銅冷卻壁高爐爐型維護與操作

銅冷卻壁高爐爐型維護與操作

0試驗初爐及爐體冷卻5號桿的有效體積為2000m3，于2005年7月9日開始燃燒。高爐設(shè)有28個風(fēng)口,南北兩個鐵口,不設(shè)渣口。爐體采用“磚壁合一、薄壁內(nèi)襯”的全冷卻壁結(jié)構(gòu),在爐腹、爐腰和爐身一層熱負荷較大的區(qū)域采用了三段銅冷卻壁。爐體采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)冷卻。2006年上半年實施低硅冶煉并獲得成功,高爐各項經(jīng)濟指標(biāo)都取得好的成績,特別是5月份實現(xiàn)高爐日利用系數(shù)2.694,月利用系數(shù)2.632。進入后半年特別是11月份后由于原燃料變化及高爐操作原因,造成爐墻結(jié)厚,爐況嚴重失常。由于缺乏操作經(jīng)驗,處理失常爐況時間過長。1冷卻壁材料邯鋼5號高爐共設(shè)有14段冷卻壁。1～4段采用低鉻鑄鐵光面冷卻壁,5～7段采用銅冷卻壁,冷卻壁表面內(nèi)襯采用噴涂料,8～10段采用鑲磚球墨鑄鐵冷卻壁,11～13段采用鑲磚式低鉻鑄鐵冷卻壁,14段采用倒扣C型冷卻壁。其中5段為爐腹,6段為爐腰,7段為爐身第一層。由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)比鑄鐵高近10倍,因此在銅冷卻壁表面能形成穩(wěn)定的渣皮。2穩(wěn)定渣皮高爐開爐后操作者即發(fā)現(xiàn)因銅冷卻壁渣皮脫落導(dǎo)致爐涼的現(xiàn)象,且較頻繁,引起爐況波動。穩(wěn)定渣皮成為穩(wěn)定爐況的關(guān)鍵。因此在選擇操作制度方面依此為原則。2.1爐頂換血壓上部裝料制度調(diào)劑的原則是:抑制邊緣氣流,打開中心氣流,求得“中心發(fā)展型”的煤氣流分布。采用裝料制度為:O987654223222223222987654C8765432222221222222128765432從實際的爐頂十字測溫變化看,邊緣溫度在100℃～130℃,中心溫度為600℃～650℃。頂溫在150℃～180℃。爐頂煤氣中的CO2含量接近20%。2.2長開口根本積分5m下部調(diào)劑以提高風(fēng)速、提高鼓風(fēng)動能、擴大風(fēng)口回旋區(qū)深度為目的。使用風(fēng)口面積為0.3165m2。另外逐步增加長風(fēng)口(500mm)的個數(shù),由1月份的4個緩慢增加到6月底的21個。通過調(diào)整,爐缸初始煤氣流分布趨向中心,風(fēng)速增加,鼓風(fēng)動能增加,回旋區(qū)向中心延伸,利于爐缸均勻活躍。2.3鐵水硅素[si通過上下部調(diào)劑,渣皮脫落減少,消除了這一引起爐溫波動的因素,使得推行低硅冶煉成為可能。在保證鐵水溫度在1480℃～1510℃,渣鐵流動性良好,爐缸熱量充沛的前提下,鐵水硅素([Si])實現(xiàn)0.25%～0.35%水平,爐渣堿度(R2)1.20～1.25。2006年上半年各項經(jīng)濟指標(biāo)見表1:3灌排、堿加風(fēng)進入2006年下半年高爐事故明顯增多,慢風(fēng)率、休風(fēng)率增加(見表2),嚴重制約高爐生產(chǎn),特別是6月14日2#熱風(fēng)爐爐頂崩開事故。此次事故導(dǎo)致進風(fēng)短管及熱風(fēng)圍管不同程度灌渣,且灌進圍管的渣又會回吹進短管,造成爐缸圓周方向進風(fēng)不均。11月9日高爐計劃檢修12小時,復(fù)風(fēng)后加風(fēng)較為困難。11月16日及11月21日發(fā)生兩次懸料且恢復(fù)困難。11月22日因原燃料波動、調(diào)劑滯后造成堿度異常偏高(R2:1.32)。過量調(diào)劑后造成11月25日堿度過低(R2:1.02)。11月26日發(fā)生懸料,調(diào)壓之后氣流穩(wěn)不住,崩、懸料頻繁。觀察銅冷卻壁溫度全線下降甚至低于進水,水溫這表明爐墻結(jié)厚形成。銅冷卻壁溫度情況如圖1所示。4物理環(huán)境存在的問題1)2006年11月份燒結(jié)機為提高燒結(jié)礦產(chǎn)量,嘗試適當(dāng)提高機速,造成燒結(jié)礦質(zhì)量波動,轉(zhuǎn)鼓強度降低;2)自產(chǎn)焦炭質(zhì)量波動,M10達到7.6%以上,揮發(fā)份1.8%以上;3)球團檢修期間,高爐被迫配吃外進球團。但外進球團廠家多、品種雜,成分變化相當(dāng)大。特別是某地區(qū)球團含鈦高,增加了鐵水黏度。另外外進球團粉末高,在35%左右,而篩分后仍有大量粉末入爐;4)進入冬季以后爐體進水溫度自然降低(最低時低到35℃),沒有及時采取提高水溫的措施;5)邊緣氣流不足。2006年下半年仍延用上半年操作思路,上部裝料制度不斷的壓邊,裝料制度為:O987654333222333222987654C8765432222221222222128765432;下部逐漸更換長風(fēng)口(500mm),到2006年11月9日止長風(fēng)口個數(shù)為25個。最終導(dǎo)致邊緣溫度低于100℃,邊緣氣流不足。這使得爐墻結(jié)厚成為可能;6)爐溫、爐渣堿度波動。原燃料變化造成操作困難,爐溫波動大,2006年11月25日全天物理熱平均1460℃,爐渣二元堿度高達1.31以上。低硅、低溫、超高堿度,造成爐墻粘結(jié),進一步形成爐墻結(jié)厚。5恢復(fù)進程5.1b調(diào)整裝料、長開口1)提高進水溫度降低冷卻水量來降低冷卻強度。水溫由40℃提到60℃,水量由4300t/h減到3000t/h,但保持水速大于1.5m/s;2)加凈焦熱洗;3)加螢石、錳礦改善渣鐵流動性;4)調(diào)整裝料制度放開邊緣氣流。礦批退到33.0t,裝料制度由O987654223222223222987654C8765432222221222222128765432調(diào)整為O4346C8765432122222112;5)風(fēng)口調(diào)整。將長風(fēng)口(500mm)個數(shù)減少到10個,爐體溫度偏低的方向使用短風(fēng)口(415mm)。通過以上措施,經(jīng)過20多天的治理,銅冷卻壁溫度全面回升(如圖1所示),說明結(jié)厚基本消除。5.2開口速度隨爐缸壓力變化的規(guī)律2006年12月21日中心氣流過分發(fā)展將布料溜槽燒斷,休風(fēng)更換。同時借休風(fēng)機會將料面降至風(fēng)口。休風(fēng)后觀察銅冷卻壁經(jīng)過前期處理,結(jié)厚基本消除,爐型趨向正常。且在爐身中上部10～12段有粘結(jié)物脫落的痕跡。12月22日采取加凈焦574t、10批600kg/tFe焦比的負荷料、后跟以550kg/tFe的負荷料、堵6個風(fēng)口的方案送風(fēng)。送風(fēng)后爐缸熱量不足,鐵水物理熱只有1280℃,又因爐墻粘結(jié)物脫落造成爐渣堿度異常偏低,造成爐缸滲透性差,最終導(dǎo)致風(fēng)口燒壞放炮,被迫緊急休風(fēng)684min。12月23日更換風(fēng)口后采取堵22個風(fēng)口開6個風(fēng)口的方案送風(fēng)。12月24日開始視爐缸工作情況,按每4小時開一個風(fēng)口的方案來恢復(fù)爐況。但因爐缸狀況差,12月26日開了5個風(fēng)口壞了4個,被迫放緩恢復(fù)進程。12月27日在間隔24小時后開11#風(fēng)口,但不到30min就嚴重?zé)龎?被迫休風(fēng)128min更換6個壞風(fēng)口。這表明開風(fēng)口速度與爐缸工作狀況不適應(yīng),造成風(fēng)口燒壞。因此,在12月27日送風(fēng)后放緩開風(fēng)口速度,單側(cè)開風(fēng)口間隔時間必須大于8h,兩邊同時開的時候必須大于4h。開風(fēng)口的原則是風(fēng)速必須大于150m/s。至2007年1月22日風(fēng)口開全,風(fēng)量恢復(fù)到3395m3/min。5.3改善料質(zhì)通過前階段的治理,爐況有了一定的基礎(chǔ),探尺工作大大好轉(zhuǎn),隨進入強化階段。采取的措施有:1)降低渣鐵比。將料制中的螢石、錳礦去掉,改善料柱透氣性;2)以良好的渣鐵流動性為原則,選擇合適的鐵水硅素、爐渣堿度來沖涮爐缸;3)在爐況順行的前提下,緩慢調(diào)整裝料制度(見表3);4)增加煤比并富氧來強化高爐冶煉。通過采取以上強化措施,經(jīng)過20天的治理,高爐產(chǎn)量逐漸恢復(fù)到5000t/d水平?；謴?fù)爐況期間經(jīng)濟指標(biāo)見表4:6加強爐墻結(jié)厚管理1)原料管理是高爐順行的關(guān)鍵。原燃料成分波動,粉末大直接導(dǎo)致爐況失常;2)結(jié)合銅冷卻壁特點,要合理選擇上下部調(diào)劑料制,不能一味抑制邊