(转自:中国炼铁网)
李刚
(宁波钢铁有限公司炼铁厂)
摘 要 文章指出高炉因为使用自产水熄焦质量差,引起炉况的大幅波动,并重点分析炉况波动期间高炉主要参数的变化和气流调整措施等。通过及时停用该焦炭,配合大幅度退负荷等办法,炉况逐步走顺。
关键词 压差 煤比 燃料比 热负荷 炉温
0 引言
宁波钢铁有限公司2号高炉设计炉容2500m3,目前已生产近9年。高炉采用胶带机上料和并罐无料钟炉顶装置,炉体为矮胖型、砖壁合一薄内衬结构,联合全软水密闭循环冷却方式,炉前采用双炬形出铁场系统(铁口3个),三座内燃式热风炉和一座顶燃式热风炉系统,煤气除尘采用重力除尘加干法布袋除尘系统等。
1 概述
2号高炉基本的炉料结构为:烧结80%+块矿20%,干熄焦55%+外购湿焦45%。进入2016年,因外购焦品种更换频繁,质量波动大,加上烧结质量的波动,炉况时有波动。2016年12月27日夜班42ch使用湿熄焦,比例按5%加入,因炉况波动大2016年12月28日30ch停用湿熄焦。湿熄焦使用前,炉况顺行良好,压量关系合适,压差155kpa上下波动,燃料比512Kg/t.p左右,煤比165Kg/t左右,炉温充沛,煤气利用率48.5%左右,炉体热负荷基本稳定62800MJ/h左右。湿熄焦使用后,炉况顺行逐步变差,炉温下行,热负荷逐步增加到145525MJ/h,燃料比大幅上升13kg/t.p以上,煤气利用率下降到47.5%左右,热负荷波动时伴随压差偏高,多次减风适应。2016年12月28日到2016年12月30日高炉出管道三次,下料难行一次。损失产量1069.36t,额外加焦165.77t。
下图是湿熄焦的理化性能。从下面的表格1中可以看出,湿熄焦的灰分、挥发分偏高,反应性和反应后强度低于管理标准的要求,影响炉况的顺行,对稳定热负荷不利。
2 炉况波动期间高炉主要参数的变化
2.1 风量和压差的变化
从上面的曲线图可以看出:炉况波动期间,加减风频繁,压差时有超过控制值(压差按不大于160kpa控制)。炉况顺行很难维持,慢风次数偏多。其中2016年12月29日1:42出管道气流一次,减风到4125m3/min消除,当日21:49第二次管道吹出,减风到4200m3/min消除,当日22:26第三次管道吹出,减风到4450m3/min消除。2016年12月29日14:34到14:41炉料难行一次,减风到3550m3/min消除。这四次大幅度减风都与压差上升多,压差控制高有一定关系。在炉况严重不顺时,当压差上升3到5kpa时,要适当减风控制压差,不可任由压差上升10kpa以上,一旦压差上升10Kpa 以后减风力度就要大,这样对炉况的影响更大。
2.2 氧气的变化
2016年12月28日中班7000m3/h→(20:27)7500m3/h→(21:01)7725m3/h→(21:50)8000m3/h→(22:50)7500m3/h→(23:03)7000m3/h→2016年12月29日夜班(1:49)6000m3/h→(4:15)7000m3/h→压差从157Kpa上升到160Kpa(4:46)7500m3/h→(5:09)7000m3/h→(14:41)3000m3/h→(16:57)4000m3/h→(18:17)3600m3/h→(18:24)2605m3/h(加氧后压差从154Kpa升到166Kpa减氧后降到162Kpa)→(19:11)3000m3/h→(19:25)3500m3/h→(19:38)4000m3/h→(19:51)4500m3/h→(20:27)5000m3/h→(20:49)5500m3/h→(21:30)4500m3/h→(22:05)5000m3/h→(22:08)5500m3/h→(22:47)5000m3/h→(23:16)6000m3/h→(23:52)6500m3/h→2016年12月30日夜班(1:35)7000m3/h→(6:50)7500m3/h→(8:37)8000m3/h
从上面的数据变化可以看出:当增加氧气时,理论燃烧温度增加,煤气体积胀大,下部压差增加。所以当压差慢爬坡时,炉况顺行差时,禁止加氧,可以减氧有利于降低压差。从氧气的加减来看,2016年12月28日压差偏高时加氧而没有及时减氧,这样造成压差升高,对炉况的恢复不利。2016年12月29日出现加氧后压差上升多,减氧后压差及时下降的现象,都验证了氧气和压差的关系。
2.3 风温的调整
1140℃→(20:59)1130℃→(21:06)1120℃→(21:21)1100℃
2016年12月28日20:58因压差到167kpa,当时铁水物理热1515℃,采取两次共降低风温40℃来降低压差,风温减下来后,压差下降5-10kpa,降低压差效果明显。因为减风温时,理论燃烧温度下降,炉缸煤气流速降低,对降低压差有利。炉况不顺时,这种效果比较显现,前提是铁水物理热要在1510℃以上,压差偏高时,才可以用撤风温来降压差。
2.4 湿度的变化
2016年12月29日3.62g/m3(关)→(10:09)6.32g/m3→(10:21)9.81g/m3→(10:50)14.06g/m3→(12:22)10.65g/m3→(12:08)12.33g/m3→(14:34)10.09g/m3→(15:11)7.17g/m3→(15:56)6.38g/m3→(16:19)5.63g/m3→(17:24)3.89g/m3(关)→(23:21)5.46g/m3→(23:49)9.23g/m3→2016年12月30日夜班(0:08)10.73g/m3→(1:00)12.49g/m3→(2:46)15.45g/m3→(4:46)12.8g/m3
从加湿的湿度来看,随着炉温的上升较多,通过逐步增加湿份的办法来应对,这是因为开加湿可以减少炉温上升的幅度,对减少热负荷波动有好处,对恢复炉况有利。因为开加湿降低理论燃烧温度,对降低压差有好处。
2.5 热负荷和压差的变化
从图2可以看出:每次热负荷就要上升时,压差就会表现出上升的势头。因为热负荷上升时,说明渣皮开始脱落,这个时候上升的煤气阻力增加,炉内表现出风压上升,炉内压差就会增加;当热负荷降低时,说明渣皮已经脱落,新的渣皮又形成,这个时候煤气上升时的阻力就会减少(通道畅通),压差就会下降,但压差下降太多时,就会有煤气局部气流过吹的现象,可能就会有管道的发生,所以说热负荷上升时,密切关注压差的变化,当炉况很不顺时压差上升或者下降超过5kpa时,要及时减风,控制压差在合适的范围之内,可以有效的避免管道或难行的出现。
2.6 上部气流和煤气利用率的变化
从图3可以看出:炉况波动期间,中心气流和边缘气流波动大,中心温度多次下降到300℃以下,炉喉缸砖温度一度长时间在220℃上下波动,煤气利用率不高,而且波动大。因为渣皮脱落,就会带来炉温的下降,压差的上升,导致软熔带的形状发生改变,塌料时更加剧了软熔带形状的改变,这样很容易引起中心气流的波动,导致煤气利用率的瞬时值突降。
2.7 炉温的变化
从图4可以看出:炉况波动期间,炉温长时间偏低,平均铁水物理热在1480℃上下,铁水硅含量在0.26上下波动,从炉温的变化来看,低炉温时间越久,炉缸热量亏欠的就越多,炉缸越不活跃,对炉况的恢复越不利。
3 高炉波动期间的应对措施
3.1 轻料和负荷的调整
3.1.1 加轻料情况
28日46ch到123ch:轻料0.3t/ch;124ch到125ch轻料0.5t/ch;126ch 到128ch轻料1t/ch;
29日1ch到76ch:轻料1t/ch;114ch到122ch轻料0.5t/ch;30日1ch到16ch:轻料0.5t/ch;17ch到37ch:轻料0.3t/ch。
3.1.2 退负荷情况
28日80ch:CR (327+28)kg/t→(337+28)kg/t ;29日77ch:
CR (337+28)kg/t→(357+28)kg/t;
30日49ch:CR( 358+27)kg/t→(350+27)kg/t,
71ch:CR (350+27)kg/t→(343+27)kg/t,
104ch:CR (343+27)kg/t→(335+30)kg/t。
从加轻料和退负荷来看,通过以焦换煤,降低煤比,来降低燃料比和减少炉腹煤气量的目的。这样一可以缓解压差高,二可以增加炉心焦的透气性和透液性。增加炉缸的热量,来活跃炉缸,让炉缸逐步恢复正常状态。大焦比和焦丁比总和逐渐到380kg/t,煤比控制在150kg/t以内,压差下降到合理范围(压差在145~150kpa波动)。
3.2上部气流的调整
28日料线1.25m→1.30m→1.25m(30日79ch)
28日54ch:O7(33.5°)6(30.5°)→O7(34°)6(31°), O9876(2322)→70ch O9876(3322)→81ch O9876(2322)
28日77ch缩矿批:75t/ch→74t/ch→102ch 73t/ch→30日71ch 74t/ch→30日104ch 75t/ch
上部通过缩小矿批,来抑制边缘气流,矿石配合角度外移半度,来进一步的稳定边缘气流,达到稳定热负荷的目的。
3.3 燃料比、煤比、焦比的变化
A、燃料比的变化
520kg/t→530kg/t→519kg/t→527kg/t→523kg/t→525kg/t→513kg/t
→506kg/t→507kg/t
B、煤比的变化
165kg/t→167kg/t→148kg/t→140kg/t→136kg/t→140kg/t→121kg/t→131kg/t→141kg/t
C、焦比(大焦比+焦丁比)的变化
(327+28)kg/t→(335+28)kg/t→(343+28)kg/t→(359+28)kg/t→(359+28)kg/t→(358+27)kg/t→(365+27)kg/t→(348+27)kg/t→(337+29)kg/t
从燃料比来看,班之间波动偏大,炉温没有明显起来时,燃料比不可以大幅下调,只有适当增加燃料比,才能保证炉温不至于大的波动;煤比前期控制的还是偏高,说明前期的焦比退的还不够,后通过逐步降低焦比到380kg/t左右,煤比控制在140kg/t上下,炉况逐步走顺。
3 结语
(1)外围原燃料变差时,要及时退负荷,控制煤比不大于150kg/t,这样可以提高炉况的抗风险能力。
(2)炉况不顺时压差上升时,要及时减风,通过减风来降低煤气流速,达到稳定热负荷的目的。
(3)燃料比不可大起大落,这样才不致炉温的大起大落。炉温是基础,是保证炉况顺行的关键。
炉况不顺引起气流波动时,上部气流调整采取稳定边缘气流的方向,可以优先采取缩矿批,降料线、外扩矿石角度(里面的两档优先外扩)等办法,达到开放中心气流,降边缘气流的效果。