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宣鋼3號2000m3高爐中修開爐達產實踐

時間:2020-01-14 05:32來源:河鋼宣鋼公司煉鐵廠 作者:李利杰 點擊:
  • 摘要 對宣鋼3號高爐中修開爐進行系統總結。在開爐過程中,通過快速調整裝料制度、快速降爐溫、快速捅風口用風,使3號高爐中修開爐順利,并實現快速達產達效。

    關鍵詞 高爐 中修 開爐 達產 

    宣鋼3號2000m3高爐自2011年6月10日投產以來,第3段、第5段和第9段冷卻壁共計有8塊冷卻壁8根水管相繼燒漏;爐皮燒紅、跑煤氣、變形嚴重;南北鐵口區炭磚溫度2015年元月以后升高異常;三座熱風爐熱風出口溫度高,局部出現嚴重燒紅跑風現象。2015年10月16日至2016年3月1日,3號高爐停爐中修,對三座熱風爐熱風出口進行了徹底修補,更換爐體5段、9段和10段冷卻壁,風口組合磚重新砌筑,南北兩個鐵口區域陶瓷杯拆除后澆筑。

    1 中修主要檢修項目

    1.1 爐缸

    南北鐵口區域侵蝕比較嚴重,該區域600mm厚的陶瓷杯被侵蝕減薄至100~200mm。清理掉北鐵口區域陶瓷杯后,裸露碳炭磚表面面侵蝕較嚴重,約有200mm厚度已被氧化,硬度和強度嚴重不足。北鐵口區域陶瓷杯和炭磚之間縫隙大,達到160~200mm(原設計縫隙60mm,用填充料填充),且有明顯滲鐵現象,見圖1和圖2。

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    為消除隱患,將鐵口區域(以鐵口為中心,寬4.0m,風口組合磚以下至陶瓷杯墊之間高約4.8m)陶瓷杯全部清除,對氧化侵蝕炭磚表面進行清理。2016年2月1日至6日,美固美特公司對南北兩個鐵口進行澆注,澆筑鐵口泥套及泥包,鐵口深度直接澆筑2.8m,修復鐵口區域損壞的炭磚,修復示意圖見圖3。

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    1.2 爐身

    九、十段位于爐身下部,停爐后進入爐內查看兩段冷卻壁破損非常嚴重,尤其九段冷卻壁決大部分水管外露、燒損,九段冷卻壁上端與十段冷卻壁下端呈“抹坡”狀損壞。詳見圖4,圖5,圖6

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    九段和十段冷卻壁部位多處爐皮燒紅、變形,甚至開裂跑煤氣,此次中修將該部位爐殼進行部分更換。

    1.3 熱風爐

    停爐前,三座熱風爐熱風出口接連出現燒紅、跑風現象,造成高爐減風、降風溫,甚至休風。2014年2月和9月,利用定修機會,分別對2號和1號、3號熱風爐熱風出口進行挖補澆筑焊接,效果較好,堅持到高爐中修停爐。高爐停爐后,熱風爐涼爐打開人孔,發現三座熱風爐熱風出口都嚴重變形,熱風出口上方大墻擠壓下陷,部分硅磚脫落,見圖7,圖8。

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    二十二冶對三座熱風爐熱風出口破損和變形磚全部拆除,下半環重新砌磚,上半環支模具后分兩次澆筑,第一次澆筑陶瓷纖維,第二次澆筑剛玉莫來石,澆筑完畢后如圖9,圖10。

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    2 開爐前準備工作

    2.1 高爐烘爐

    烘爐導管安裝:每間隔一個風口安裝一個烘爐導管,總計安裝13個烘爐導管,烘爐導管管徑?108mm,按風口單雙號交錯間隔安裝。烘爐導管水平管插入風口小套,導管水平方向長度分為5.0m、3.5m、1.5m,向下豎管長度4.1m,下部豎管采用鋼支架支撐固定,烘爐導管之間采用角鋼連接加固(圖11)。在烘爐導管上面滿鋪鐵板,距爐墻475mm。

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    2016年2月24日13:40~28日16:40,高爐烘爐98h,烘爐節點和烘爐曲線如表1和圖12。

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    2.2 試壓檢漏

    試壓檢漏是在高爐烘爐過程中進行的,高爐憋壓時,爐頂三個放散關閉,重力除塵器250mm放散和400mm放散關閉(試壓方案中200mm和400mm放散是處于開狀態的,但是考慮到減少放散及膠圈備件,于是決定通過排風閥保持一定開度,保證風機安全工作),干除塵荒煤氣進口A閥和凈煤氣出口B閥關閉(防止高溫空氣進入箱體燒布袋),排風閥始終保持20%~30%開度。2月25日9:05~10:50,當高爐烘爐300℃恒溫時進行第一次試壓檢漏,風壓最高220kPa,頂壓最高217kPa,發現75處跑風點,14:48~16:00休風補焊,2月26日8:33~12:07休風補焊漏點;14:30~16:15,高爐烘爐500℃恒溫時進行第二次試壓檢漏,風壓最高220kPa,頂壓最高217kPa,發現42處跑風點,16:15~17:30休風補焊漏點,27日和28日又進行第三和第四次試壓檢漏,28日16:40烘爐結束進入涼爐階段。

    2.3 爐體灌漿

    2月26日至28日,分別給風口帶(第五段)和第九、十段灌漿,灌漿料為高鋁質料加結合劑(比例2:1)。第五段灌漿4.5t,九段和十段共計灌漿15 t。

    2.4 爐內裝木材

    此次3號高爐采用1/2填柴法開爐,木材150m3,180mm×180mm見方, 其中長度為1.5m、2.0m、3.0m,3.0m要大于20m3。風口中心線以下裝木材,在爐缸中心堆尖,在爐缸邊緣豎排木材,以保護風口組合磚。

    2.5 開爐料

    采用爐缸風口中心線以下填充枕木,從下往上依次是凈焦、空焦和負荷料。正常料結構:燒結礦75%+球團礦17%+螢石1.0t+硅石1.0t+錳礦1.0t。焦批12.2t(干熄焦),正常料礦批28t,每批空焦加3.0t白云石。

    開爐料主要參數設定:全爐焦比2.8t,正常料焦比0.75t/t,全爐爐渣堿度0.90,全爐壓縮率取平均值15%,開爐料鐵量390t,渣鐵比771kg/t。

    開爐料:凈焦34批,空焦30批,正常負荷料24批。

    凈焦34批填充至爐身下部,為避免凈焦在裝料過程中直接撞擊爐墻,裝料過程中采用單環布料模式,凈焦布料角度為20°。隨著料線上移,空焦采用多環布料;正常負荷料料線大于10m單環布料,料線小于10m,則采用多環布料,且檔位隨著料線上移逐步增加。開爐料裝料角度及料線對應見表1。

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    2.6 送風風口及送風面積選擇

    21個120mm及6個110mm風口,全開風口面積0.2945m2,堵4#、6#、8#、18#、20#、22#、27#7個風口,送風面積∑S=0.2190m2,見圖13。

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    2.7 出鐵口準備

    2.7.1北鐵口煤氣噴吹管路的安裝

    (1)北鐵口整體澆注時鐵口孔道預埋用Φ76×6mm無縫鋼管,鐵口角度9°。

    (2)從鐵口由外向內打入Φ65×6mm無縫鋼管,末端與爐內環管勾通(環管為原烘爐使用環管),鋼管伸出爐外1m~1.5m,做為鐵口煤氣導出管。

    2.7.2南鐵口鼓風管的安裝

    本鐵口作為出鐵口,出鐵時手動關閉冷風截門,鐵水自動流出,送風時該鐵口通壓縮冷風(壓力≥0.6kPa)。

    (1)從爐外沿鐵口孔道中心線打入Φ65×5mm無縫鋼管,鋼管必須和鐵口孔道緊密結合;爐內部分伸入到爐缸清理面,爐外部分長度標準為伸出鐵口護板1.5m,末端加裝DN65球閥;爐外鐵口管和爐皮之間用角鋼焊接加固。

    (2)鐵口管路前端的球閥焊接加長扳手(>500mm),扳手末端開孔連接拉繩,可實現遠距離球閥開關操作。

    (3)伸出鐵口泥套前端500mm的鐵口管路上開孔,焊接一路2m長Φ65×5mm無縫鋼管,末端打盲板;管路中間位置安裝壓力表;壓力表與盲端之間焊接兩路2寸管,分別安裝DN50球閥,末端焊接快速接頭,兩路管路一用一備。

    (4)2寸管分別通過2根金屬軟管與氣包連接,氣包出口安裝DN50球閥。

    安裝示意圖如圖14。

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    3 開爐操作

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    3.1 送風

    3月逐日產量見圖15。

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    經過對各系統多次檢查確認無誤,確定高爐具備點火送風條件后,于2016年3月1日21:16點火送風,定風壓80kPa,風量1000m3/min,混風全關。至22:00各送風風口相繼明亮用風量至1600m3/min。22:20鐵口開始噴吹。23:00用風量至1900m3/min。

    由于木材填充密集,加之水份高,木材得不到充分燃燒,下部沒有空間,風壓明顯升高,料尺長時間不動,爐內于23:50減風至1200m3/min。3月2日0:50排風坐料,但效果不好,風量明顯萎縮。1:20和1:52再次排風坐料,風量繼續萎縮,由于連續排風坐料,爐內整體料柱悶死,頂溫25℃左右沒有上行趨勢,風量吹不透中心,說明風量基本全部從北鐵口煤氣導管吹出。爐內盡量用風維持風量在800m3/min,逐步燃燒下部焦炭與木材。

    為盡快燒盡木材,爐內于7:00始強行用風至至1000 m3/min ,風壓220kPa。至11:17排風坐料,崩料4.85m/7.08m。并堵北鐵口,保證風量利用率。 

    崩料說明下部木材已基本燃燒完畢,下部全為焦炭后,料柱透氣性明顯改善,至13:00爐內用風量至1900 m3/min,頂溫上行至135℃。加速焦炭燃燒,加快爐內恢復進度。并調整上部裝料制度,改為中心加焦的方式上引風量。

    3.2 引送煤氣

    14:15引送煤氣,頂壓40kPa,定風量1800 m3/min,但由于整體料柱發悶,吹不透中心,料尺仍不動。期間16:00、19:20出現兩次崩料,料線分別為4m/8m、3m/6m。

    由于長時間料尺不動,爐內透氣性走差,風量逐步萎縮至1200 m3/min,爐內于21:30爐內排風坐料,崩料3m/5m。此次崩料后,效果較明顯。21:58~22:38爐頂翻花三次,說明上部氣流在形成通路,透氣性指數由63上升至154,爐內逐步用風,至22:55料動。爐內定風量至2200m3/min劃線。伴隨壓量關系走穩,爐內在補料線的基礎上,逐步加重焦炭負荷。,

    3.3出第一次鐵

    3日1:58打開南鐵口出第一次鐵,歷時27min,鐵量約為35t,下渣10min。鐵樣分析為:[Si]5.40%,[Mn]1.08%,[P]0.196%,[S]0.010%,[Ti]0.24%。渣樣分析為:(SiO2)30.13%、(CaO)38.32%、(Al2O3)17.11%、(TiO2)0.73%、(MgO)9.98%、(S)1.25%、(FeO)0.57%、R21.27倍??紤]爐溫對爐渣堿度的影響,實際爐渣二元堿度與理論計算相符,其它爐渣成分與理論計算偏差不大。

    4  開爐實踐

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    開爐后裝法采用 ,料線1.5m。開爐點火后,由于長期料不動,中心氣流不通暢以及頂溫低,爐內短期將內環焦角30°改為18°,通過中心注焦的方式改善透氣性,上引風量,加速焦炭燃燒,促動料動。2日22:55料動后爐內開始逐步擴礦批重焦炭負荷,捅風口,上引風量,同時取消中心注焦,提高煤氣利用。3日起加大力度擴礦批和加重焦炭負荷的力度,礦批由28t擴至43t,焦比降低260kg∕t;8日礦批擴至54t,焦比降至390kg∕t。隨著不斷擴礦批和加重焦炭負荷,煤氣利用穩步提高。

    3號高爐開爐初期主要技術經濟指標見表2。

    3.1產量逐步提高

    3月逐日產量見圖15。

    3月7日產量突破4000t,圓滿實現五天達產目標。13日產量達到4600t以上,13日至30日平均日產4730.05t。

    3.2 焦比和燃料比逐步下降

    3月逐日焦比和燃料比見圖16。

    開爐后焦比和燃料比降低幅度大,7日燃料比降至560kg∕t以下,9日焦比降至400kg ∕t以下。中旬平均焦比和燃料比分別為370kg∕t和538kg∕t,下旬平均焦比和燃料比分別為358kg∕t和530kg∕t。

    3.3 煤氣利用得以提高

    3月逐日煤氣CO2見圖17。

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    8日煤氣CO2升高至19.0%以上,中旬和下旬其平均值均在19.5%以上。

    3.4開爐前期每天風壓、風量等平均情況見表3

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    3.5開爐期間開風口用風情況見表4

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    3.6開爐期間出渣出鐵情況見表5

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    5  經驗與教訓

    5.1成功之處

    (1) 開爐的各種相關方案詳細周全,并且在開爐過程中嚴格執行,遇到的問題得到妥善解決。

    (2)開爐前的準備工作做的比較充分,此次開爐前的準備工作到位,特別是爐缸清理比較到位,為安全順利開爐創造了條件。另外,南北鐵口修補效果明顯,一是鐵口區域不再竄煤氣;二是鐵口深度易保證。設備多次聯動試車,系統多次試壓檢漏,保證了開爐后設備正常運行,沒有因外圍事故而休風,為按期達產提供了外圍保證。

    (3)開爐配料計算合理,各料段安排合理,渣鐵流動性良好,為加風、開風口創造了條件。同時減輕了爐前勞動強度。

    (4)后續恢復過程中穩妥的采取強化措施,保證了爐況平穩的過渡,同時在強化爐況的過程中大力度降焦比,提高煤氣利用,降低燃耗,為生鐵成本的降低奠定基礎

    5.2 教訓

    (1)開爐初期由于下部爐料(木材、凈焦)燃燒較慢,上部爐料沒有足夠的下降空間,造成料動時間較晚,延緩了爐況發展進度,所以后續類似開爐可考慮適當提高爐缸所填木材的孔隙度,加快下部爐料的燃燒速度,使料尺盡快動作。

    (2)此次開爐采用礦、焦同角的裝料制度,從效果上看有所欠佳。分析認為可采用適當抑制邊緣,保證中心氣流的制度,使爐內盡快建立起主氣流,在確保爐況穩定順行的基礎上,在進一步調整操作制度,提高煤氣利用率、降低焦比,實現較快達產達效的目標。

    (3)3月8日連續出現了3爐次的低鐵溫,爐內采取措施提熱,一定程度上影響了高爐強化進程,故在今后開爐過程中一定要樹立鐵溫必保的“紅線”意識,防止爐況出現大幅波動。

    (4)此次開爐采用南鐵口向爐內鼓風,北鐵口空吹的方式,出第一爐鐵時停止南鐵口鼓風后鐵水順利流出。不足之處是打開第一爐鐵時間偏早,出鐵出渣時間短,量少,爐溫高,爐渣堿度高,渣鐵流動性差,不僅增加了爐前工作強度,而且最主要的是給爐缸騰出的空間小,造成爐內下料少,高爐溫高堿度持續時間延長,爐內憋風現象明顯,嚴重影響高爐開爐達產達效進程。

    (5)出現三爐次高硫廢鐵。

    6  結語

    宣鋼3號高爐中修開爐,通過快速調整裝料制度、快速降爐溫、快速捅風口用風,使3號高爐中修開爐順利,并實現快速達產達效。當然也存在一些教訓,需要認真吸取,加以改進。

    7  致謝

    4號高爐開爐后得到煉鐵專家常久柱的指導,在此表示感謝!

    (責任編輯:zgltw)
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