《高爐布料論》PPT課件.ppt

關(guān)于高爐布料技術(shù)中 幾個問題的探討 趙 軍 劉東英 （河北鋼鐵集團唐鋼煉鐵廠）,摘 要： 本文敘述了唐鋼無鐘爐頂布料技術(shù)的發(fā)展歷 程，并根據(jù)生產(chǎn)實踐總結(jié)了無鐘爐頂布料的一些規(guī)律，探討了一些生產(chǎn)實踐中關(guān)注的技術(shù)問題。 關(guān)鍵詞： 高爐、無鐘爐頂、多環(huán)布料。,主要內(nèi)容：,一、前言 二、唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程 三、對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探 討 四、結(jié)束語,無鐘爐頂在我國大型高爐上應用已有20多年的歷史，近幾年400m3級的小型高爐也多數(shù)開始采用無鐘爐頂。無鐘爐頂給高爐冶煉帶來的好處不言而喻，無鐘爐頂布料的方法靈活多樣，這也使之成為高爐操作人員重點研究的課題。 唐鋼高爐布料技術(shù)經(jīng)歷了從認識到逐漸成熟的歷程，期間也走過很多彎路，目前仍有一些具體問題需要進一步研究和探討。,1.前言,2.1 初步認識無鐘爐頂： 1989年，唐鋼1#1260m3高爐投產(chǎn)，唐鋼由100m3級小高爐跨越到1000m3以上的大型高爐，許多大型高爐操作和技術(shù)管理的理念還沒有形成，對無鐘爐頂布料技術(shù)也是剛剛接觸，使用單環(huán)布料方式，一般o3035、c2732，對布料規(guī)律也只是粗線的認識。 1994年2#1260m3高爐投產(chǎn)、1998年#2560m3高爐投產(chǎn)，逐漸開始使用多環(huán)布料，一般34個檔位，后來開始使用中心加角技術(shù)，這時高爐的利用系數(shù)達到2.0以上。,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,2.2 布料技術(shù)的探索與進步： 隨著三座高爐的投產(chǎn)，布料技術(shù)不斷得到總結(jié)和提高，陸續(xù)總結(jié)了一些適應不同情況的布料方式和上、下部調(diào)劑方法： 2.2.1 確立了“以中心氣流為主、適當發(fā)展邊緣”的基本操作模式： 通過學習和研究，逐漸形成了布料的基本模式，控制氣流分布以“中心為主、適當發(fā)展邊緣”，十字測溫邊緣120180，中心400600，中間幾點的溫度在100300之間，由邊緣到中心依次升高。 布料制度一般為： 高爐技術(shù)指標達到改善：利用系數(shù)達到2.2以上，綜合焦比500kg/t以下，煤比130kg/t以上。,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,2.2 布料技術(shù)的探索與進步： 隨著三座高爐的投產(chǎn)，布料技術(shù)不斷得到總結(jié)和提高，陸續(xù)總結(jié)了一些適應不同情況的布料方式和上、下部調(diào)劑方法： 2.2.2 以“小批半倒”的方法處理失常爐況： 在2007年以前，對于爐況失?；蚪固抠|(zhì)量較差引起的爐況難行，常采用“小批半倒”的裝料制度，即縮小礦批、邊緣和中心同時減少礦石環(huán)數(shù)增加焦炭環(huán)數(shù)，以強制發(fā)展兩道氣流，類似于鐘式爐頂“半倒裝”的裝料方式，這對改善料柱透氣性、扭轉(zhuǎn)爐況失常擺動局面、在一定程度上起到了積極的作用。 這時的布料制度一般為：,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,2.2 布料技術(shù)的探索與進步： 隨著三座高爐的投產(chǎn)，布料技術(shù)不斷得到總結(jié)和提高，陸續(xù)總結(jié)了一些適應不同情況的布料方式和上、下部調(diào)劑方法： 2.2.2 以“小批半倒”的方法處理失常爐況： 高爐開爐時也曾采用這種料制，較快地形成了相對合理的氣流恩不，加快了達產(chǎn)的速度。 曾經(jīng)有一段時間，因焦炭質(zhì)量不好，長時間采用這樣的布料制度，甚至更加偏激，曾采用過： 這樣雖然能勉強維持了爐況的穩(wěn)定，但帶來的損失就是燃料比的大幅度升高和爐墻的侵蝕。實際上，這時的礦石布料方式相當于單環(huán)布料。,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,2.2 布料技術(shù)的探索與進步： 隨著三座高爐的投產(chǎn)，布料技術(shù)不斷得到總結(jié)和提高，陸續(xù)總結(jié)了一些適應不同情況的布料方式和上、下部調(diào)劑方法： 2.2.3 上下部調(diào)劑相結(jié)合，應對爐墻粘結(jié)： 唐鋼高爐在2007年以前，經(jīng)常出現(xiàn)爐墻粘結(jié)現(xiàn)象，那時逐漸摸索了一套上下部相結(jié)合的操作制度以避免爐墻粘結(jié)，主要是：上部始終保持充足的邊緣氣流（一般十字測溫邊緣溫度不低于150），下部靠縮短風口、擴大風口面積促使初始煤氣流向邊緣的發(fā)展。其基本想法就是通過上下部配合，始終讓爐墻溫度保持在較高的區(qū)間，而且還要采取減少冷卻水量、提高冷卻水溫等“中部調(diào)劑”措施。,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,2.2 布料技術(shù)的探索與進步： 隨著三座高爐的投產(chǎn)，布料技術(shù)不斷得到總結(jié)和提高，陸續(xù)總結(jié)了一些適應不同情況的布料方式和上、下部調(diào)劑方法： 2.2.3 上下部調(diào)劑相結(jié)合，應對爐墻粘結(jié)： 這一時期典型的布料制度是： 這樣的操作制度能維持較長時間不出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，但也沒有完全避免，而且勢必帶來燃料比的升高和高爐壽命的降低。,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,2.2 布料技術(shù)的探索與進步： 2.2.4 薄壁爐襯高爐布料制度的摸索 ： 2007年9月，唐鋼南區(qū)3200m3高爐開爐，這座高爐爐身下部和爐腰采用的銅冷卻壁，屬薄壁爐襯結(jié)構(gòu)，通過對武鋼等同類型高爐的學習和我們的摸索，確立了“大角度、大角差、大礦批、重邊緣”的裝料模式： “大角度”是布料的最大角度要使礦石的落料點在距離爐墻150300mm的位置； “大角差”是礦石布料最大角度與最小角度的差值要在1214之間，以獲得較寬的布料平臺； “大礦批”是礦石批重盡量提高，3200m3一般控制在90t以上； “重邊緣”是通過加大邊緣的礦焦比、使十字測溫邊緣溫度控制在80以下（甚至低于50），還包括銅冷卻壁的溫度和爐身中上部鑄鐵冷卻壁的溫度沒有大的波動并保持在一個合理的范圍；,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,2.2 布料技術(shù)的探索與進步： 2.2.4 薄壁爐襯高爐布料制度的摸索 ： 布料制度大致是： 相應的，下部縮小風口已獲得較高的鼓風動能，并加長風口、力爭吹活爐缸。 在原燃料質(zhì)量較好的情況下，這種操作制度能夠較好地發(fā)揮高爐的潛力，產(chǎn)量高、接受高煤比、高富氧、重負荷，可以獲得較好的經(jīng)濟技術(shù)指標。,2.唐鋼高爐布料技術(shù)的發(fā)展歷程,3.1 氣流分布形式與原燃料質(zhì)量的關(guān)系： 通過實踐，我們認識到，選擇什么樣的氣流分布形式，與原燃料質(zhì)量，特別是焦炭的質(zhì)量有直接的關(guān)系，原燃料質(zhì)量好，則料柱透氣性好、爐缸通透性好，就可以適當抑制氣流、特別是邊緣氣流，反之，就需要適當發(fā)展兩股氣流以保持順行。 這只是基本原則，實際操作中，氣流控制到什么程度算是到了原燃料質(zhì)量的承受范圍，這一點很難掌握的，需要與其他高爐進行詳細地對比分析，來判斷自己的高爐處于什么狀態(tài)、是否還有潛力。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.2 合理的操作爐型： 高爐合理的操作爐型是順行、指標優(yōu)化和高爐長壽的基礎(chǔ)，特別對大型高爐尤其重要。 日常應關(guān)注的操作爐型不僅僅指爐身、爐腰部位，而應包括：從爐底、爐缸到爐候各個部位的溫度及穩(wěn)定性，還應包括上下部氣流的分布和料面形狀、軟融帶形狀和位置等等。這些都是需要通過上下部調(diào)劑制度來控制的，當然還與原燃料條件有關(guān)。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.3 上下部調(diào)劑的關(guān)系： “以下部調(diào)劑為基礎(chǔ)，上下部調(diào)劑相結(jié)合”，這是教科書上經(jīng)?？吹降囊粋€原則，實踐當中我們有這樣幾點體會： 當采用抑制邊緣、以中心發(fā)展為主的上部氣流分布形式時，下部應采用以高風速吹透中心、并適當加長風口的調(diào)劑原則，否則邊緣氣流難以控制；當上部氣流中心和邊緣都較開放時，下部調(diào)劑對上部氣流分布的影響相對小一些； 對于爐墻溫度的控制，上部抑制邊緣氣流對降低爐身中上部的溫度，可以起到明顯的作用，但對爐身下部和爐腰的溫度作用不明顯；提高風速和加長風口對對爐身下部和爐腰的溫度作用較明顯；,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.3 上下部調(diào)劑的關(guān)系： “以下部調(diào)劑為基礎(chǔ)，上下部調(diào)劑相結(jié)合”，這是教科書上經(jīng)常看到的一個原則，實踐當中我們有這樣幾點體會： 對于中心氣流，如果下部動能不足、單純靠上部調(diào)劑（如增加中心焦量）開放中心氣流，需要中心的溫度較高，而且會影響煤氣利用；嚴重時還會出現(xiàn)料面中心高的情況，這說明爐缸的氣流分布影響了中心部位爐料的下降速度；當下部提高了鼓風動能、吹活中心，上部則可以適當控制中心氣流的溫度和寬度，從而提高煤氣利用、降低燃料比。 通過抑制氣流、增大礦批、增加焦炭負荷等手段提高煤氣利用后，可以提高爐缸的溫度，有利于爐缸的活躍，這就是所謂的“上悶下活” 慢風時會使上下部的中心氣流減弱，下部爐墻溫度的波動增大。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.4 布料角度和檔位的選擇： 布料角度和檔位的選擇，都是為在原燃料條件基礎(chǔ)上的氣流和料面形狀的控制服務(wù)的，實踐中有幾點經(jīng)常問題值得研究： 3.4.1角度的選擇 各個檔位角度的選擇一般用等環(huán)面積反算的方法，理論上就是要使每一檔位上的一圈爐料都能達到同樣的料層厚度，但實際上爐內(nèi)的情況復雜多變，很難達到理想的狀態(tài)，實際上不必嚴格按照等環(huán)面積確定角度，可以參考計算結(jié)果進行適當調(diào)整。 最大角度和邊緣礦焦負荷影響了布料平臺的邊緣位置和邊緣氣流的控制范圍，一般應考慮在爐喉中心線半徑上距邊緣10%左右的位置上。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.4 布料角度和檔位的選擇： 布料角度和檔位的選擇，都是為在原燃料條件基礎(chǔ)上的氣流和料面形狀的控制服務(wù)的，實踐中有幾點經(jīng)常問題值得研究： 3.4.1角度的選擇 最大角度和邊緣礦焦負荷影響了布料平臺的邊緣位置和邊緣氣流的控制范圍，一般應考慮在爐喉中心線半徑上距邊緣10%左右的位置上。 礦焦角差的計算：對于多環(huán)布料，我們分別以礦、焦的加權(quán)平均角度計算礦焦角差，一般控制礦的加權(quán)平均角度比焦加權(quán)平均角度大36。 需要注意的是，中心加焦對焦炭的加權(quán)平均角度影響很大，其影響不能代表布料的真實效果，因此我們計算焦炭加權(quán)平均角度時不包含中心加焦。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.4 布料角度和檔位的選擇： 布料角度和檔位的選擇，都是為在原燃料條件基礎(chǔ)上的氣流和料面形狀的控制服務(wù)的，實踐中有幾點經(jīng)常問題值得研究： 3.4.2 各檔位權(quán)重或礦焦比 各檔位的權(quán)重或礦焦比主要根據(jù)料面形狀和上部氣流分布調(diào)整，一般以兩端檔位的調(diào)整為主。 布料總?cè)?shù)也是一個需要注意的問題，圈數(shù)太少，則調(diào)整一圈的影響較大，圈數(shù)太多，一是延長了布料時間，可能影響下料速度，二是料流閥開度太小，圈數(shù)不容易準確控制。 相鄰兩個檔位的圈數(shù)相差不能太大，根據(jù)堆角計算，在正常礦批重時，當某檔位的圈數(shù)是相鄰檔位圈數(shù)的3倍時，這一檔位的布料將完全覆蓋相鄰檔位的布料，這也就失去了多環(huán)布料的意義。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.4 布料角度和檔位的選擇： 布料角度和檔位的選擇，都是為在原燃料條件基礎(chǔ)上的氣流和料面形狀的控制服務(wù)的，實踐中有幾點經(jīng)常問題值得研究： 3.4.2 各檔位權(quán)重或礦焦比 相鄰兩個檔位的圈數(shù)相差不能太大，根據(jù)堆角計算，在正常礦批重時，當某檔位的圈數(shù)是相鄰檔位圈數(shù)的3倍時，這一檔位的布料將完全覆蓋相鄰檔位的布料，這也就失去了多環(huán)布料的意義。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.5 批重的選擇和調(diào)整： 理論上，增大礦石批重有穩(wěn)定煤氣流、提高煤氣利用的作用，對于上部調(diào)劑而言，增大礦批將使料面形狀發(fā)生改變，從而影響氣流分布，一般，增大礦批重抑制中心氣流的作用大于抑制邊緣氣流，但實踐中我們發(fā)現(xiàn)，對于邊緣氣流減弱、中心氣流較發(fā)展的爐況，擴大礦批對邊緣氣流的作用更明顯。 為了穩(wěn)定氣流，一般在負荷變動時，要盡量固定焦炭批重調(diào)整礦石批重。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.6 布料調(diào)整的作用周期： 實踐中我們體會到，布料調(diào)整在半個冶煉周期左右就能影響上部氣流的分布（第三次氣流分布），之后有可能逐漸對軟融帶的形狀發(fā)生作用，這要到5個冶煉周期以后、甚至更長時間才能完全作用，一般對下部的氣流分布左右很小。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.7 與爐頂設(shè)備相關(guān)的幾個問題： 3.7.1 并罐爐頂?shù)牟剂掀鰡栴} 并罐爐頂?shù)牟剂掀霈F(xiàn)象的確很嚴重，我廠在原2560m3高爐布料測定時觀測到，兩個料罐布料的中心點偏差在500800mm，布料偏析可以通過倒罐、倒轉(zhuǎn)的周期交錯等方法得到一定的彌補。 實踐中發(fā)現(xiàn)，布料偏析對氣流的影響也因爐況而不同，當氣流不穩(wěn)定時，布料偏析對氣流分布的影響非常大，我廠曾出現(xiàn)過這樣的現(xiàn)象：當爐況不穩(wěn)定時，倒轉(zhuǎn)前后半小時內(nèi)氣流由中心發(fā)展型很快轉(zhuǎn)換成邊緣發(fā)展型，但當氣流穩(wěn)定，爐況較好時，偏析對氣流分布的影響幾乎察覺不到，分析認為，此時的布料和下料過程與氣流的上下部分布相互適應，達到了一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，布料的偏析不足以打破這種穩(wěn)定。,3.對高爐布料技術(shù)中幾個問題的探討,3.7 與爐頂設(shè)備相關(guān)的幾個問題： 3.7.2 關(guān)于中心加焦的角度 理論上要求中心加焦要加到料面的中心，所以有人認為中心