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通鋼2號高爐無計劃長期休風快速恢復實踐

時間:2021-01-14 08:35來源:第十二屆全國煉鐵系統高 作者:zgltw 點擊:
楊曉輝 謝紹飛 (首鋼通鋼供應管理部制造部) 摘 要 通鋼2號高爐(2680m3)在無計劃長期休風的情況下,為了盡快恢復到正常水平,制定了詳細的方案。復風后采取了提高爐缸熱量、控制好風
  • 楊曉輝  謝紹飛 

    (首鋼通鋼供應管理部制造部)


    摘  要  通鋼2號高爐(2680m3)在無計劃長期休風的情況下,為了盡快恢復到正常水平,制定了詳細的方案。復風后采取了提高爐缸熱量、控制好風口理論燃燒溫度及抓好爐前出鐵等措施,使爐況快速恢復。采用以上經驗,14h22min的無計劃休風,僅用8h的恢復時間就能加全風量,將損失降低到最低水平。

    關鍵詞  高爐  無計劃休風  快速恢復


    通鋼2號高爐于2017年10月開爐,高爐有效容積2680m3,設計產能220萬噸/年。高爐采用PW型串罐式無料鐘布料設備,矮胖操作爐型,是目前全通鋼在產的容積最大、最先進的高爐。2019年5月20日凌晨2:50,因煤氣管網系統突發故障造成高爐被迫無計劃休風,休風時間長達14h22min。在無法上休風料的情況下,2號高爐通過制定合理的復風方案、做好復風前準備和優化復風操作,使復風后8h風量及爐況就基本恢復正常,將損失降到最低水平。

    1  無計劃休風過程

    休風前爐況穩定順行,生鐵爐溫[Si]0.42%,鐵水物理熱1490℃左右,渣鐵流動性良好。休風前主要操作參數及指標列于表1。

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    5月20日凌晨2:50,因焦化廠發生焦爐著火事故導致全廠區煤氣管網故障,3:03開始高爐減風然后準備休風。休風過程中值班室及看水人員緊密盯住風口區域,重點觀察風口內部情況及各套間是否有水跡,發現漏水及時匯報。已漏小套的冷卻水隨放風進程逐步調小關死,嚴防漏水休風影響爐缸熱量。4:08高爐鐵后倒流休風完畢,爐頂點火。點火穩定后爐內料線深5m左右(正常料線1.6m),料面形狀呈現東高西低,且中心漏斗已不明顯。打開檢修門后確認為上密封閥曲臂根部一側斷裂后閥板傾斜,導致上密封閥關不嚴。

    2  休風期間爐體保溫措施

    休風后迅速拔下煤槍堵死全部風口,需要更換的風口如不能馬上更換也先堵死,以保存爐缸熱量。休風期間值班室每小時檢查風口堵泥情況并記錄,防止空氣進入爐內和焦炭反應,造成風口區域焦炭變碎和生成熔融渣鐵,影響爐缸滲透性及威脅風口安全。休風2小時后通知綜合泵站停一臺軟水循環泵,調整高爐冷卻系統水流量至3980 m3/h(正常送風時為兩臺軟水循環泵,流量6350 m3/h),以降低爐體冷卻強度,減少爐體熱量散失。

    3  復風方案的制定

    考慮到此次無計劃休風時間長且未上輕負荷料,休風前慢風和虧料線導致煤氣流分布改變、煤氣利用率降低,易造成復風初期爐缸熱量不足和出鐵困難等不利因素,為實現復風后快速恢復爐況,2號高爐詳細制定了復風方案中各項操作制度。

    3.1  熱制度

    根據休風時間長短、爐容大小、休風前爐溫水平高低、休風前爐況好壞等因素調整焦炭負荷及補充附加焦。依據此原則復風前附加焦炭54t,爐況恢復前期正常料全焦負荷由休風前的4.11t/t退至3.62t/t,焦比430kg/t。待渣鐵熱量提高和流動性好轉后,再有步驟的加重全焦負荷、降低焦比。

    3.2  裝料制度

    復風后維持休風前正常生產時的布料矩陣C837262524123↓O 8173645342↓不作調整,將礦批由休風前的57.5t退至50t,以利于中心和邊緣兩道氣流發展,保持復風時氣流的連續性和穩定性。

    3.3  送風制度

    復風時均勻堵6個風口,開24個風口送風,送風風口面積0.2677 m2,送風初期風量采用正常風量的40%。后期加風原則為:探尺工作正常,下料均勻不偏尺;爐前出渣出鐵正常;爐缸熱量充足,鐵水爐溫合適且物理熱大于1460℃。開風口的標準按隨風量增加單個風口平均進風量達到165m3/min,頂壓按“(風量/20)-50”調整。送風實際風速控制在265m/s左右,保證合適的風速和鼓風動能,維持充足的中心氣流及合適的透氣性指數,十字測溫中心溫度應達到550~600 ℃。

    3.4  造渣制度

    復風初期礦批燒結比例較正常爐況降低6%,校核二元堿度為1.10(正常爐況時1.15左右),并采用抽燒結上球團等方法,以提高爐渣流動性利于爐況快速恢復。后期隨涼渣鐵的排出和風量的增加,逐漸提高燒結比例至正常水平。

    4  復風前的準備

    為實現順利復風,2號高爐在復風前做了充分的準備:

    (1)熱風爐提前4小時開始燒爐,確保送風后風溫大于900℃。

    (2)提前40min通知綜合泵站啟第二臺軟水泵,高爐循環水量調整到正常水平。

    (3)復風前將2# 、2#、13#、12#、22#、26#風口堵泥,其他風口全開,并檢查風口大蓋是否關嚴。

    (4)上料系統試車正常,復風前附加焦炭54 t,正常布料。

    (5)爐前組織:

    1)盡早調配鐵水罐,為及時打開鐵口創造條件;2)開口機、泥炮、擺動流嘴等重要設備運行可靠;3)鐵口泥套完好,主溝及撇渣器清理通暢;4)備足氧氣管,為燒鐵口做準備;5)兩場鐵口都要達到隨時能出鐵的條件,以防一邊鐵口打不開或鐵流小時,可及時開另一鐵口重疊出鐵;6)火渣坑具備放火渣條件,以備急用;7)恢復爐況期間勞動強度大,爐前人員配備充足,保證足夠的勞動力。

    5  恢復爐況的過程

    5.1  復風前期操作

    各崗位確認具備復風條件后,2號高爐于5月20日18:30復風,起始風量1600 m3/min,起始風溫900℃,料線深5m。本次復風操作上遵循以穩為主的原則,如出現氣流不穩或探尺作業不好,則立即調整風量,待爐況穩定后再逐步恢復風量。19:15高爐引煤氣,風量提高到2300m3/min,19:20打開鐵口。因休風時間過長且沒有輕負荷休風料,導致爐缸虧熱,渣鐵物理熱不足且粘稠,鐵水流速較低。針對這一情況爐前使用開口機鉆桿不定時對鐵口孔道進行捅鉆,保持鐵口孔道通暢,增加涼渣鐵的排放速度。在出鐵1h后,渣鐵熱量和流動性有所好轉,后續堅持采用“零間隔”出鐵。

    5.2  開風口及加風情況

    在渣鐵流動性和高爐透氣性好轉的情況下,本著風量與風口面積嚴格對應的原則,20:20開始開風口作業。20:35將2#、12#風口相繼捅開,隨后20:40加風至3500 m3/min,21:00加風至3600m3/min。加風時機按風壓和透氣性指數平穩、合適把握,避免爐況出現反復。因為無計劃休風前料柱的礦焦比大,焦炭骨架作用削弱,透氣、透液性差;休風時爐料壓實,爐內易形成死焦堆,造成復風后料柱透氣性差、風壓高、不易接受風量。所以此時應嚴密關注風壓及透氣性指數的波動和探尺作業情況,嚴防發生管道、崩料和懸料,從而引發爐涼。隨著輕負荷料逐漸下達,鐵水溫度上升到1480℃以上,壓量關系較為寬松,高爐也具備繼續開風口的條件。21:45開22#風口,22:55開2#風口,00:33開13#風口,1:45開26#風口,至此風口開全(表2)。8h內風量由1600m3/min加至4740m3/min(圖1),風壓及透氣性指數合適,高爐各項操作參數基本恢復到正常生產水平,已具備進一步降低焦比的基本條件。

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    5.3  焦比及煤量調整情況

    復風前集中加附加焦54t,復風后料批焦比430kg/t,比休風前增加50kg/t。22:00上16批料后料線攆至正常,此時焦批不變、礦批由50t擴大至53t,焦比下調至402kg/t;同時送一套吸附氧6000 m3/h,理論燃燒溫度在2200~2260 ℃范圍內調劑。爐況順行情況下46批料后焦比下調至390kg/t,76批料后焦比再下調至384kg/t,至此焦比基本降至正常水平(表3)。

    對于無計劃休風,復風后當務之急是盡力提高爐缸熱量。由于附加焦還在爐身上部,只有靠風溫和煤量來提高爐缸熱量,維持風口前理論燃燒溫度。19:15分高爐引煤氣后開始噴煤,在無富氧的情況下,至20:00噴煤量已達到20t/h,燃料比556kg/t。隨著后續進程冶煉強度的增加而對應增加煤量,保持理論燃燒溫度和綜合負荷的穩定。復風初期鐵水溫度低、流動性差,隨著附加焦和輕負荷料下達,鐵水物理熱逐步上升。在附加焦和輕負荷料下達前后,依據實際爐況和爐溫發展趨勢,通過提前減少噴煤量小幅調整,穩定綜合負荷,爐溫沒有出現大幅返熱和波動現象,生鐵爐溫[Si]相對穩定,鐵水物理熱逐步提高。

    5.4  裝料制度調整情況

    復風后礦批50t,保持原布料矩陣不變,爐料配比為燒結礦63%、合龍球30%、自產球6%。送風初期風量低、料速慢,第4批礦抽20t燒結上球團降低爐渣堿度以利渣鐵排放。隨著渣鐵排放情況好轉和風量上升,下料速度逐步提高,處于穩定氣流和提高煤氣利用率方面的考慮,以穩定料速在5~5.5批/h為原則逐步擴大礦批(表3)。至5月21日2:30復風8h后,風量加至4760m3/min,相對應礦批擴至56t,同時全焦負荷提高至4.0。同時高爐料速穩定,鐵水物理熱充沛,渣鐵流動性良好,為加快強化冶煉創造了條件。

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    6  結語

    (1)2019年5月20日因突發故障,造成高爐休風14h22min。由于采取了前述措施,復風后8h便加全風量,使通鋼大高爐無計劃休風快速成功恢復的經驗逐步走向成熟,最大程度的降低了損失。

    (2)休風期間采取密封措施,避免熱量的大量散失;復風后積極組織爐外出鐵,及時排出爐缸積存的涼渣鐵是恢復的關鍵。

    (3)根據休風時間長短設計好復風后送風風口面積及起始風量,以穩定風速為原則開風口加風,保持風口回旋區和中心氣流的穩定。

    (4)復風前期根據爐況的接受能力,適量噴煤,上用風溫,提高理論燃燒溫度以提高爐缸熱量,防止爐涼。結合引煤氣、頂溫、煤氣利用率、風溫水平和出鐵情況合理控制減焦比、加負荷的節奏,匹配好爐溫與加負荷的幅度,避免爐溫大幅波動。


    (責任編輯:zgltw)
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