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漣鋼2200m3級(jí)高爐高利用系數(shù)生產(chǎn)實(shí)踐

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2025-01-22  作者:劉圣乾  瀏覽次數(shù):1856
 
核心提示:摘 要:通過(guò)加強(qiáng)原料管理,提高原燃料質(zhì)量,減少有害元素入爐;優(yōu)化風(fēng)口布局、布料矩陣,合理分布煤氣流,提高煤氣利用率;冬季鼓風(fēng)加濕,穩(wěn)定操作爐型,高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行,有效利用系數(shù)達(dá)到3.2t/(m3·d)。 關(guān)鍵字:高爐;精料管理;(優(yōu)化)氣流分布;(高)利用系數(shù)
 漣鋼2200m³級(jí)高爐高利用系數(shù)生產(chǎn)實(shí)踐

劉圣乾

(漣鋼煉鐵廠)

摘  要:通過(guò)加強(qiáng)原料管理,提高原燃料質(zhì)量,減少有害元素入爐;優(yōu)化風(fēng)口布局、布料矩陣,合理分布煤氣流,提高煤氣利用率;冬季鼓風(fēng)加濕,穩(wěn)定操作爐型,高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行,有效利用系數(shù)達(dá)到3.2t/(m³·d)。

關(guān)鍵字:高爐;精料管理;(優(yōu)化)氣流分布;(高)利用系數(shù)

1  引言  

漣鋼6#高爐有效容積2200m³,28個(gè)風(fēng)口,于2018年4月4日第二代爐齡大修開(kāi)爐,送風(fēng)面積0.3167m³,開(kāi)爐5天日產(chǎn)達(dá)5000t/d。開(kāi)爐后爐況穩(wěn)順,風(fēng)量穩(wěn)定在4100m³/min左右,產(chǎn)量穩(wěn)定在6000t/d左右,消耗也由開(kāi)爐初的579kg/t降到530kg/t左右。以下是2019年的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

圖片1 

6#高爐2019年全年有效利用系數(shù)2.72 t/(m³·d),噴煤比152.7kg/t,燃料比533.9kg/t。2020年初漣鋼提出1000萬(wàn)噸鋼目標(biāo),對(duì)鐵前高爐順行和利用系數(shù)提出更高要求:高爐爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行,有效利用系數(shù)達(dá)3.0 t/(m³·d)以上。而6#高爐面臨的需要解決的難題主要有兩個(gè)方面:(1)6#高爐每年進(jìn)入10月份后,爐墻容易粘結(jié),爐型受影響,冷卻壁水溫差長(zhǎng)期處于3.0℃以下,高爐有效利用系數(shù)和燃料比都受影響,生產(chǎn)不能強(qiáng)化。(2)6#高爐第一代爐齡月有效利用系數(shù)最好水平在2.80 t/(m³·d)左右,2019年全年平均有效利用系數(shù)在2.73 t/(m³·d),對(duì)于3. 0 t/(m³·d)以上利用系數(shù),確實(shí)需要改變目前的思維,大膽探索,上下部制度結(jié)合,優(yōu)化煤氣流分布。

2  采取的措施

2.1  強(qiáng)化精料管理

高爐煉鐵是個(gè)系統(tǒng)工程,精料是高爐煉鐵的基礎(chǔ),對(duì)焦炭和燒結(jié)礦質(zhì)量設(shè)定紅線,制定高爐全流程質(zhì)量管理辦法。2020年入爐原燃料質(zhì)量全面提升,有害元素大幅縮小,高爐爐況穩(wěn)定性提高。

2.1.1  焦炭

目前6#高爐采取廠焦+外購(gòu)焦的方式,鐵前全流程工序質(zhì)量質(zhì)量控制管理辦法規(guī)定廠焦熱強(qiáng)度≥66%,反應(yīng)性≤27%,外購(gòu)焦熱強(qiáng)度≥65%,反應(yīng)性≤25%,M40≥85%,M10≤7%,實(shí)際控制參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)高于此標(biāo)準(zhǔn)。槽下強(qiáng)化篩分管理,焦炭篩速≯2t/min,外購(gòu)焦加蓋雨棚,減少水分波動(dòng),通過(guò)一系列舉措,焦炭質(zhì)量穩(wěn)定性得到提高。

2.1.2  燒結(jié)礦

嚴(yán)格管控?zé)Y(jié)礦成分,關(guān)鍵成分范圍SiO2(4.8%~5.3%),MgO(1.75%~1.95%),Al2O3(≤2%),F(xiàn)eO(8%~10%),轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度≥77%,平均粒度≥22mm,特別是對(duì)低溫還原粉化指標(biāo)(RDI+3.15)必須高于60%,加強(qiáng)篩分管理,篩速(≯4t/min),對(duì)篩面每周定期檢查,并取樣檢測(cè)。

2.1.3  煤粉

2019年底,漣鋼借鑒寶武集團(tuán)武鋼節(jié)焦降耗的經(jīng)驗(yàn),改變現(xiàn)有噴吹煤結(jié)構(gòu),將無(wú)煙低灰煤的比例提高到80%,煤的灰分、硫分大幅減小,發(fā)熱值提高,噴吹煤的灰分由原來(lái)的11.5%降到現(xiàn)在的10%左右。

2.1.4  保障熟料配比,大幅提高入爐品位

漣鋼6#高爐在確保熟料配比≥85%的基礎(chǔ)上,購(gòu)進(jìn)高品位進(jìn)口球團(tuán),使入爐品位由原來(lái)的58.5%進(jìn)一步提高到59.1%,渣鐵比降到310kg/t左右,為高爐冶煉進(jìn)一步強(qiáng)化,改善透氣性創(chuàng)造了條件。

2.1.5嚴(yán)格控制有害元素入爐

入爐有害元素和含粉率高易使?fàn)t墻粘結(jié)。特別是近幾年6#高爐冬季冷卻壁壁水溫差長(zhǎng)期在3℃以下,害“冬季病”,生產(chǎn)不能強(qiáng)化。為減少有害元素對(duì)爐況的影響,公司改變策略,對(duì)外停止固廢使用,減少有害元素入爐,對(duì)內(nèi)強(qiáng)化內(nèi)功,優(yōu)化氣流,每周進(jìn)行有害元素平衡計(jì)算,監(jiān)測(cè)高爐內(nèi)有害元素堿、鋅等元素富集,定期外排。下圖1是近1年來(lái)堿負(fù)荷、鋅負(fù)荷變化圖。

圖片2 

從上圖看出6#高爐入爐堿、鋅負(fù)荷從2019年11月份開(kāi)始,大幅降低,目前6#高爐堿負(fù)荷按≤3.0kg/t,鋅負(fù)荷按≤0.30kg/t控制。

2.2優(yōu)化爐內(nèi)煤氣流分布

針對(duì)6#高爐近些年技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)遇到瓶頸,且冬季爐墻粘結(jié)、爐況波動(dòng),分析原因采取優(yōu)化上、下部制度,發(fā)展邊緣、中心兩路煤氣流,控制合適的鼓風(fēng)動(dòng)能,通過(guò)鼓風(fēng)加濕控制合適的理論燃燒溫度等一系列舉措,取得良好的效果。

2.2.1  進(jìn)風(fēng)面積的調(diào)整

6#高爐開(kāi)爐初的進(jìn)風(fēng)面積為0.3167m²,隨著冶煉的進(jìn)程,爐缸的侵蝕,到2020年12底,風(fēng)口面積逐步調(diào)到了0.3212m²,此時(shí)鼓風(fēng)動(dòng)能在11000kg·m/s左右。分析冷卻壁溫度曲線,爐墻粘結(jié)是經(jīng)過(guò)(用)爐腹,爐腰,爐身下部,爐身中部,一路從下而上,逐步粘結(jié)起來(lái)的,爐內(nèi)煤氣的第一次分布,邊緣偏弱。2020年1月份將進(jìn)風(fēng)面積一次性從0.2968m²調(diào)到0.3117m²,高爐平均風(fēng)量由4200m³/min提升到4400m³/min,8月份進(jìn)一步將風(fēng)口面積擴(kuò)到0.3212m²,鼓風(fēng)動(dòng)能控制在10500kg·m/s左右,優(yōu)化氣流分布取得的效果較好,鼓風(fēng)動(dòng)能的趨勢(shì)如下圖2:

圖片3 

2.2.2  上部操作矩陣的調(diào)整

2019年?duì)t內(nèi)矩陣調(diào)整的思路是穩(wěn)住邊緣,充分發(fā)展中心氣流,,再通過(guò)減中心焦來(lái)提高煤氣利用。此種思路在原燃料質(zhì)量較好時(shí),中心無(wú)礦區(qū)焦炭比例可以減到只有17%,燃料消耗取得比較好的效果。但在原燃料質(zhì)量變差時(shí),爐況抗波動(dòng)能力弱,只有通過(guò)大幅增加中心焦比例,才能控制壓差,煤氣流平衡打破,邊緣變重,爐墻逐步從下而上結(jié)厚。2019年7月6#高爐就是因?yàn)橥赓?gòu)焦質(zhì)量波動(dòng),為控壓差中心無(wú)礦區(qū)焦炭比例加到35%,導(dǎo)致8月份爐墻開(kāi)始粘結(jié),影響操作爐型。2020年1月配合下部送風(fēng)制度的調(diào)整,上部操作制度也相應(yīng)優(yōu)化,中心思想是發(fā)展中心與邊緣兩路煤氣流,中心無(wú)礦區(qū)焦炭比例控制在20%~30%,確保邊緣與中心氣流的穩(wěn)定平衡,再拉寬布礦帶,提高煤氣利用率,高爐爐況穩(wěn)定性提高,抗波動(dòng)能力提高。矩陣調(diào)整如下表2:

圖片4 

2.2.3  理論燃燒溫度的控制

漣鋼6#高爐地處南方,晝夜溫度、濕度變化大,夏天大氣濕度一般能達(dá)到20g/m³~30g/m³,冬季溫度低,濕度只有4g/m³~8g/m³,濕度變化影響理論燃燒溫度,而理論燃燒溫度的變化,影響爐內(nèi)煤氣流、化學(xué)反應(yīng)、有害元素如堿金屬的循環(huán)富集變化。特別是冬季大氣濕度低,高爐有效利用系數(shù)也相對(duì)偏小,為提高產(chǎn)量,相應(yīng)增加富氧率,進(jìn)一步提高了理論燃燒溫度,理論燃燒溫度經(jīng)常在2350℃左右。理論燃燒溫度過(guò)高,SiO氣化量增加,隨煤氣上身沉積冷凝在礦石焦炭間隙,影響爐內(nèi)透氣性。K、Na等堿金屬也主要是在爐子中下部循環(huán)富集,理論燃燒溫度過(guò)高,循環(huán)富集量增加,吸附在爐墻容易導(dǎo)致?tīng)t墻結(jié)厚。經(jīng)過(guò)摸索適合6#高爐的理論燃燒溫度在2200℃~2300℃左右。為控制理論燃燒溫度,2020年1月,6#高爐開(kāi)始鼓風(fēng)中加濕,恒定入爐濕份,冬季入爐濕份一般控制在14g/m³左右,富氧20000m³/h,理論燃燒溫度控制在2300℃。

2.3  加強(qiáng)爐前出鐵和設(shè)備運(yùn)行改進(jìn)工作

2.3.1  爐前出鐵的好壞直接影響爐況的順行。而6#高爐2019年?duì)t前存在鐵口深度不穩(wěn)定,出鐵時(shí)間不穩(wěn)定,出鐵不均勻的情況,渣鐵出不干凈就會(huì)影響爐況,經(jīng)常出現(xiàn)憋鐵、憋渣而減風(fēng)。為改變這一現(xiàn)象,2020年改變爐前操作模式,通過(guò)優(yōu)化開(kāi)口機(jī)噴霧水、吹掃氣量,固定打泥量,穩(wěn)定鐵口深度在3.0m~3.2m。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)將打泥壓力固定在某一范圍,控制鐵口孔道擴(kuò)徑速度,穩(wěn)定出鐵速度,將每一爐鐵的出鐵時(shí)間穩(wěn)定在130±20min。如果存在炮泥強(qiáng)度波動(dòng)或存在冒泥現(xiàn)象,退炮后采取二次打泥措施,保證穩(wěn)定的出鐵時(shí)間。二次打泥即將鐵口鉆進(jìn)0.8m~1.2m后再將鐵口堵上打進(jìn)少量泥,提高鐵口通道炮泥的密度,確保出鐵時(shí)間。此項(xiàng)措施在6#高爐使用效果較好,出鐵均勻性大為提高,渣鐵出不凈影響爐況的情況大為減少。每天出鐵次數(shù)由10次~12次,降到現(xiàn)在的9次~10次,泥耗也由原來(lái)的0.65kg/t降到現(xiàn)在的0.4kg/t。2.3.2  高爐設(shè)備運(yùn)行推行日常點(diǎn)檢、維護(hù)點(diǎn)檢、專(zhuān)職點(diǎn)檢三級(jí)點(diǎn)檢,加強(qiáng)設(shè)備維護(hù),大力推進(jìn)設(shè)備智能運(yùn)行維護(hù),依托漣鋼自己開(kāi)發(fā)的設(shè)備可靠性運(yùn)行系統(tǒng),減少故障判斷時(shí)間。以高爐為中心,做到設(shè)備故障零影響,設(shè)備影響高爐生產(chǎn)減風(fēng)考核10萬(wàn)/次,2020年以來(lái),沒(méi)有一次因設(shè)備問(wèn)題影響高爐生產(chǎn)。

3  效果

通過(guò)采取以上措施,漣鋼6#高爐優(yōu)化煤氣流分布,抓住冷卻壁水溫差這一關(guān)鍵參數(shù),將水溫差長(zhǎng)期控制在3℃~5℃這一合適范圍,維持合適的操作爐型。爐況的日趨穩(wěn)順,受風(fēng)能力大為提高,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷優(yōu)化,全風(fēng)量由原來(lái)的4200m³/min提高到上半年的4400m³/min,高爐有效利用系數(shù)逐步提高到2.95 t/(m³·d),燃料比也降低到520kg/t的水平。原燃料質(zhì)量的改善和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的有力保障,下半年6#高爐進(jìn)一步將壓差控制上限從170kPa提高到185kPa,風(fēng)量水平也從4400m³/min提高到4600m³/min,高爐有效利用系數(shù)提高到3.2 t/(m³·d)左右。以下是6#高爐2020年下半年主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

圖片5 

4  結(jié)語(yǔ)

4.1  高爐煉鐵是個(gè)系統(tǒng)工程,穩(wěn)定順行是前提,原燃料質(zhì)量是基礎(chǔ),設(shè)備運(yùn)行維護(hù)是保障。只有各方面嚴(yán)格要求,緊密協(xié)作,高爐才能高強(qiáng)度冶煉,提高有效利用系數(shù)。

4.2  高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行需要維護(hù)好操作爐型,控制好合適的冷卻壁水溫差。漣鋼6#高爐的經(jīng)驗(yàn)是需要將冷卻壁水溫差控制在3℃~5℃這一范圍,此時(shí)操作爐型較好,有利于爐況的穩(wěn)定和消耗的降低。而控制的關(guān)鍵是選擇合適的鼓風(fēng)動(dòng)能和理論燃燒溫度,然后再優(yōu)化布料矩陣。

4.3  高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的不斷優(yōu)化,高利用系數(shù)的取得,需要上、下部操作制度的配合,控制合適的中心焦量,發(fā)展中心與邊緣兩路煤氣流,優(yōu)化氣流分布,提高煤氣利用率。

4.4  高爐生產(chǎn)具備一定的順行基礎(chǔ)后,可以通過(guò)放寬壓差范圍,提高風(fēng)量,鼓風(fēng)加濕增加富氧的方式提高冶煉強(qiáng)度。

 

 
 
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