059 酒钢炼铁厂小高炉停

酒钢炼铁厂小高炉停、开炉实践谢绍玮(酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司炼铁厂)摘要酒钢炼铁厂在3个月时问当中，组织了3座高炉停、开炉，均较为顺利，并将停、开炉方案不断在实践中总结、完善，形成了自有、独立的停、开炉技术，为今后高炉的停、开炉工作积累了丰富的经验。关键词高炉停开炉受美国金融经济危机影响，国内外钢铁市场明显萎缩。我国钢铁行业进入2008年下半年，特别足奥运会以后，钢铁行业进入高成本、低售价、低利润或亏损阶段，炼铁工序更足成为重灾户。为此，集团公司审时度势，决定炼铁厂3座高炉陆续停炉检修，一方面客观限产，另一方而治理炉体恶化问题，为高炉后续生产奠定基础。在2008年11月16日～2009年2月10日期间，短短3个月内炼铁厂组织了3座高炉大中修的停、开炉工作，实施过程顺利而有序。在不断地积累和总结中，已形成和完善了炼铁厂自有的高炉停、丌炉技术，更重要的是锻炼了一支日趋全面和成熟的管理、技术人员队伍，为今后炼铁生产的发展提供了人员条件。l高炉停、开炉情况简介2008年10月15日19：40～16日7：43，6号高炉完成降料面操作，共用时723分钟。此次中修历时25天，主要完成检修内容有：更换6～8段冷却壁处炉皮，安装缺损冷却壁，风口区域浇注，炉内喷涂，恢复十字测温，修补热风主管及围管薄弱环节，改造送风装置等。至11月10日19：45送风开炉。2008年10月29日19：ll～30日8：30，4号高炉完成降料面操作，共用时799分钟。此次中修历时47天，主要完成检修内容有：更换6～8段冷却壁处炉皮，安装缺损冷却壁，风口区域浇注，炉内喷涂，恢复十字测温，修补热风主管及围管薄弱环节，改造送风装置等。12月15日12：34送风开炉。2008年11月13日19：05～14日6：46，3号高炉完成降料面操作，共用时701分钟。此次大修历时89天，主要完成检修内容有：更换4～8段冷却壁处炉皮、冷却壁及9～1l段部分炉皮、冷却壁，更换炉底三、四层炭砖，更换炉缸炭砖、风口组合砖，炉内喷涂，恢复十字测温，修补热风主管及围管薄弱环节，改造送风装置等。2009年2月10日8：57送风开炉。2停炉2．1停炉总原则2．1．1高炉停炉均采用控料线的方法将料线降至风口区。2．1．2正式降料线前预休风一次，为降料线作准备。预休风时间4～8小时，准备内容有：安装炉顶打水装置、安装临时探尺、安装煤气取样管、检查和补焊炉皮、检查和处理冷却设备、各类仪表校对、安装降料线监控程序等。2．1．3预休风前预降料面至6．0m左右，回收煤气；正式降料面时采用空料线法，不回收煤气。2．2停炉准备工作2．2．1降料线停炉的关键在于炉顶打水装置的合理制作和设置打水管制作要求(具体见图1)。(1)管径Ф38mm，管壁厚4．5mm(内径29mm)，伸入炉内总长度2740mm，有效长度2000mm，前端封死：(2)分3段开孔：一段：长度840，孔径Ф2mm，孔数171，分三排向下，每排57个，一排位于下垂线上，另两排分别偏离下垂线30°，孔距15mm。二段：长度870mm，孔径Ф2mm，孔数118个，分两排向下，每排59个，两排分别偏离下垂线15°，孔距15mm。三段：长度150mm，孔径Ф2mm，孔数10个，孔距15mm，均在下垂线上。(3)打水管后端配备法兰，标明上下方向。并且未打孔侧需加筋，长1500mm，防打水管变形。(4)使用原有风口平台水包，用四支流量计与原来炉顶打水管连接，保证管路畅通，计量准确。控制四根水管的阀门要与炉顶四点温度对应，并分别做标记，以备正确控制单个方向顶温。(5)控制仍采用原来手动阀门，并在靠炉体侧安装隔离板(带顶)。(6)先制作一支在炉喉平台对打水管的出水量进行测试，单管水量必须达到12t／h。打水管试验合格后，制作五套，四用一备。2．2．2为从煤气成份变化掌握料线位置，特制作两根取样管，管径Ф20mm，从炉顶接至风口平台。2．2．3建立的累计风量画面和炉硕4个温度趋势画面，并进行校对，为降料线过程提供数据支持。2．2．4准备16米探尺两根，以便掌握料线位置。2．2．5为尽可能减少炉墙粘结物，配加萤石，并炉内采取适当发展边缘的装料制度，保持全开风口作业。2．2．6预休风前调轻负荷，准备控制顶温用物料。同时，准备盖面焦15．0吨。2．2．7为预防事故，风口平台准备高压打水管，长度15m。2．2．8全面检查炉体冷却设备，重点对损坏或怀疑冷却设施进行闭水，避免休风后冷却设备往炉内漏水。2．2．9预休风后煤气系统按照长期休风程序处理煤气。2．3停炉操作在3座高炉停炉方案的施行过程中，高炉累计风量、煤气成份变化、各类探尺探测、顶温控制水平等参数为高炉降料线提供了强有力的数据支持。2．3．1高炉累计风量在准备过程中，对料线与风量的关系进行了计算，对实际操作提供参考(具体降料线相关参数对应关系见表1)；制作风量的累积程序，并在生产过程中校验准确。2．3．2煤气成份变化降料线过程煤气成份的变化与料线绝对位置有着非常好的对应关系，即：H2上升接近CO2值时，料面降至炉身下部。H2大于CO2时料面接近炉腰。CO2开始回升料面接近炉腹。N2开始回升料面接近风口带。3座高炉降料线过程的煤气成份实测情况也得到很好的验证。(3座高炉降料线过程煤气成份变化情况见图2、3、4、5)。2．3．3探尺探测3座高炉降料线过程均使用三个探尺：东、西机械探尺，雷达探尺。这为直观反映高炉降料线情况提供了及时、准确的物质条件。在预休风期间，将东、西机械探尺更换为16m的加长探尺，加长材料为钢丝绳。降料面过程中机械探尺轮流探测，周期约为1小时。但是，使用过程中由于炉内温度高，机械探尺易被烧损，需要改进。雷达探尺能够全程跟踪降料面操作，能够为操作人员提供一定的参考。但是，在炉内气流强烈，料面物料活跃时，雷达探尺易被干扰，传达数据失真。力争操作风量与所余料柱厚度相适应，是保证降料线过程中雷达探尺具有相对准确表达料面位置的有力措施。2．3．4顶温控制由于正式降料线时采用不回收煤气的方式，所以顶温的控制可以适当放宽。基于气密箱氮气全开情况下温度可控制在50C以内和炉顶设备可承受550℃条件，在降料面过程中，逐步提高顶温控制水平，4、6号高炉顶温按照400～500℃控制，3号高炉顶温控制范围提高至400～550℃(实际顶温控制情况见表3)。2．3．5出铁组织正式降料线过程出铁次数方案中考虑为三次。但在实际过程中根据具体风量、出渣排铁情况决定出铁次数(3座高炉出铁情况见表4)，此项工作对降料线过程没有本质的影响。第一次出铁可按照1．5小时出铁，后间隔2～3小时出铁，最后一次铁在料线降到风口带，即风口呈浑浊状态、个别风口吹空时组织出铁。2．3．6其他(1)6号高炉因休风前装料制度过早使用混装，造成煤气利用偏差，渣皮脱落后，炉内显凉，物理热不足。3、4号高炉调整后渣铁物理热均有所改善。(2)操作过程出现顶压冒尖现象，可小幅度减风10～20m3／min，逐步减至于料层厚度相适应。(3)为防止软探尺过早烧断，影响对料线的判断，一方面可加粗钢丝绳，另一方面掌握好放尺时机。(4)煤气取样管不断调整，并适当提高顶温控制水平，3号高炉没有出现4、6号高炉煤气取样管堵的现象。3开炉3．1开炉原则(1)3座高炉开炉均采用全焦开炉。(2)炉料结构为高碱度烧结矿+竖炉球团+康达矿。(3)开炉总焦比：4、6号高炉因中修，炉缸未作处理，故为保证安全开炉，将开炉焦比选择在4．5t／t；3号高炉大修开炉，开炉总焦比选择在3．5t／t。3．2送风制度(1)6号高炉开炉均采用6个风口送风。3号高炉在借鉴其他高炉经验的基础上，尝试采用8个风口送风，实践证明能够保证顺利开炉，为高炉开炉技术的完善进行了有益的尝试。(2)为达到高炉护炉和适应原燃料条件要求，将进风面积缩小，均由原来的0．1421m2缩至0．1388m2。(3)考虑铁口维护，6号高炉将上方风口换为(φ100x340mm风口，其他为φ100(110)x300mm风口。3、4号高炉考虑开炉出铁和炉缸状况，全部采用φ100(110)x300mm风口。3．3装料(1)装料前必须校对溜槽角度，满足高炉生产要求。p角与铁口、2、15号风口位置关系进行记录。(2)在装料过程中，专人对所装料种进行认真确认(即看料车容积、料种、料制、批重)，并准确记录每批料实际装入量。卷扬控制工按装料规定设置好料种及每批用量，确认好批重。(3)装料过程中，炉缸焦炭装完后须从风口观察装料情况，风口区未见焦炭时要补足净焦，直到见焦为止。酤每装完一组料，用软探尺测量一次料线，料线达不到预定料线，用净焦补足。(4)座高炉均采用单环倒分装的装料制度，在开炉料装入时按照焦炭“头三尾四”的方式进行，为高炉快速恢复创造了条件。(5)装料至3．5m左右，高炉送风开炉。3．4送风操作(1)送风后风压按0．08～0．12MPa控制。(2)观察料尺工作情况。如送风后6～8小时料尺不动作，则坐料后按照正常操作组织生产。如3号高炉送风后6小时(2月10日15：05～15：10)减风坐料未果，后休风坐料。(3)开风口(见表5)(1)主沟、小坑、铁沟烘烤完毕，主沟、铁沟帮用碳素沟料加高，主沟内铺垫采用焦粉+碳素沟料+焦粉的结构。必须对铺垫后的主沟角度进行确认，使出铁过程无积渣、积铁、窝铁现象，保证开炉前3次铁排放顺序如4号高炉开炉因主沟角度不足，造成出铁被动。(2)送风后将铁口钻开，保持铁口畅通，铁口前事先放置一根点燃的木柴，引一根焦炉煤气管，以便使铁口喷出的煤气燃烧。(3)铁口来渣后堵口，约3～5小时开口出铁。之后2小时左右出铁，也可根据压量关系确定出铁间隔时间。(4)开炉后渣铁样增加A12O3、MgO化检验项目，为评价渣铁性能提供依据。(具体情况见表6)将3座高炉炉渣成份在四元系渣等黏度图(见图6)中进行比对可以看出，在高三氧化二铝(20％)，渣温达到1400~C的渣系中，碱度大于0．8倍，黏度可在1．0Pa．s等黏度线以内，满足高炉生产黏度控制在0．5～2．0Pa．s的要求。3．6其他3．6．1开炉后的强化速度需要在今后的生产实践中进一步探索。3座高炉的开炉后强化工作均较快，6号高炉7天全开风口，产量即达1409吨，炉温降至0．60％；4号高炉在出现反复的情况下7天全开风口，产量达到1414吨，炉温降至0．50％；3号高炉5天全开风口，第9天产量达到1431吨，炉温降至0．45％。高炉开炉的快速强化不利于高炉长寿相关材料的性能发挥和应力释放，尤其对炭砖带来严重影响(中国金属学会王维兴)。3．6．2冬季送水积累良好经验。针对3、4号高炉冬季低温下冷却系统送水难的问题，炼铁厂专门制定《冬季高炉送水方案》，通过3、4号高炉开炉实践检验，满足开炉要求。冬季送水方案的成功告诉我们，首先要对冬季送水引起高度重视，制定切实可行的方案，是可以实现安全送水的；其次，方案实施的准备工作必须细致、到位，困难估计必须充分，并制定可行的应急预案：第三，设备的检修质量直接影响送水工作的顺行进行，必须给予高度重视；第四，冬季送水的相关方必须在现场组织送水工作，争取最短时间内现场解决各类出现的问题；第五，送水方案的实施必须考虑实施当日的气温因素，应提前准备，送水时间最好安排在当日的气温最高时。如果气温过低(建议考虑温度−10℃)，必要时可推迟送水，避免盲目送水造成结冻事故，影响高炉顺利开炉。3．6．34号高炉开炉出现反复。分析其原因，高炉开炉方案满足开炉的要求，但是在方案的落实出现失误，如4号高炉主沟因沟底有陈年积铁，撇渣器被抬高，角度偏小，在垫制主沟过程，没有引起足够重视，造成坡度不足，出现窝铁，使开炉第一次铁出铁不畅；在渣铁排放不净的情况下，炉内盲目坐料，造成2号吹管来渣：恢复过程对炉缸积渣铁影响估计不足，开风口后渣铁连续烧坏风口(14、15号风口)等，造成高炉开炉出现反复。在今后的开炉中对前三次铁必须给予高度重视，保证炉内渣铁能够及时排净，为高炉强化创造条件：同时，对炉况的变化应综合各因素做出准确判断，必要时可讨论决定，不能盲目操作。在短短的3个月中，炼铁厂