宝钢1号高炉休风减矿及复风管理.pdf

第3 2 卷 2 0 1 2 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM 哐T A I J ．U R G I C A LE N G 舵E R 矾G V o l 。3 2 A u g u s t2 0 1 2 宝钢1 号高炉休风减矿及复风管理① 刘开华，徐飞，王超 宝山钢铁股份有限公司炼铁厂，上海2 0 0 9 4 1 摘要对大型高炉休风减矿与送风恢复进行管理是高炉定修管理的重要内容，具有重要意义。主要介绍了宝钢l 号高炉 3 代 对休风减矿的管理和对复风节奏的控制经验。 关键词高炉；定修；减矿率；复风 中图分类号T F 5 4 4文献标识码A 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 2 0 8 0 4 7 3 0 3 宝钢1 号高炉3 代 以下简称1 号高炉 于2 0 0 9 年2 月1 5 日投产，有效容积49 6 6m 3 ，目前已稳定高 效运行2 年1 0 个月，创造了优良的经济技术指标。随 着对设备日常管理和维护的不断加强，现在l 号高炉 定修周期延长到4 5 个月。为了保证定修后顺利复 风，使操业尽快恢复到定修前水平，对高炉休风及复风 管理是非常必要的。 1 高炉休风减矿管理 对于定修进行的休风操作是在有准备的条件下进 行的，主要包括休风前炉况顺行状况、休风期间及送风 恢复炉子内部运行规律等条件。因此在休风前就要采 取有效措施，以保证炉况稳定顺行、对休风过程中及送 风恢复前期进行热量补偿以及保证炉内料柱具备较好 的透气性。 高炉在每次定修前制定休风减矿方案，对炉内不 同部位的减矿率进行确定HJ 。通过计算在休风前约 一个冶炼周期进行变料，以保证高炉休风时各段休风 料装入指定位置。对于休风减矿幅度，要满足①休 风所需要的热量补偿；②休风后复风过程中炉内有足 够的透气性；③保证炉热相对稳定避免高硫或高硅不 合格铁水出现。 1 ．1 总减矿率水平确定 1 号高炉总休风减矿率是依据经验公式进行确 定。总减矿率经验公式充分考虑了休风时间、休风过 程中更换风口等对炉内热量消耗有较大影响的工事、 休风前炉况水平等因素；其中对于休风前炉况、原燃料 条件等难以1 个参数定量的因素用系数进行补偿。1 号高炉从投产至今进行了9 次定修，每次总休风减矿 率见表1 。 表1 宝钢1 号高炉3 代休风总减矿率 从表1 可看出定修时间基本在2 0 3 0h ，休风时 间的长短是休风减矿率水平最主要的影响因素。 1 ．2 减矿率的分段控制 高炉内部自上而下炉料的不同形态的转化、生产中 炉内各段不同反应情况等条件决定了休风减矿需要进 行分段控制。首先炉内自上而下炉料所承受的压力越 来越大，生产中所进行的反应越来越强烈，焦碳的粒度 越来越小，料层的透气性越来越差。主要分布于炉腰、 炉腹、炉身下部的软熔带是高炉透气性的限制环节。 如图1 ，根据对1 号高炉正常生产中炉内静压力 进行统计，高炉下部压从炉身下部s 1 到风口压差及高 炉的下部压差为总压差的6 0 ％，从炉身下部S l 到s 3 压差及中部压差为总压差的1 0 ％，从炉身中部S 3 到 料面压差及上部压差是总压差的3 0 ％。因此，炉身下 部、炉腰、炉腹所承受的压差占总压差的7 0 ％。此外， 在高炉送风前期约前2h 不能喷煤，加上即使喷煤后 也要3 ～4h 后起作用，这5 ～6h 约有1 5 批炉腹炉腰 的料生成渣铁进入炉缸。这就决定了炉腰、炉腹及炉 身下减矿率为最低，炉身中、炉身上依次降低。风口 下，一般安排1 0 批料，主要作用是改善休风前炉况及 ①收稿日期2 0 1 2 - 0 5 - 2 8 作者简介刘开华 1 9 7 8 一 ，男，江苏盐城人，工程师，主要从事高炉炼铁研究工作。 万方数据 4 7 4 矿冶工程第3 2 卷 提高炉缸储热用，这段料减矿率相对要低一点。 高炉定修休风减矿见表1 。 晰妒，_ _ J 牲 1 号风进程。1 号高炉第9 次定修炉渣成分控制见表2 。 图11 号高炉炉身静压力曲线 1 ．3 矿批重量的选择 制定休风减矿率的方法有3 种一是每批料降低 矿焦比；二是维持正常矿焦比而只加净焦；三是既降每 批料的矿焦比又加净焦。1 号高炉是采取第三种方 法。在高炉生产中矿石批重的选择主要取决于炉容大 小、操业水平 风氧量、炉腹煤气量 以及炉料结构3 个因素。在炉容、炉料结构不变的时，矿石批重的调整 主要取决于风量、氧量的水平，以保持上部制度和下部 相适应。因此，理论上休风减矿除炉身上部矿批要缩 小外，其它段的矿批基本上不用调整。由于l 号高炉 考虑到原燃料的条件及为了提高复风后的加风速度， 休风减矿率做得相对较高；因此矿批大时焦批就比较 大，受焦碳称量斗及炉顶料罐容积的限制，此外为了防 止焦批过大导致溜槽在布料时少量焦碳溢出溜槽。因 此，采取了适当缩矿批即矿批从1 4 0t ／o h 缩至1 2 8 t ／c h ，以减少抽焦批数。 l 号高炉休风时，净焦所到位置控制在炉腹上 部、炉腰中部及炉身下部各l 批 净焦批重约为所在部 位焦批重的一半 ，以满足炉况恢复的需要。 1 ．4 炉渣成分的控制 炉渣成分的控制是制定休风减矿表的重要内容， 宝钢1 号高炉主要通过调整副原料 主要是硅石、石 灰石 的用量，调剂炉渣的二元碱度及三氧化二铝含 量来控制炉渣性能。对碱度及三氧化二铝的调剂，最 主要的就是要预判及控制好炉热水平 [ S I ] 含量 ，将 控制铁水目标硅含量输入装入计算画面，然后通过调 整副原料用量调剂炉渣成分。正常对应O ／C 水平越 高[ S I ] 就越高，碱度及三氧化二铝要控制得越低越好， 以保证送风恢复后初期低物理热状态下渣铁综合流动 性能，保证作业安全，同时也防止下部压差过高影响复 表21 号高炉炉渣成分控制实绩 项目现状风口下炉腹炉腰炉身下炉身中炉身上 O ／C 5 ．2 2 7 4 ．8 8 53 ．9 1 43 ．5 3 64 ．0 5 l4 ．4 1 44 ．6 5 5 S iO ．5 00 ．6 00 ．7 00 ．8 0O ．6 50 ．6 00 ．5 5 R 1 ．2 31 ．1 8 1 ．1 61 ．1 51 ．1 61 ．1 71 ．1 8 A 1 2 0 31 5 ．31 4 ．8 1 4 ．6 1 4 ．5 1 4 ．61 4 ．71 4 ．8 2 送风恢复操作 合适的休风减矿率的制定是确保定修休风后复风 所需的热量及透气性的必要条件，送风后复风节奏则 是操业尽快顺利过渡到正常生产水平的关键。宝钢高 炉的实践证明，复风节奏取决于以下几个方面①定 修休风前炉况基础；②送风后设备运转状态；③送 风后顺行状况。 2 ．1 恢复节奏的控制 如果按照风氧量水平来分，复风进程大致可分为 4 个阶段‘2 I 。 1 第一阶段，从开始送风到送风比到达1 ．0 水平， 对1 号高炉来说就是风量到50 0 0m 3 ／m i n 水平。这阶 段要经历增加风压到6 0 8 0k P a 、通防爆气体、连通煤 气、继续加风压、定风量、改高压、继续加风加顶压风量 到50 0 0m 3 ／m i n 左右开始喷煤。除了受煤气连通条件 的制约外，视顺行条件加风速度要快一点，每次加风在 3 0 0 ～5 0 0m 3 ／m i n 。此外，一般在风量35 0 0m 3 ／m i n ，改 高压后将铁口打开进行出铁。这一阶段是软熔带及煤 气初步形成关键阶段。 2 第二阶段，送风比1 ．0 ～1 ．3 ，即风量从50 0 0 m 3 ／m i n 到65 0 0m 3 ／m i n 水平。这阶段主要经历加顶 压加风、逐步跟煤、风量到65 0 0m 3 ／m i n 左右视顺行炉 热情况开始富氧；加风节奏较第一阶段要相对慢，每次 加2 0 0 3 0 0m 3 ／r a i n 。 3 第三阶段，送风比1 ．3 到风量回全，每次加风 1 0 0 2 0 0m 3 ／m i n ，直到风量回全。送风比达1 ．3 以上 开始富氧后，若顺行良好可以开始提负荷。 4 第四阶段，风量全到氧量全。这阶段主要经历 加氧跟煤过程。根据控制校正焦比水平及风口状态确 认、实际炉热走势，进行炉热综合平衡；同时，据炉热走 势逐步将氧量回全。 要说明的是，每一阶段的加风速度主要根据炉子 接受风氧量的能力以及现场设备运行情况进行，每次 定修恢复都是不一样的。当班操作者要对每次加风后 压差、下料、煤气利用率及煤气流分布等情况的变化进 行跟踪，综合判断炉子接受风量的能力，同时把握现场 万方数据 2 0 1 2 年0 8 月 刘开华等宝钢l 号高炉休风减矿及复风管理 4 7 5 设备运行情况，以此确定下一次加风的时机。1 号高 炉第7 次定修送风实绩见图2 。 8 。曷零星譬暑粤兽箸暑g 兽是 宰星鉴暑雩g 薯暑埠8 錾暑雩昌兰暑零星 堂皇壹童三三j 耋奎奎奎童耋主主主 签生誊童童童童童E E E 誊 时间 图2l 号高炉第7 次定修复风实绩 2 ．2 送风恢复几个重要参数的控制 理论燃烧温度即T F 值的控制，由于送风后初期 不能喷煤，为了控制T F 值要对送风湿度、温度做相应 调整，保证送风过程中T F 值控制在l9 0 0 23 0 0 ℃ 之间。 对于燃料比水平的控制，要根据炉子所需要的校 正焦比来确剧3 | 。由于复风过程中送风温度、湿度、 煤气利用率、O ／C 水平较平时有很大的变化，同时随 着风氧的增加料速水平不断发生变化；因此在炉热的 控制上，不能简单地去控制燃料比，而因根据实际料速 水平，去控制校正焦比。 I 号高炉操作人员重视对每次定修的复风过程的 控制，并对每次复风过程进行总结分析，复风水平不断 提高，使每次定修休风后恢复顺利，高炉很快过度到正 常生产水平，为高炉稳定高效创造了有利条件。1 号 高炉投产以来主要经济技术指标如表3 。 表3 宝钢l 号高炉投产后主要指标 3 结语 1 合适的休风减矿率是确保高炉复风过程中改 善料柱透气性的需要，是确保炉况恢复过程中炉内热 量充沛稳定的重要手段，是控制复风过程中合理气流 再分布的关键，对炉况恢复进程产生重要影响。 2 送风恢复的关键是根据炉子实际运行状况及 内外部条件的变化，控制好各项操作制度的恢复节奏， 使操业状态平稳的恢复到正常水平。 3 对于总休风减矿率水平的确定，要根据相关条 件的变化加以调整；对一些经验公式的应用，要结合实 际，如果条件发生变化，经验公式也要作相应的调整。 参考文献 [ 1 】朱仁良，陈永明．宝钢高炉操业技术的进步[ J ] ．炼铁，2 0 0 5 9 9 一1 6 ． [ 2 ]张龙来，林成城．大型高炉稳定控制技术探讨[ J ] ．宝钢技术， 2 0 1 1 2 1 5 ． [ 3 ]梁利生．宝钢号高炉高煤比条件下快速复风操作实践[ J ] ．宝钢 技术，2 0 0 5 1 2 1 2 一1 5 ． 万方数据