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濟源鋼鐵1080m3高爐開爐達產技術創新總結
濟源鋼鐵1080m3 高爐開爐達產技術創新總結
摘要:
濟源鋼鐵有限公司
開爐第一爐鐵水順利通過撇渣器進入鐵水罐、正常料線操作后很快實現多環布料,開爐達產期間爐況穩定順行、下料均勻順暢、煤氣流分布均勻合理,順利實現達產目標。
在堵4個風口的前提下,點火開爐第3個工作日利用系數達到2.2t/m3.d、第4個工作日利用系數達到2.35t/m3.d、第6個工作日高爐噴吹煤粉,外圍具備條件后,利用系數很快達到3.25 t/m3.d、噴煤比
關鍵詞:全焦開爐、冷風裝料、半料線點火、多環布料、開爐達產、噴煤富氧。
1、 前言:
濟源鋼鐵有限公司2號
冷風裝料期間大部分風口大中小套之間有明顯水分溢出、爐頂放散閥揮發出大量的水蒸氣,冷風烘料期間隨著時間的延長和風溫的逐步升高風口大中小套之間的水分明顯減少、爐頂放散閥揮發出的水蒸氣也逐步減少,到點火之前兩個小時風口大中小套之間已經看不到水分溢出,說明延長送冷風時間烘干焦炭水分的決定取得了顯著的效果,這為點火后大初始風量和快節奏加風操作創造了必要的條件。
2、開爐料:
表1、開爐料單以及裝入方式:
位置 |
裝料 制度 |
壓縮后體積 |
負荷 |
爐料構成kg |
球比 |
批數 |
a角 |
裝料形式 |
||||
焦批 |
礦批 |
錳礦 |
白云石 |
螢石 |
||||||||
死鐵層 |
C↓ |
38.72 |
|
9725 |
|
|
|
|
|
3 |
16 |
冷風裝料 |
爐缸 |
C↓ |
154.86 |
|
9725 |
|
|
|
|
|
12 |
16 |
冷風裝料 |
爐腹 |
C↓ |
167.77 |
|
9725 |
|
|
|
|
|
13 |
18 |
冷風裝料 |
爐腰 |
C↓ |
70.07 |
|
8800 |
|
|
|
|
|
6 |
18 |
冷風裝料 |
Cn↓ |
39.33 |
0.29 |
8800 |
|
|
2200 |
1100 |
|
3 |
20 |
冷風裝料 |
|
爐身 |
Cn↓ |
26.22 |
0.29 |
8800 |
|
|
2200 |
1100 |
|
2 |
20 |
冷風裝料 |
C↓Om↓ |
139.47 |
1.35 |
8800 |
8000 |
1200 |
1800 |
300 |
45 |
8 |
22/22 |
熱風點火 |
|
C↓Om↓ |
168.75 |
1.47 |
9500 |
10000 |
1200 |
1500 |
300 |
40 |
9 |
24/24 |
熱風裝料 |
|
C↓Om↓ |
180.02 |
1.68 |
9500 |
12000 |
1200 |
1200 |
300 |
35 |
9 |
26/26 |
熱風裝料 |
|
合計 |
|
985.2 |
0.62 |
610500 |
262000 |
31200 |
49700 |
13300 |
39 |
65 |
|
|
表2、生鐵、爐渣理論化學成分:
爐渣 成份 |
SiO2 |
CaO |
Al2O3 |
MgO |
TiO2 |
MnO |
∑ |
R2 |
R3 |
R4 |
鎂鋁比 |
32.64 |
25.23 |
14.65 |
11.40 |
0.20 |
2.94 |
87.05 |
0.77 |
1.12 |
0.77 |
0.78 |
|
生鐵 成份 |
Fe |
Si |
Mn |
Ti |
S |
指標 |
出鐵量 |
渣量 |
渣鐵比 |
焦比 |
|
89.50 |
3.00 |
2.68 |
0.01 |
0.09 |
174.1 |
136.7 |
785.08 |
3.06 |
|
表3、開爐料原燃料及熔劑化學成分:
|
Tfe |
FeO |
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2O3 |
TiO2 |
S |
Mn |
W |
R2 |
密度 |
燒結礦 |
55.01 |
9.98 |
9.34 |
1.76 |
5.23 |
1.97 |
0.16 |
0.015 |
|
|
1.79 |
1771 |
球團礦 |
61.97 |
0.68 |
0.26 |
0.84 |
9.50 |
0.4 |
0.08 |
0.005 |
|
|
0.03 |
2314 |
塊礦 |
62.18 |
|
0.03 |
0.06 |
2.44 |
1.42 |
0.06 |
0.011 |
|
|
0.01 |
2260 |
焦炭 |
0.57 |
|
0.76 |
0.08 |
6.38 |
3.87 |
|
0.76 |
|
12.60 |
|
633 |
白云石 |
|
|
30.08 |
20.96 |
0.57 |
0.39 |
|
0.02 |
|
|
|
1637 |
錳礦 |
9.84 |
|
4.19 |
3.71 |
26.07 |
1.76 |
|
0.100 |
24.91 |
|
|
2019 |
螢石 |
CaF2 67.08 |
|
0.017 |
25.56 |
|
|
0.025 |
|
|
|
1717 |
表4、焦炭化學成分及灰分全分析:
焦炭 |
W |
A |
V |
C |
S |
% |
12.6 |
13.17 |
1.6 |
85.44 |
0.76 |
灰分全分析 |
|||||
A |
CaO |
MgO |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe203 |
% |
5.77 |
0.64 |
48.47 |
29.42 |
6.17 |
3、三項開爐新技術的成功應用:
爐缸填充枕木開爐,既浪費了大量的人力、物力、財力又浪費了寶貴的時間,據了解最近5年采用爐缸填充枕木開爐的新建大型高爐(如安鋼
絕大多數新建大型高爐開爐,為了確保開爐順利,均采用一級冶金焦開爐,直到高爐達產為止;但這樣一來由于消耗了大量的一級冶金焦,將會使煉鐵制造成本大幅度升高,以一、二級冶金焦差價210元/t、
本次開爐由于領導重視、準備充分、組織得力以及聘請一流煉鐵專家現場主持和全過程指導,因此決定采用二級冶金焦全焦開爐,僅此一項與采用“爐缸填充枕木、一級冶金焦開爐達產”的傳統保守開爐方法相比較,至少可節約費用300萬元。
3.2.冷風裝料以及長時間送冷風烘干焦炭水分:
裝料初期使用小于
本次開爐長時間冷風裝料的實踐不僅成分證明了冷風裝料的上述優點,而且證明“送冷風同步裝凈焦和空焦直到裝完爐身下部第一段輕負荷料不馬上送熱風點火,而是繼續送冷風4~6小時再送熱風點火,對于烘干焦炭水分效果顯著,可降低開爐總焦比100~
3.3.半料線點火:
當開爐料填充到爐身下部第一段輕負荷料時,繼續送冷風并逐步將冷風溫度提高到≤
3.4.花堵6個風口,70%風口送風:
一般高爐開爐大都采取堵部分風口開爐,其目的和優點是可以在開爐初期各種故障導致長時間不能全風量作業的情況下,防止由于風速和鼓風動能過低導致爐缸中心堆積,但是其最大的危害一是不利于快速達產,二是如果長期堵風口不能全風量作業,勢必會造成堵風口區域爐缸至爐身下部爐墻結厚,不利于合理操作爐型的快速形成。
本次
4、開爐達產具體操作:
4.1. 表5、濟源鋼鐵有限公司
點火時間
h |
風量
m3/min |
風溫
℃ |
熱壓
kpa |
頂壓
kpa |
△P
kpa |
礦石批重
t |
焦炭負荷
t/t |
|
點火前1小時 |
1500 |
200 |
0 |
0 |
0 |
8.0 |
1.23 |
|
點火 |
1550 |
800 |
75 |
0 |
75 |
8.50 |
1.23 |
|
2 |
1600 |
800 |
80 |
0 |
80 |
10.0 |
1.56 |
|
3 |
1650 |
800 |
85 |
0 |
85 |
10.0 |
1.56 |
|
4 |
1700 |
800 |
90 |
1 |
89 |
12.0 |
1.86 |
|
5 |
1750 |
800 |
95 |
3 |
92 |
12.0 |
1.86 |
|
6(爐頂煤氣檢測合格引煤氣) |
1800 |
800 |
100 |
5 |
95 |
15.0 |
2.25 |
|
7 |
1900 |
850 |
130 |
35 |
95 |
19.0 |
2.25 |
|
8 |
1950 |
850 |
145 |
45 |
100 |
20.0 |
2.25 |
|
9 |
2000 |
850 |
160 |
50 |
110 |
21.0 |
2.50 |
|
10 |
2050 |
850 |
175 |
65 |
110 |
22.0 |
2.50 |
|
11(第1爐鐵) |
2100 |
850 |
190 |
75 |
115 |
23.0 |
2.80 |
|
12(第2爐鐵) |
2150 |
850 |
205 |
85 |
120 |
24.0 |
2.80 |
|
13(第3爐鐵) |
2250 |
900 |
245 |
130 |
115 |
25.0 |
2.80 |
|
14(第4爐鐵) |
2250 |
900 |
260 |
135 |
125 |
28.0 |
2.80 |
|
15(第5爐鐵) |
2300 |
950 |
270 |
145 |
130 |
28.0 |
2.80 |
|
16(第6爐鐵) |
2300 |
950 |
275 |
145 |
130 |
28.0 |
2.80 |
|
17(東鐵口第1爐鐵) |
2300 |
950 |
275 |
145 |
130 |
28.0 |
2.80 |
|
18(東鐵口第2爐鐵) |
2300 |
950 |
275 |
145 |
130 |
28.0 |
2.80 |
|
點火時間
h |
白云石kg/批 |
錳礦
kg/批 |
螢石
kg/批 |
料線
m |
風口
數目 |
上料
批數 |
布料矩陣 |
|
點火前1小時 |
1500 |
1200 |
200 |
13 |
14 |
4 |
22°同角 |
|
點火 |
1500 |
1200 |
200 |
12 |
14 |
4 |
22°同角 |
|
2 |
1250 |
1200 |
200 |
10.5 |
14 |
4 |
24°同角 |
|
3 |
1250 |
1200 |
200 |
9.0 |
14 |
5 |
24°同角 |
|
4 |
1000 |
1200 |
300 |
7.5 |
14 |
4 |
26°同角 |
|
5 |
1000 |
1200 |
300 |
6.0 |
14 |
5 |
26°同角 |
|
6(爐頂煤氣檢測合格引煤氣) |
800 |
800 |
400 |
4.5 |
14 |
5 |
27°同角 |
|
7 |
600 |
600 |
300 |
4.0 |
14 |
5 |
27°同角 |
|
8 |
—— |
600 |
300 |
4.0 |
14 |
5 |
27°同角 |
|
9 |
—— |
600 |
300 |
3.50 |
14 |
5 |
28°同角 |
|
10 |
—— |
600 |
300 |
3.50 |
14 |
5 |
28°同角 |
|
11(第1爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
3.00 |
14 |
5 |
28°同角 |
|
12(第2爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
3.00 |
14 |
5 |
29°同角 |
|
13(第3爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
2.5 |
16 |
6 |
29°同角 |
|
14(第4爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
2.5 |
16 |
6 |
30°同角 |
|
15(第5爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
2.00 |
16 |
6 |
30°同角 |
|
16(第6爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
2.00 |
16 |
6 |
Α 36 34 32 30 28 25 20
C 2 2 2 2 2 1 1
O 2 3 3 2 |
|
17(東鐵口第1爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
1.60 |
16 |
6 |
α36 34 32 30 28 26 24
C 2 2 2 2 2 1 1
O 2 3 3 2 |
|
18(東鐵口第2爐鐵) |
—— |
600 |
300 |
1.40 |
16 |
6 |
α 37 34 31 28 25 22
C 3 3 2 2 1 1
O 2 3 3 2 |
4.2.引煤氣以及出第一次鐵:
開爐點火后約5.5小時,西鐵口、東鐵口先后見渣大噴后用有水炮泥堵口。
點火后6小時經爐頂煤氣取樣檢測合格后,安全順利引煤氣。
點火后約12.5小時,順利鉆開鐵口,鐵水過撇渣器進鐵水罐出第一爐鐵,出鐵量約80噸,渣鐵物理熱和流動性良好,生鐵含[Si]3.90%、含[S]0.015%爐渣堿度R21.10倍。
第一爐鐵之所以含硅量明顯高于理論計算,主要原因有三個,一是延長送冷風時間,使焦炭吸附水大幅度蒸發,二是堵6個風口送風、風量小、下料速度慢等原因導致硅的直接還原度增加,三是為了確保安全開爐,理論全焦比設定偏高;如果全開風口送風并將理論全焦比設定到2.90左右,第一爐鐵水含硅量應該可以達到理論計算值。
4.3.開爐達產期間爐況和操作要點:
4.3.本次開爐采用了較大的初始風量和較快的加風節奏,同時根據爐溫、物理熱、理論燃燒溫度以及風速和鼓風動能的數值范圍合理使用風溫并控制風量,始終保證了理論燃燒溫度以及風速和鼓風動能在合理范圍之內,從而確保了初始煤氣流分布相對合理,為軟熔帶、滴落帶的合理形成和穩定打下了良好的物質基礎。
5、本次開爐有待改進和完善之處:
5.1.開爐總焦比設定偏高,在產前各項準備工作準備充分、高爐烘爐達到開爐要求的前提下,開爐總焦比可以按照2.70~2.90設定,開爐第一次鐵生鐵含[Si]按照2.50~2.80%設定,完全可以滿足開爐初期爐缸充足的物理熱儲備以及必要的鑄造鐵冶煉之需要。
5.2. 本次開爐采用花堵6個風口,其余14個風口送風;如果采用全風口開爐,不僅開爐達產進程將大大縮短,而且有利于兩道煤氣流的合理分布以及合理操作爐型的快速形成,在條件具備的情況下,建議采用全風口開爐。
5.3.本次開爐出第二次鐵時,出現了鐵口燒不開、鐵水物理熱和流動性差以及只出鐵不出渣的被動局面,第三次鐵時候爐渣大量排出并且物理熱流動性大幅度升高;其主要原因是半料線點火以后應該加快上料速度,在4~6小時之內趕到正常料線;由于上料系統操作和維護不熟練連續出現小問題、上料速度慢,低料線時間長達12小時,這部分亂料到達爐缸后,消耗了爐缸大量寶貴的熱量,導致第二次鐵物理熱嚴重不足。
5.4.東鐵口出第一次鐵時風壓已經加到200kpa,由于鐵口見渣時使用的有水泡泥堵口,炮泥抗拉強度不夠加之泥包不完整,盡管出鐵之前提前減風50kpa,出鐵期間還是出現跑大流的險肇事故,被迫大量減風堵口。
今后對于新開爐雙鐵口高爐,暫時不出鐵的鐵口點火見下渣大噴后必須用無水炮泥正常打泥堵口,可以防止鐵口淺炮大流事故的發生。
5.5.爐前工作經驗不足,堵口時連續鐵口跑泥、鐵口淺,造成高爐不敢開風口,被迫長期堵3~4個風口,既影響了達產進程,又導致爐缸工作不活躍、初始煤氣流分布不均勻,而且影響了合理操作爐型的快速形成。
5.6.本次開爐為防止渣鐵流動性不好粘住主溝和撇渣器,在澆注主溝上滿打了約
正常情況下,新開高爐儲鐵式澆注主溝,為防止開爐頭幾次鐵流動性差粘住主溝,一般在澆注料上面用免烘烤搗打料打50~
5.7.本次開爐初期受到西鐵口渣量大、經常造成托渣放炮導致沖渣溝崩裂的影響,嚴重制約了達產進程,因此產前對沖渣系統進行反復考察論證,確保水沖渣系統滿足生產需要非常必要。
5.8.本次開爐料罐煤氣一次均壓系統在一次均壓時震動很大,被迫停用加固,全部使用氮氣二次均壓,不僅造成氮氣消耗量大幅度增加,而且均壓速度慢,影響上料速度。
6、 結語:
6.1.本次開爐,成功的采用了“二級冶金焦全焦開爐、帶風裝料、半料線點火”三項開爐新技術和“初始風量大、加風速度快、穩定上負荷、合理控制鑄造鐵冶煉時間、快速噴煤富氧”等諸多開爐強化冶煉措施,并且在全國首次采用“送冷風同步裝凈焦和空焦,直到裝完爐身下部第一段輕負荷料不馬上送熱風點火,而是繼續送冷風4~6小時再送熱風點火”,極大地豐富和完善了開爐冷風裝料技術,這一創造性地發明不僅可以緩慢的加熱爐料,促使爐料中的吸附水和部分結晶水盡快蒸發,防止一步送熱風點火造成爐料中溫膨脹,改善料柱和軟融帶透氣性;而且對于開爐烘干焦炭水分效果顯著,可降低開爐總焦比100~
6.2.本次開爐采用二級冶金焦全焦開爐,節省了大量寶貴的一級冶金焦,高爐穩定順行、順利達產,大大降低了開爐成本,為大型高爐開爐提供了有益的參考和借鑒。
6.3.本次開爐如果采用全焦開爐,開爐達產進程將大大縮短,在條件具備的情況下,建議采用全風口開爐。
1、車奎生—建龍鋼鐵控股集團高級煉鐵專家、承德建龍特殊鋼有限公司煉鐵總工程師。
2、韓江文—濟源鋼鐵有限公司煉鐵廠廠長助理兼
3、趙軍富—濟源鋼鐵有限公司煉鐵廠生產副廠長,吳德杰—濟源鋼鐵有限公司煉鐵廠技術科長。
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