本钢1号高炉停炉空料线操作实践

2019-03-11 19:03:00
本钢 1 号高炉停炉空料线操作实践 黄绍钢 (本钢集团第一炼铁厂) 3 本钢 380m 高炉冷却壁破损严重,炉缸 2 段 2 号水温差最高升到 4.2℃, 长期堵 14 摘 要 号风口操作,为了安全生产,经公司研究决定大修。通过调整炉况、预休风及准备休风料作 了大量前期准备工作,降料线过程中,合理控制各项参数,保持炉况稳定顺行。料线 6.88m 前煤气回收,耗时 11h52min 料线顺利降至规定位置。 高炉 停炉 空料线 关 键 词 本钢 1 号高炉(380m3),于 1996 年 1 月投产,钟式炉顶,炉体一至三段为光面冷却 壁常压水冷却,四至 10 段为镶砖冷却壁气化冷却,炉身上部为无冷区。在大富氧、大喷煤 强化冶炼下到 2005 年 12 月已破损 26 块冷却壁,且炉缸二段水温差高不稳定,多次超标, 最高达到 4.2℃,被迫紧急休风凉炉三次,严重危胁到了高炉的安全生产,制约了高炉指标 改善和经济炼铁。经研究于 2005 年 12 月停炉大修更换冷却壁,重砌炉底与炉缸,12 月 9 日 16:04 开始降料线,12 月 10 日 3:56 高炉安全顺利停炉,共用时 11 小时 52 分钟。料 面安全降到风口中心线以下,达到预期要求。 1 降料线前期准备工作 1.1 停炉前一周炉况调整 11 月份后由于铁口两侧炉缸水温差升高,堵 1#、14#风口,进风面积为 0.119m2。为了 停炉后炉墙光滑方便清理, 月 4 日料制由 4KKJJ+JJKK 变为 3KKJJ+2JJKK 适当发展边缘 12 清洗炉墙。12 月 7 日 21:15 拥开 1#风口,并去掉块矿,采用 22.55%的球团+77.45%烧结矿 的全熟料炉料结构。矿批 9.4t,焦批 2.77 t,负荷 3.4。12 月 8 日早 8:00 负荷调为 2.8。12 月 9 日预休风期间拥开 14 号风口。休风前两天控制[Si]0.7%-1.0%,为保炼钢生产稳定,控制 硫磺,炉渣碱度控制稍高 1.06-1.10 倍。 1.2 预休风前准备工作 2005 年 12 月 9 号 10:22 进行 6h 的短期休风,基本项目如下。 (1)全面检查风口各套,发现漏水要及时更换,送风时风口全开;风口平台四个方向各 备一套水源和两套打水管,以备紧急时风口外喷水。 (2)安装三根炉顶打水管,提前试好打水枪,控制好水压大于 0.7Mpa,保证足够的水压 达到雾化效果。 (3)在出铁场平台高压喷水管连接好。 (4)检查调压阀组,确保灵活好用,拆除炉顶放散阀。 (5)校对炉顶四根电偶(插入深度一致),校对炉顶温度和炉顶压力表,确保温度,压 力准确可靠。 (6)更换探尺,确保两探尺准确探到 16m。 (7)安装两路煤气取样管(一用一备),并用钢管从炉顶上升管引到高炉值班室门口, 以方便取样分析, 判断煤气、 氢气及氧量, 根据氢气及氧量及时控制打水用量确保安全停炉。 (8)对炉体两处重要部位补焊加固。一是炉缸以上部位开裂处;二是炉前烧掉 1 段 10#、 # 11 放残铁处的冷却壁,取出冷却壁后加固炉皮防止此处强度不足。 (9)送风前对全体人员再进行一次安全教育。重点是煤气区域,炉前区域杜绝集中人群。 1.3 休风料安排 2005 年 12 月 9 日夜班 0:00 高炉开始装休风料,休风料分为正常料和盖面焦两部分。 ①料制 3KKJJ+2JJKK,矿批 7.2t,焦批 3.6t,负荷 2.0。②4:00 后停止负荷料,加盖面焦 32.4t,两车一放控制顶温,9 批料放完。5:00 料线控制 2m 左右,6:00 料线控制 3m 左右, 7:00 料线降到 4m,10:30 左右料线降到约 6.5m。③要求[Si]1.0-1.3%,碱度=1.03-1.07, 铁水温度 1480℃以上。正常料干焦比 830kg/t,休风料中不加小焦丁。 2 停炉降料线操作 本次停炉在料面 7m 前回收煤气,7m 以下降料面不回收煤气法,依据煤气成分变化和 探尺数据综合判断料面位置。 2.1 12 月 9 日 16:04 开始送风降料面,初始复风风量 452m3/min,风温 738℃,炉喉和除尘 器通蒸汽,放散煤气,起始料线 6.88m。17:00 顶温升到 410℃开始打水,送风后风量逐步 提高,16:44 风量达 1000 m3/min,料线 6.96m,压差 64kpa,风温 956℃,后风量压差均下降。 17:49 小爆振一次,顶压 0.004 Mpa 上升到 0.026Mpa,风量由 1045m3/min 减到 841m3/min, 爆振时南放散着火,减风后熄灭。18:38 北尺降到 9m,风量 809m3/min,风压 0.035Mpa, 顶压为 0.003Mpa。19:00 开始每半小时打水 7-8 次,顶温为 390℃打水,380℃关水。19: 风压 0.035Mpa 减到 0.031Mpa。 23 风量 771m3/min 20: 59 风量由 816m3/min 减至 771m3/min, 3 减到 750m /min,风压 0.031Mpa 减到 0.028Mpa。20:41 料线南尺 11m,北尺 10.41m。21: 06 风量 750m3/min 减到 700m3/min, 风压 0.028Mpa 减到 0.024Mpa。 00 料线降到 14.27m, 2: 由于顶温上升快风温降到 700℃。9 日 3:56 整个降料面工作结束,耗时 11h52min,共计 1 次小爆震,实现了安全、顺行、停炉。 表 1 本钢 380m3 高炉空料线停炉控制参数 时间 16:04 16:35 17:05 17:34 18:07 18:38 19:07 19:37 20:10 20:41 21:20 22:01 22:36 23:10 23:50 0:23 1:04 1:05 2:03 2:25 2:47 3:18 3:56 风量 m3/min 371 835 1022 1075 841 809 828 820 776 753 704 716 708 709 658 648 660 658 587 482 313 311 311 风温 ℃ 738 920 956 959 852 939 914 881 871 867 884 891 886 864 828 816 793 787 711 683 687 678 678 热风压力 Kpa 5 39 66 65 38 35 34 31 31 28 23 23 23 22 21 18 17 16 10 8 2 2 2 顶压 Kpa 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 炉顶温度 ℃ 229 322 362 406 346 389 404 405 356 374 380 393 378 400 370 365 402 391 406 350 388 339 380 炉号 1 2 2 2 1、2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 料线 南m 北m 6.88 6.96 6.78 7.68 8.17 8.55 9 9.35 9.8 10.15 10.41 11.23 12 12.17 12.47 12.72 13.67 13.88 14.2 14.27 14.38 14.32 14.88 表 2 停煤气成分分析 CO2 2 2.4 3 2.4 3 3 3 3.4 2.6 3.4 4 3.2 3.6 2.8 3.2 3.8 3.4 2.6 3.6 4 3.4 3.6 3.6 3.6 3.6 3 2.4 3.8 3.2 2.8 3.6 3.4 3.8 CO 34.4 34.8 33.8 35.2 33.6 33.8 1.8 34.2 33.4 33 32.2 31.6 3 32.6 32.6 32.6 32 33.6 32.6 32 33.2 32 32 31.2 31.8 30.6 31.2 28.4 28.8 32 30 30.4 29.8 综合煤气分析 CH4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.4 0.4 0.6 0.6 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.4 0.6 0.4 0.8 0.8 0.4 1 1 0.8 1.4 1 1.4 N2 61.4 60.6 50.8 58.2 59.2 59.1 60.3 57.3 59 58 58.2 57.5 57.4 52.9 57.2 58.2 59.9 59.4 59 59.1 57.1 57.1 57.5 58.3 59.9 54.7 58.5 61.8 59.8 59.5 55.6 56.2 50.8 H2 1.2 1.2 11.2 3.2 2.8 3.1 3.5 4.1 4 4.8 4.8 6.5 5.2 10.3 5.6 4.8 3.7 3.6 4 3.9 5.3 6.7 5.9 6.1 4.3 10.5 6.1 4.4 6.4 4.7 9.2 8.8 11.6 O2 0.6 0.4 0.6 0.4 0.4 0.6 1 0.4 0.4 0.4 0.4 0.8 0.4 0.6 0.8 0.2 0.6 0.4 0.2 0.4 0.4 0.2 0.4 0.4 0.2 0.4 0.4 0.6 0.8 0.2 0.2 0.2 0.2 时间 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:15 19:30 19:45 20:00 20:15 20:30 20:45 21:00 21:15 21:30 21:45 22:00 22:15 22:30 22:45 23:00 23:15 23:30 23:45 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 2.2 炉顶温度与氢气变化 420 400 380 360 340 320 300 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 12 10 8 6 4 2 0 炉顶温度 H2 炉顶温度与炉顶氢气含量变化图 在这次停炉打水过程中,H2 波动了三次,其中第一次最高上到 11.2,主要是打水控制 不好,炉顶温度降低太多,造成了小爆振一次。其余两次也是因为炉顶温度低于 360℃,造 成 21:00 炉顶 H2 最高上升到 10.3,0:00 炉顶 H2 最高上升到 10.5。从上图可以看出炉顶 温度控制在 380℃-450℃之间炉顶煤气中 H2 最稳定最安全。 2.3 出铁出渣 本次降料面过程共出铁 2 次,第一次出铁时间 21:00 开口,21:56 堵口,出铁量 35t, 铁水温度 1370℃,铁口稍喷堵口。第二次出铁 2: 开始钻口,2: 打开残铁口并堵铁口, 19 38 出铁量约 10t。2:38-3:56 出残铁四罐约 150t,一罐渣约 25t,3:56 休风。 表三停炉渣铁成分 铁次 1 2 Si 2.59 1.13 S 0.038 0.061 Al2O3 14.65 15.13 MgO 8.48 8.8 R 1.11 1.23 铁水温度 1490 1482 2.4 停炉后炉体状况 高炉停炉后, 拆卸全部直吹管和风口小套, 观察到炉缸中碎焦形成 0.8m 高的中心焦柱, 边缘焦炭降到风口中心线,此次空料线停炉效果较好,达到了预期要求。停炉现场结果是风 口组合砖侵蚀严重,炉缸 2 段 2 号冷却壁被烧坏,铁口环下侧渣铁渗入到冷却壁内,刚接触 到冷却壁内的冷却管,铁块大小如下图片蓝色方框标长为 300mm,宽为 30mm。导致此部位 水温差即 2 段 2#频繁上升及最高上升到 4.2℃的主要原因。由于 1#、14#风口堵,炉墙有高 1.6m,宽 1m,厚 100mm 粘结物,其它部位光滑无粘结物。 铁口冷却壁侵蚀图片 3 经验 3.1 风量控制 此次操作炉身上部风量为全风的 95%操作,炉身中下部风量为全风的 70%,炉腰部位 风量为全风的 60%,炉腹部位风量约为全风的 50%。降料面过程中,掌握料线深度与风量 的关系。减风原则:一是随料面的降低,煤气温度上升,喷水量加大,气体增加当 H2 含量 快速上升时及时减少风量, 控制好炉顶温度波动范围 380℃-450℃。 二是当风量自动加大时, 要逐渐减小风量防止出现管道。 3.2 顶温及打水量的控制 降料面过程中, 顶温的控制采用炉顶高压打水管打水, 控制风量及退风温相结合的方式 进行。总体控制比较稳定。降料面过程中采取间断打水法,根据炉顶温度 415℃度时打水 400℃时关水,严格控制打水量,均匀打水并使水雾化,使水在高炉上部迅速变成蒸气排出 炉外,既可降低顶温,又可防止水柱与高温料面红焦反应生成大量 H2,杜绝大的爆震。由 于设计特点具有 0.8kg 的高压水,这次打水是从炉喉处接了 3 根打水管,没有装流量计,控 制炉顶温度在 380℃-420℃。 3.3 煤气成分和料面深度 此次停炉采用了料尺观察料面深度。机械探尺深度有 16m,风口中心线离料线零位 15.1m,这次用探尺测料面非常准确。10 日 21:00 左右,CO2 分析值 2.8%,出现拐点,机 械探尺探测深度为 11.4m,刚好处在高炉炉腰位置。22:10 CO2 分析值为 2.6%,再次出现 拐点,料线测为 12m,刚到炉腹位置。2:10 左右观测风口,探测料线深度 14.8m,发现风口发 暗,并拌有挂渣现象,料面已经到达风口上沿。随着料面的继续降低,通过风口可以观察到 风口发黑, 个别风口能看见全黑现象, 此次停风料线降到 14.8m。 不足之处是风温降低太多, 导致风口前脱落物不能顺利融化。 3.4 盖面焦 能够使料面能够形成一个相对较厚的焦炭层, 一是防止打水直接接触到烧结矿致使炉料 粉化改善料柱透气性,减轻炉墙摩擦力,减少了滑尺现象。二是在料面降到风口区之前,全 部含铁炉料和部分落下的渣皮能被更好的熔化和还原, 操持炉缸充足的温度, 有利于渣铁分 离,为停炉后清理炉缸工作创造条件。本次降料面加盖面焦共 32.4t(炉缸体积的 82%), 停风后看,炉墙渣皮清除较干净,中心比边缘焦稍高,减少了后期扒炉的劳动量。 4 结语 (1)停炉前采取发展边缘气流清洗炉墙规整炉型,确保炉况稳定顺行,减轻停炉后炉墙 清理工作。 (2)预休风阶段打水管的安装,喷水孔方向要向上,因为将直接影响到喷水的雾化效果。 (3)预休风时烧 1 段 10#、11#冷却壁以便放残铁,取出冷却壁后,炉皮一定要加固,防 止送风后此处强度不够导致事故发生。 (4)减风原则是随着料面的降低风量增大或着氢气大幅急剧升高时,要及时采取减风控 制,杜绝 H2>12%防止出现大的爆震。 (5)风温原则上是尽量用高,确保渣铁温度充足,有利于渣皮脱落后在风口前能顺利融 化。
电话咨询
邮件咨询
在线地图
QQ客服