想,有計劃的慢風應提前10小時改普礦冶煉。

(3)無論何時,高爐順行都應放在第一位的,只有在順行的前提下才具有高爐穩定的可能,本次三高爐爐況波動出現多次懸料,恢復進程走了很多彎路,有爐況本身的原因,也有操作的原因,對特殊爐況的處理應做到思想統一,方向一致。

(4)任何情況下高爐壓差的控制,都是必須重視的事情,雖然不同的高爐,或者同一高爐的不同狀態下適宜的壓差數據有區別,但是壓差的高低與高爐狀態的對應性,還是存在的,高爐操作者(管理者)對壓差的把握仍然是高爐調整的重要參數,盲目上壓差,是心里沒數的表現。

(5)上部調劑應以盡快恢復風量為目標,下部調劑以保障風口面積與標準風速的適應性,確保風口前具備足夠的鼓風動能,避免爐況上、下部調劑不匹配的現象。

(6) 臨時堵風口是提高鼓風動能最直接的方式,特殊爐況的恢復,加風困難時,更應果斷采取堵部分風口,有利于快速恢復風量。

參考文獻:

[1]  齊萬兵等.重鋼1750m³高爐爐況失常恢復實踐[J].四川冶金,第45卷第3期,2023年6月.

[2]  路鵬等.宣鋼1#高爐長期休風爐況恢復實踐[C].2022年全國煉鐵低碳技術研討會會議論文集.

[3]  楊紹利.釩鈦磁鐵礦綜合利用技術手冊[M].北京:冶金工業出版社,2021年.

 

 
 
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