本钢1号高炉停炉空料线操作实践

本钢1号高炉停炉空料线操作实践 黄绍钢 （本钢集团第一炼铁厂） 摘  要    本钢380m3高炉冷却壁破损严重,炉缸2段2号水温差最高升到4.2℃，长期堵14号风口操作，为了 安全生产 安全生产管理档案一煤矿调度员先进事迹安全生产副经理安全生产责任最近电力安全生产事故安全生产费用投入台账 ，经公司研究决定大修。通过调整炉况、预休风及准备休风料作了大量前期准备工作，降料线过程中，合理控制各项参数，保持炉况稳定顺行。料线6.88m前煤气回收，耗时11h52min料线顺利降至规定位置。 关 键 词    高炉  停炉  空料线 本钢1号高炉（380m3），于1996年1月投产，钟式炉顶，炉体一至三段为光面冷却壁常压水冷却，四至10段为镶砖冷却壁气化冷却，炉身上部为无冷区。在大富氧、大喷煤强化冶炼下到2005年12月已破损26块冷却壁，且炉缸二段水温差高不稳定，多次超标，最高达到4.2℃，被迫紧急休风凉炉三次，严重危胁到了高炉的安全生产，制约了高炉指标改善和经济炼铁。经研究于2005年12月停炉大修更换冷却壁，重砌炉底与炉缸，12月9日16：04开始降料线，12月10日3：56高炉安全顺利停炉，共用时11小时52分钟。料面安全降到风口中心线以下，达到预期要求。 1  降料线前期准备工作 1.1 停炉前一周炉况调整 11月份后由于铁口两侧炉缸水温差升高，堵1#、14#风口，进风面积为0.119m2。为了停炉后炉墙光滑方便清理，12月4日料制由4KKJJ+JJKK变为3KKJJ+2JJKK适当发展边缘清洗炉墙。12月7日21：15拥开1#风口，并去掉块矿，采用22.55%的球团+77.45%烧结矿的全熟料炉料结构。矿批9.4t,焦批2.77 t,负荷3.4。12月8日早8：00负荷调为2.8。12月9日预休风期间拥开14号风口。休风前两天控制[Si]0.7%-1.0%，为保炼钢生产稳定，控制硫磺，炉渣碱度控制稍高1.06-1.10倍。 1.2 预休风前准备工作 2005年12月9号10：22进行6h的短期休风，基本项目如下。 (1)全面检查风口各套，发现漏水要及时更换，送风时风口全开；风口平台四个方向各备一套水源和两套打水管，以备紧急时风口外喷水。 (2)安装三根炉顶打水管，提前试好打水枪，控制好水压大于0.7Mpa，保证足够的水压达到雾化效果。 (3)在出铁场平台高压喷水管连接好。 (4)检查调压阀组，确保灵活好用,拆除炉顶放散阀。 (5)校对炉顶四根电偶（插入深度一致），校对炉顶温度和炉顶压力表，确保温度，压力准确可靠。 (6)更换探尺，确保两探尺准确探到16m。 (7)安装两路煤气取样管（一用一备），并用钢管从炉顶上升管引到高炉值班室门口，以方便取样分析，判断煤气、氢气及氧量，根据氢气及氧量及时控制打水用量确保安全停炉。 (8)对炉体两处重要部位补焊加固。一是炉缸以上部位开裂处；二是炉前烧掉1段10#、11#放残铁处的冷却壁，取出冷却壁后加固炉皮防止此处强度不足。 (9)送风前对全体人员再进行一次安全教育。重点是煤气区域，炉前区域杜绝集中人群。 1.3 休风料安排 2005年12月9日夜班0：00高炉开始装休风料，休风料分为正常料和盖面焦两部分。①料制3KKJJ+2JJKK，矿批7.2t，焦批3.6t，负荷2.0。②4：00后停止负荷料，加盖面焦32.4t，两车一放控制顶温，9批料放完。5：00料线控制2m左右，6：00料线控制3m左右，7：00料线降到4m，10：30左右料线降到约6.5m。③要求[Si]1.0-1.3%，碱度＝1.03-1.07,铁水温度1480℃以上。正常料干焦比830kg/t，休风料中不加小焦丁。 2  停炉降料线操作 本次停炉在料面7m前回收煤气，7m以下降料面不回收煤气法，依据煤气成分变化和探尺数据综合判断料面位置。 2.1 12月9日16:04开始送风降料面，初始复风风量452m3/min,风温738℃,炉喉和除尘器通蒸汽，放散煤气，起始料线6.88m。17：00顶温升到410℃开始打水，送风后风量逐步提高，16：44风量达1000 m3/min,料线6.96m，压差64kpa，风温956℃,后风量压差均下降。17:49小爆振一次，顶压0.004 Mpa上升到0.026Mpa，风量由1045m3/min减到841m3/min,爆振时南放散着火，减风后熄灭。18：38北尺降到9m,风量809m3/min，风压0.035Mpa，顶压为0.003Mpa。19：00开始每半小时打水7-8次，顶温为390℃打水，380℃关水。19：59风量由816m3/min减至771m3/min，风压0.035Mpa减到0.031Mpa。20：23风量771m3/min减到750m3/min，风压0.031Mpa减到0.028Mpa。20：41料线南尺11m,北尺10.41m。21：06风量750m3/min减到700m3/min，风压0.028Mpa减到0.024Mpa。2：00料线降到14.27m，由于顶温上升快风温降到700℃。9日3：56整个降料面工作结束，耗时11h52min，共计1次小爆震，实现了安全、顺行、停炉。 表1 本钢380m3高炉空料线停炉控制参数 时间 风量 风温 热风压力 顶压 炉顶温度 炉号 料线   m3/min ℃ Kpa Kpa ℃ 1 南m 北m 16:04 371 738 5 0 229 2 6.88 6.78 16:35 835 920 39 0 322 2 6.96   17:05 1022 956 66 2 362 2   7.68 17:34 1075 959 65 2 406 1、2   8.17 18:07 841 852 38 2 346 2   8.55 18:38 809 939 35 2 389 2   9 19:07 828 914 34 2 404 2   9.35 19:37 820 881 31 2 405 2   9.8 20:10 776 871 31 2 356 3   10.15 20:41 753 867 28 2 374 3   10.41 21:20 704 884 23 2 380 3   11.23 22:01 716 891 23 2 393 3   12 22:36 708 886 23 2 378 3   12.17 23:10 709 864 22 2 400 3   12.47 23:50 658 828 21 2 370 3   12.72 0:23 648 816 18 2 365 3   13.67 1:04 660 793 17 1 402 3   13.88 1:05 658 787 16 1 391 3   14.2 2:03 587 711 10 1 406 3   14.27 2:25 482 683 8 1 350 3   14.38 2:47 313 687 2 1 388 3   14.32 3:18 311 678 2 1 339 3   14.88 3:56 311 678 2 1 380 3                       表2  停煤气成分分析 综合煤气分析 时间 CO2 CO CH4 N2 H2 O2 16:30 2 34.4 0.4 61.4 1.2 0.6 17:00 2.4 34.8 0.6 60.6 1.2 0.4 17:30 3 33.8 0.6 50.8 11.2 0.6 18:00 2.4 35.2 0.6 58.2 3.2 0.4 18:30 3 33.6 0.6 59.2 2.8 0.4 19:00 3 33.8 0.4 59.1 3.1 0.6 19:15 3 1.8 0.4 60.3 3.5 1 19:30 3.4 34.2 0.6 57.3 4.1 0.4 19:45 2.6 33.4 0.6 59 4 0.4 20:00 3.4 33 0.4 58 4.8 0.4 20:15 4 32.2 0.4 58.2 4.8 0.4 20:30 3.2 31.6 0.4 57.5 6.5 0.8 20:45 3.6 3 0.4 57.4 5.2 0.4 21:00 2.8 32.6 0.6 52.9 10.3 0.6 21:15 3.2 32.6 0.6 57.2 5.6 0.8 21:30 3.8 32.6 0.4 58.2 4.8 0.2 21:45 3.4 32 0.4 59.9 3.7 0.6 22:00 2.6 33.6 0.4 59.4 3.6 0.4 22:15 3.6 32.6 0.6 59 4 0.2 22:30 4 32 0.6 59.1 3.9 0.4 22:45 3.4 33.2 0.6 57.1 5.3 0.4 23:00 3.6 32 0.4 57.1 6.7 0.2 23:15 3.6 32 0.6 57.5 5.9 0.4 23:30 3.6 31.2 0.4 58.3 6.1 0.4 23:45 3.6 31.8 0.8 59.9 4.3 0.2 0:00 3 30.6 0.8 54.7 10.5 0.4 0:15 2.4 31.2 0.4 58.5 6.1 0.4 0:30 3.8 28.4 1 61.8 4.4 0.6 0:45 3.2 28.8 1 59.8 6.4 0.8 1:00 2.8 32 0.8 59.5 4.7 0.2 1:15 3.6 30 1.4 55.6 9.2 0.2 1:30 3.4 30.4 1 56.2 8.8 0.2 1:45 3.8 29.8 1.4 50.8 11.6 0.2               2.2炉顶温度与氢气变化 炉顶温度与炉顶氢气含量变化图 在这次停炉打水过程中，H2波动了三次，其中第一次最高上到11.2，主要是打水控制不好，炉顶温度降低太多，造成了小爆振一次。其余两次也是因为炉顶温度低于360℃，造成21：00炉顶H2最高上升到10.3，0：00炉顶 H2最高上升到10.5。从上图可以看出炉顶温度控制在380℃-450℃之间炉顶煤气中H2最稳定最安全。 2.3 出铁出渣 本次降料面过程共出铁2次，第一次出铁时间21：00开口，21：56堵口，出铁量35t，铁水温度1370℃，铁口稍喷堵口。第二次出铁2：19开始钻口，2：38打开残铁口并堵铁口，出铁量约10t。2：38-3：56出残铁四罐约150t，一罐渣约25t，3：56休风。 表三停炉渣铁成分 铁次 Si S Al2O3 MgO R 铁水温度 1 2.59 0.038 14.65 8.48 1.11 1490 2 1.13 0.061 15.13 8.8 1.23 1482               2.4 停炉后炉体状况 高炉停炉后，拆卸全部直吹管和风口小套，观察到炉缸中碎焦形成0.8m高的中心焦柱，边缘焦炭降到风口中心线，此次空料线停炉效果较好，达到了预期要求。停炉现场结果是风口组合砖侵蚀严重，炉缸2段2号冷却壁被烧坏，铁口环下侧渣铁渗入到冷却壁内，刚接触到冷却壁内的冷却管，铁块大小如下图片蓝色方框标长为300mm,宽为30mm。导致此部位水温差即2段2#频繁上升及最高上升到4.2℃的主要原因。由于1#、14#风口堵，炉墙有高1.6m，宽1m，厚100mm粘结物，其它部位光滑无粘结物。 铁口冷却壁侵蚀图片 3  经验 3.1 风量控制 此次操作炉身上部风量为全风的95%操作，炉身中下部风量为全风的70%，炉腰部位风量为全风的60%，炉腹部位风量约为全风的50%。降料面过程中，掌握料线深度与风量的关系。减风原则：一是随料面的降低，煤气温度上升，喷水量加大，气体增加当H2含量快速上升时及时减少风量，控制好炉顶温度波动范围380℃-450℃。二是当风量自动加大时，要逐渐减小风量防止出现管道。 3.2 顶温及打水量的控制 降料面过程中，顶温的控制采用炉顶高压打水管打水，控制风量及退风温相结合的方式进行。总体控制比较稳定。降料面过程中采取间断打水法，根据炉顶温度415℃度时打水400℃时关水，严格控制打水量，均匀打水并使水雾化，使水在高炉上部迅速变成蒸气排出炉外，既可降低顶温，又可防止水柱与高温料面红焦反应生成大量H2，杜绝大的爆震。由于 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 特点具有0.8kg的高压水，这次打水是从炉喉处接了3根打水管，没有装流量计，控制炉顶温度在380℃-420℃。 3.3 煤气成分和料面深度 此次停炉采用了料尺观察料面深度。机械探尺深度有16m，风口中心线离料线零位15.1m，这次用探尺测料面非常准确。10日21：00左右，CO2分析值2.8%，出现拐点，机械探尺探测深度为11.4m，刚好处在高炉炉腰位置。22：10 CO2分析值为2.6%，再次出现拐点，料线测为12m,刚到炉腹位置。2:10左右观测风口，探测料线深度14.8m,发现风口发暗，并拌有挂渣现象，料面已经到达风口上沿。随着料面的继续降低，通过风口可以观察到风口发黑，个别风口能看见全黑现象，此次停风料线降到14.8m。不足之处是风温降低太多，导致风口前脱落物不能顺利融化。 3.4 盖面焦 能够使料面能够形成一个相对较厚的焦炭层，一是防止打水直接接触到烧结矿致使炉料粉化改善料柱透气性，减轻炉墙摩擦力，减少了滑尺现象。二是在料面降到风口区之前，全部含铁炉料和部分落下的渣皮能被更好的熔化和还原，操持炉缸充足的温度，有利于渣铁分离，为停炉后清理炉缸工作创造条件。本次降料面加盖面焦共32.4t（炉缸体积的82%），停风后看，炉墙渣皮清除较干净，中心比边缘焦稍高，减少了后期扒炉的劳动量。 4  结语 (1)停炉前采取发展边缘气流清洗炉墙规整炉型，确保炉况稳定顺行，减轻停炉后炉墙清理工作。 (2)预休风阶段打水管的安装，喷水孔方向要向上，因为将直接影响到喷水的雾化效果。