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龙钢1#高炉快速开炉操作实践

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-05-28  作者:王文红  浏览次数:450
 
核心提示:摘要:龙钢1#高炉于2020年1月30日11:28点火送风,31日顺利出铁。此次开炉准备充分,通过科学策划精心组织,理论装料量与实际装料仅差1批,从开炉点火到顺利出铁用时22小时,实现无滑尺崩料、悬料,炉温平衡过渡,送风后28小时喷煤,39小时全风作业,43小时富氧,开炉10天焦比降至370kg/t.铁以下,创造了龙钢停炉开炉的新纪录。 关键词:高炉;开炉;实践
 龙钢1#高炉快速开炉操作实践

王文红

(陕钢集团龙钢公司炼铁厂)

摘要:龙钢1#高炉于2020年1月30日11:28点火送风,31日顺利出铁。此次开炉准备充分,通过科学策划精心组织,理论装料量与实际装料仅差1批,从开炉点火到顺利出铁用时22小时,实现无滑尺崩料、悬料,炉温平衡过渡,送风后28小时喷煤,39小时全风作业,43小时富氧,开炉10天焦比降至370kg/t.铁以下,创造了龙钢停炉开炉的新纪录。

关键词:高炉;开炉;实践

1  前言

龙钢1#高炉炉容1280m3,采用蓄铁式主铁沟,南北两个铁口。2017年2月长期封炉后正常生产,炉缸侧壁温度呈缓慢上涨趋势,随着强化生产上涨加剧,2018年7月份7.400米内环温度最高涨至1065℃,8月份后配钛球或钛块护炉性生产,根据冬季错峰生产要求,于2019年12月21日安排停炉大修,对炉底第四层碳砖及炉缸环碳进行更换后并进行整体浇筑,11段冷却壁进行整体更换,炉内采用整体喷涂。

1#高炉于2020年1月30日送风开炉,31日白班出铁、中班喷煤,2月1日夜班富氧,通过强化操作成功实现了3天达产、5天达效的目标,恢复期间炉况保持稳定,技术指标持续改善。2月份高炉指标见表1:

表1 开炉第1个月技术指标

 

日产量

燃料比

焦比

煤比

富氧量

负荷

煤气利用率

前3天

2056

641

506

135

3356

3.80

0.80

39.59

第二周

3309

535

381

154

5769

4.06

0.39

46.47

第三周

3523

520

369

151

6901

4.23

0.39

47.22

第四周

3484

510

364

145

5901

4.22

0.40

47.45

 

2  开炉前的准备工作

2.1  高炉烘炉及打压试漏

为确保开炉顺利和安全,按开炉工艺要求进行烘炉、全系统联动打压、查漏和试车。

2.1.1  高炉烘炉

1#炉烘炉采用热风烘炉,原计划烘炉6天,1月下旬因调整生产作业计划,随机延长烘炉时间至10天,整个烘炉时间按240小时(10天)安排,主要延长450℃保温时间。烘炉参数如下:

表2 烘炉参数控制范围

温度  0C

所需时间 h

升温速度 0C/2h

风量

(m3/min)

顶压

kpa

炉顶温度极限(℃)

气密箱温度极限(℃)

50-150℃

8

25

1500

20

300

65

150℃

24

 

1700-1800

20

300

65

150℃-250℃

8

25

~1800

20

300

65

保温 250℃

24

 

~2000

20

300

65

250℃-350℃

8

25

~2000

20

300

65

保温 350℃

30

 

~2000

20

300

65

350℃-450℃

8

25

~2000

20

300

65

保温 450℃

118

 

1700~1800

20

300

65

450℃-180℃

8

30

1500~2000

20

300

65

180℃-40℃

4

50

~1500

20

300

65

合计

240小时/ 10天

 

 

风口加轴流风机吹冷风

图1 烘炉曲线

图1 

2.2.2  打压试漏

1#炉打压试漏分2次进行,一是进行高炉本体及煤气除尘系统管道联合打压查漏;二是进行热风炉及送风系统管道的压力测试和查漏。

(1)第一次打压

分五个压力梯度进行:0.05-0.10-0.15-0.19MPa,结束后处理好漏点,送冷风保压1小时,再进行第二次打压。

(2)第二次打压

主要是送风系统管道和本体,0.10-0.20-0.25-0.30-0.34 MPa,逐步缓慢提压,压力最高打到0.34 MPa。

(3)每个梯度升压后保持5分钟,在0.25MPa时停顿10-15分钟,再提压至0.34MPa,保压查漏。升压过程远程检查漏点,必须处理完大漏点后才能继续升压。

2.2  安装自动开铁口装置

(1)计划从南场出铁,南铁口安装自动摇控出铁装置,送风后向炉内鼓风加氧气,1次铁前停止富氧鼓风,关闭空压后铁口自动打开。

(2)北铁口安装钢管,钢管伸出炉外约1.5m,作炉缸煤气导出管加热炉缸温度。

3  开炉装料

3.1  木材填充

1月28日白班开始装木材,在装木材前铺底焦2罐,中班炉内装入木材约1800根,靠墙及风口周围将木材立起,炉内按“井”字型密布排列,木材装至风口上沿,中心堆尖。装完木材,安装直吹管前根据堵风口要求完成堵风口作业,堵泥深度(满套)460㎜。

3.2  开炉前堵风口情况

1月30日白班检查所堵6个风口,总风口面积0.1901m2,实际送风面积0.1330m2,占风口总面积的69.9%。风口配置见表3。

图2 风口布局

图2 

 

3.3  装开炉料

在装料过程中,送冷风风压20-30kpa,每段装完后进行料线探测,高炉装料总计37批,共计装入焦炭408吨,于2020年1月29日22时34分装料结束。南北探尺分别为1.9m和2.0m,全炉焦比2.696t,负荷0.655倍。装料过程中对溜槽角度、布料圈数和料流轨迹进行校对,调整探尺零位。

表3 装料制度

序号

料制

焦炭

矿量

烧结矿

高硅块

石灰石

球团矿

锰矿

负荷

1

18C

160293

 

 

 

 

 

 

 

2

8(C+N+M)

64455

 

 

 

11602

 

9752

 

3

13CO

105161

111011

88153

15005

 

 

7853

 

4

6CO

48340

75214

40532

9935

 

17545

7202

 

5

4CO

32229

58794

34526

9113

 

10337

4818

 

6

1CO

8009

15336

8264

4080

 

1794

1198

 

合计

37批 

418487

260355

171475

38133

11602

29676

30823

0.655

4  开炉操作

4.1  一次铁前

(1)1月30日11:58送风,热风压力40kp,顶压2kp,冷风流量750m³/min,风温800℃,12时其余风口逐步变亮;高炉点火后炉顶温度上升的比较慢,一直在40℃左右徘徊,以稳定送风为主, 12:30料面动,料线2.1m。根据料线缓慢加风,逐步上负荷,16时5、7#风口吹开,送风面积0.1521m2,风量水平600 m3/min,21:00炉顶煤气成分合格,21:18组织引煤气。

(2)随着引煤气料速变快,22时后逐步上负荷、上风温、调整料制、加风量,后期风压控制200kpa。

(3)31日8:30后,随着炉内渣铁上涨,高炉下料明显减慢,顶温较高,风量下降。9:18开南铁口出铁,9:20顺利打开,炉温基本充沛,流动性较好。

首次铁硅4.20%,物理热1421℃,铁量232t。

表4 首次铁前参数

时间段

风压(kPa)

风量

(m³/min)

负荷

配比

(%)

矿批

(批)

累计料批

料制

11:58-14:45

19-40

480-550

2.0

36.3

16

4

C23.9322.2220.3218.13O22.2320.33

14:46-20:40

40-87

550-620

2.25

37.8

18

13

C25.5323.9222.2220.3218.13O23.9322.23

20:41-22:15

87-105

604-623

2.25

37.8

18

17

C27325.5223.9222.2220.3218.13O25.5323.9322.22

22:16-2:07

105-160

623-700

2.40

37.8

18

26

C27325.5223.9222.2220.3218.13O25.5323.9322.22

2:08-5:52

160-188

700-759

2.66

37

20

41

C27325.5223.9222.2220.3218.13O25.5323.9322.22

5:53-8:14

188-206

759-780

2.78

30

21

50

C27325.5223.9222.2220.3218.13O25.5323.9322.22

8:15-9:40

206-209

720-750

2.78

30

21

55

C28.4327225.5223.9222.2220.3218.13O27225.5223.9222.22

9:41-11:50

220-240

1750-1950

2.99

30

21.5

67

C28.4327225.5223.9222.2220.3218.13O27225.5223.9222.22

4.2 一次铁后

在确保物理热充足,渣铁流动性良好的基础上,加快恢复进程。

(1)31日一次铁后加快送风,上负荷至2.99倍,白班加风至280kpa;15:55分送煤,16:00北场顺利过铁,炉况稳定恢复顺行;中班21时加风压至310kpa,风温1120℃,负荷3.33倍,生铁已降至0.70%,

(2)2月1日7:30开始送氧2000m3/h,中班19时负荷上至3.72倍,日产量达到2362吨,煤比130kg以上。

(3)2日14:57分风口全开,风压加至350kpa,风温上至1130℃,富氧量5000m3/h,矿批加至31吨,生铁硅降至0.50%左右,焦比降至410kg/t以下,日产量达到2800吨,煤比150kg以上。

(4)3日开始逐步提产、降低燃料比,产量达3000吨,4日产量稳定在3250吨,煤比稳定150kg以上,实现了三天达产,五天达效。

(5)5日产量稳定在3300吨以上,9日后产量稳定在3500吨以上。

表5  恢复参数

日期

实际产量

利用系数

风温

[Si]

焦比

煤比

燃料比

焦炭负荷

风量

风压

富氧

矿批

CO2

煤气利用

1月31日

1021

1.21

909

1.40

819

60

880

2.93

1593

242

0

22.40

15.30

42.62

2月1日

2363

2.79

1125

0.49

486

138

623

3.44

2288

339

2332

26.18

16.50

38.02

2月2日

2784

3.29

1130

0.53

409

160

569

3.77

2310

348

4379

29.09

16.40

38.14

2月3日

2956

3.49

1133

0.59

411

160

572

3.90

2425

347

5081

29.71

17.30

44.94

2月4日

3278

3.87

1135

0.36

379

149

528

4.08

2518

343

5633

31.65

20.20

47.87

2月5日

3370

3.98

1137

0.29

365

159

524

4.06

2495

346

5693

32.50

19.4

47.20

4.3  开风口情况

表6  开风口时间

1月30日

11:58送风,堵2#、5#、7#、12#、15#、17#风口,16:10 5、7#风口吹开。

1月31日

14:07捅开17#风口

2月1日

1:30捅开15#风口;13:01捅开2#风口

2月2日

1#高炉14:57捅开12#风口。

4.4  各参数趋势情况

图3  强化参数

图3 

4.5  开炉铁水成分和渣碱

表7  铁水成分和渣碱

炉次

Si

Mn

S

P

V

Ti

R2

001

4.03

1.80

0.043

0.19

0.04

0.14

1.06

002

2.74

1.45

0.049

0.17

0.04

0.14

0.96

003

0.82

1.23

0.047

0.13

0.04

0.10

0.97

004

0.67

1.15

0.050

0.17

0.04

0.09

0.94

005

0.51

0.89

0.055

0.16

0.04

0.08

1.06

006

0.44

0.77

0.039

0.16

0.04

0.06

1.13

4.6  开炉后指标提升明显

表8  高炉主要指标

 

2019年

2020/2

2020/3

2020/4

2020/5

2020/2-5月

利用系数(t/m3.d)

2.37

2.57

2.80

2.43

2.57

2.60

燃料比(Kg/tFe)

535

571

543

547

558

525

综合焦比(Kg/tFe)

504

539

511

516

525

493

入炉焦比(Kg/tFe)

388

392

370

377

377

378

喷煤比(Kg/tFe)

146

147

145

145

151

147

风温(℃)

1138

1140

1148

1152

1150

1147

[Si](%)

0.42

0.45

0.40

0.41

0.38

0.41

煤气CO2

19.42

19.54

19.94

19.48

19.67

20

煤气利用率%

46.81

47.01

47.37

46.83

47.10

47

5  结语

龙钢1#高炉通过采用先进的铁口远程自动摇控装置,实现了高炉一键式自动化开口操作(已申报专利),安全顺利实现开炉,并实现快速恢复和达产达效。

(1)本次开炉采用较大的初始风量和较快的加风节奏,炉况稳定顺行,压量关系稳定,透气性适宜,下料均匀顺畅,顶温始终在可控范围之内,未发生一次崩塌料、难行悬料和管道。一次铁前从南场铁口持续鼓入空气和氧气,提升了南场铁口区炉缸温度,改善了首次渣铁流动性。

(2)送风后必须及时上负荷,一次铁前负荷上至2.80-2.90倍,一次铁后负荷上至3.00倍,炉温迅速由4.0%降至1.0%,避免前期炉温持续过高,影响加风和炉前出铁。

(3)本次在1#炉南铁口采用铁口远程自动摇控装置,为龙钢多年总结开炉经验发明的出铁装置, 2019年4月再次申报专利,本次1#炉开炉又进行了创新,实现了一键式远程自动开口操作。

(4)高炉点火后炉顶温度上升较慢,一直在50-60℃左右徘徊,炉顶蒸汽较大,顶温长期偏低,一次铁前炉缸焊缝、本体持续渗水量增大,说明浇注的炉内积含水量较大。因些必须重视浇注炉缸的烘炉质量,尽量延长烘炉时间。

(5)科学精准配料和合理的送风参数,有利于快速提高炉缸整体温度,促进了快速恢复和强化。

(6)装炉料及送风后配加锰矿,控制铁水锰在1.0%以上,有助于提高渣铁流动性;渣控制走下限,铁水硫控制在0.040-0.055%,消除了粘沟、粘罐,炉前劳动强度大幅度降低。

(7)在技术成熟、原燃料质量稳定的情况下,开炉总焦比可选在2.60-2.75t,渣碱选择0.85-0.90倍,既能保证了炉缸积蓄足够的热量,又能保证渣铁流动性好。

  

参考文献

[1]  周传典  《高炉炼铁生产技术手册》,北京:冶金工业出版社 2002.4

[2]  黄元发  《高炉炼铁生产典型案例剖析》,北京:冶金工业出版社 2019.9

 
 
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