高爐爐墻結厚的原因分析及處理

高爐爐墻結厚的原因分析及處理

0護爐操作發(fā)生嚴重破壞2008年，邯寶1.3200m高架公司開始生產銅屑式加熱爐。采用銅冷卻壁薄防護結構、非排水砌塊連接裝置、軟水體封閉循環(huán)冷熱系統(tǒng)、霍戈文內燃熱風爐、定制in-ba法處理設備等新技術。2013年9月因爐缸側壁炭磚局部溫度異常升高,為保證高爐的安全生產,在9月下旬開始護爐操作,到10月31日2:00溫度下來后由于未能及時采取開放邊緣的措施,同時由于護爐操作惡化了爐缸活性,導致高爐出現了明顯結厚的征兆;又遇到11月上旬焦炭和燒結礦質量同時大幅波動,爐況順行遭到破壞,加速了爐墻結厚的速度;11月13日發(fā)生懸料事故,氣流徹底失常,爐墻結厚嚴重。通過采用發(fā)展邊緣料制,更換短大風口,全焦冶煉,加螢石洗爐等措施,使爐墻結厚部位脫落,直到29日爐況恢復正常,歷時一個月,損失較大。本文對本次高爐爐墻結厚的處理進行了分析,為類似爐況治理提供借鑒。1新型護爐措施的出現2013年9月份之前高爐爐況順行情況良好,各項經濟技術指標都處于較好的水平。進入9月份以后監(jiān)測點顯示爐缸側壁標高8.538m處TE1222B、TE1232B兩點爐壁溫度上升較快,并且?guī)悠鋱A周方向上其他點也有不同程度的上升。為防止爐缸壁進一步侵蝕、保障高爐的安全生產,1#高爐于2013年9月24日開始采取了護爐措施。(1)改變料制結構,采用打開中心、抑制邊緣的操作制度,并大量使用長風口控制邊緣氣流的強度,減少煤氣對爐缸側壁的沖刷。(2)逐步控制冶煉強度,提高鐵水含硅量和爐渣堿度以降低鐵水硫含量,降低渣鐵的流動性。(3)增加冷卻強度,增大水量、控低水溫。采取上述一系列措施后,1#高爐爐缸側壁溫度停止上行,于10月末開始逐步下降到較低水平,溫度曲線平滑呆滯,水溫差一路下行,并伴有頻繁的崩滑料和偏尺現象,說明之前采取的護爐措施已經起作用并存在結厚的可能。由于對爐墻結厚的認識不足,沒有及時采取大幅開放邊緣的措施,導致了結厚的進一步加劇。11月初受焦炭及燒結礦質量集中變差的影響,高爐爐況開始惡化,風氧量大幅萎縮,上部爐墻劇烈波動,崩滑料次數明顯增加,13日高爐出現難行局面,風氧量大幅降低發(fā)生懸料事故,致使高爐氣流嚴重失常,爐墻結厚癥狀明顯,如圖1所示。2表中厚施工的厚度分析2.1提高爐溫水平。在爐降低冶煉強度、降低渣鐵流動性、增加爐缸冷卻強度、提高爐溫水平的措施進行護爐,嚴重降低了爐缸的活性,升高了軟熔帶的位置,使大量粘稠爐渣粘著在爐墻上,是爐墻結厚的根本原因。2.2高爐重點企業(yè)配吃焦由于焦化廠產能不足,1#高爐正常生產時需配吃一定數量的外購焦炭。自產干焦與外購焦的配比受焦化產能及生產事故的影響變化頻繁,11月份焦炭配比變化多達17次。11月3日,由于焦化設備故障,高爐被迫配吃大量自產濕焦及外購焦,配比頻繁波動。11月5日,燒結設備檢修,高爐被迫配吃1/2落地燒結礦達20h(表1)。原燃料的集中變差嚴重惡化了高爐料柱的透氣性,破壞了高爐順行,加速了爐墻結厚進程。2.3高爐爐頂氣壓力11月18日由于制氧機設備故障,無法生產氮氣,致使高爐爐頂氣密箱氮封壓力低于高爐爐頂頂壓,高爐被迫減風到4800m3/min,持續(xù)近8h;長時間的慢風操作導致爐缸工作狀態(tài)進一步變差,并延誤了最佳的治理時機。2.4冷卻系統(tǒng)的調整護爐操作后,高爐調整了冷卻制度。通過降低進水溫度和增大進水流量使爐體冷卻強度加大,是爐墻結厚的另一原因。3爐墻粘結物的變化(1)第一個階段(10月31日~11月14日)。調整料制開放邊緣,同時調整操作制度以高冶強、高產量、高熱量、低堿度的措施使爐缸活躍,增大爐腹煤氣量,加強對爐墻邊緣的沖刷。10月31日將料制由C333223234567O44332345調整為C333223234567O34332345,料線由1.5/1.5降低到1.4/1.4。料制調整后爐身中上部爐墻開始出現小幅波動,水溫差下行得到抑制,崩滑料次數減少。11月3日受原料變差的影響高爐爐況惡化,風氧量大幅萎縮,上部爐墻劇烈波動,崩滑料次數明顯增加。9日把布料角度同收0.5°,繼續(xù)開放邊緣,高爐爐況略有改觀。為繼續(xù)開放邊緣,在13日將中心焦去掉一圈C333223234567O44332345,但此變料后高爐中心氣流明顯受阻,出現難行局面,風氧量大幅降低發(fā)生懸料事故,致使高爐氣流失常(表2)。這一階段的處理效果調整作用不明顯,銅冷卻壁溫度趨勢仍表現過死,水溫差仍逐步下降,爐墻結厚部位粘結物仍呈增加的趨勢,第一階段處理無果而終。(2)第二階段(11月14~25日)。調整下部送風制度,通過調整初始煤氣流來改變高爐邊緣氣流分布。14日休風將原來8個長風口更換為短風口,并將其中4個風口直徑由130mm調整為140mm,擴大風口尺寸有利于爐墻結厚部位氣流旺盛,便于沖刷爐墻。同時,為進一步加大抑制中心開放邊緣的力度,送風后把布料制度調整為C333223234567O3333123456,并且將爐體冷卻水量由4900m3/h減至4700m3/h。在此三方面作用下,高爐風量在17日回到正常水平,爐墻各段亦有小范圍波動。但是,18日16:00受爐頂氣密箱氮氣壓力低影響,高爐慢風近8h,造成爐墻粘結加劇、水溫差持續(xù)下行,到24日只有0.4℃。高爐繼續(xù)調整料制,在24日將料制調為C433223234567O2433123456下達后高爐中心氣流明顯受阻,風量大幅萎縮;在25日13:11突然發(fā)生懸料事故,坐料后回風困難。長期慢風必定惡化爐墻粘結,不利于爐墻結厚的治理,高爐于25日22:32休風堵8個風口,同時將焦炭中心檔由30°變?yōu)?6°,料制變?yōu)镃33322122345710O34332345,希望通過減小送風面積增加鼓風動能和采用中心加焦的措施來快速打開中心通路。但由于復風后風量小難以吹透中心,造成壓量關系緊張。此后雖采取多種放邊的料制,但效果甚微。高爐表現為爐內關系緊張,風氧難全、崩滑料較多,分析此時爐內爐墻結厚部位未見減小,爐缸工作狀態(tài)差。(3)第三階段(11月25日~30日)。綜合分析前兩階段治理過程后,操作者認為1#高爐爐墻結厚部位嚴重,采用常規(guī)方法已難以除去,故決定加螢石洗爐。為保證良好的洗爐效果,避免洗爐后大量爐墻粘結物下到爐缸后惡化爐缸熱狀態(tài),1#高爐采用全焦冶煉配加循環(huán)焦熱洗,26日夜班高爐將焦比升高至550kg/t,每批加螢石0.8t進行洗爐;并將料制調整為C3332232345610O44332345,螢石下達后爐墻開始劇烈波動,水溫差大幅上行。從風口可以明顯的看到脫落物,洗爐效果明顯?？紤]到爐缸側壁溫度剛剛下行至正常水平,為防止洗爐造成其反復,螢石在加入33批后停止。此后高爐風量維持在4800m3/min,壓量關系緊張,時有崩滑料及管道氣流發(fā)生,煤氣利用率低至44%左右,風量難以再有突破。于27日9:00集中再加螢石4t,螢石下達后爐墻溫度再次劇烈波動,水溫差高達9℃,螢石過后爐墻溫度處于較高水平小幅度波動,水溫差維持在4.2℃左右,崩滑料次數明顯減少,爐墻結厚部位已脫落干凈。28日中班去全焦冶煉開始噴煤,并適當給氧。到29日風口全開,風量加全,爐墻溫度趨于穩(wěn)定,爐況基本恢復正常。4爐況治理時長本次爐況治理歷時較長,過程中有很多反復的操作,對爐墻結厚的認識不足導致結厚部位更加嚴重。在治理初期雖采取了相應措施,但受外圍原燃料質量波動及設備故障影響嚴重惡化了爐況的順行,致使爐墻結厚加速,錯過了最佳治理時機。在爐況順行遭到破壞的時候,采用犧牲中心發(fā)展邊緣的布料制度,致使中心氣流明顯受阻,使高爐抗干擾能力變差,連續(xù)發(fā)生懸料事故,爐況失常,延長了治理時間。結合本次爐況治理過程,總結以下幾點。(1)對爐墻結厚的危害性認識不足,當水溫差下降到一定程度后就會出現爐墻結厚的征兆甚至爐況失常,操作上必須嚴格控制水溫差在合適范圍內。(2)通過上部調節(jié),對爐墻圓周方向大面積結厚的作用不大,所需時間較長,操作上不宜采取過于抑制中心氣流的料制;否則會造成中心及邊緣煤氣流均不通暢