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柳鋼高爐近期爐況出現管道行程的原因及處理
發表時間:[2013-10-31]  作者:黃顯昌  編輯錄入:admin  點擊數:5119

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柳鋼高爐近期爐況出現管道行程的原因及處理

黃顯昌

摘  要對柳鋼高爐近期多次出現管道行程的原因進行了分析,通過對比3號和5號高爐的爐況恢復過程,總結出了應對管道行程,避免爐況惡化,快速恢復爐況的有效措施。

  高爐管道原因措施

概述

柳鋼3號和5號高爐有效爐容分別為2000m3和1500m3,采用PW串罐式無料鐘爐頂和皮帶上料。爐缸采用國產大炭塊和陶瓷杯技術,1~5層為光面冷卻壁,3號爐8層~15層采用銅冷卻板,5號爐6層~10層采用薄壁爐襯技術,布置東西兩個出鐵口,3號爐采用明特法渣處理系統,5號爐采用嘉恒法渣處理系統。受原燃料質量波動和外圍因素以及自身操作控制影響兩座高爐相繼發生大管道,并進一步發展為爐涼。由于操作思路不同各爐取得的恢復效果也有差別,后經過加入大量凈焦提高爐缸熱量,促進初始煤氣流重新合理分布,大幅度調整裝料制度,放開邊緣,疏導中心氣流,減輕焦炭負荷,控制合理風量等措施,爐況得到恢復。

爐況變化過程

2.1 3號爐爐況變化

2月24日中班3號爐因二焦干熄焦故障改用水熄焦,由于干焦供應不足而增加混焦用量,爐溫下行,高爐相應減輕焦炭負荷。25日夜、白班鐵水物理熱平均1488℃,[S]持續偏高在0.04%以上,雖然燒結比提高了4%,但抽查白班有兩爐鐵水[S] >0.070% 出格。白班工長采取減風提溫措施但效果不明顯,負荷已經分次減輕0.24,白班后期出現軟水溫差波動大,爐溫加劇下行,25日中班接班后在走料正常的情況下16:45出現大管道并隨之塌料,頂溫急劇上升到1260℃,爐頂設備和干法除塵系統有被燒壞的危險,高爐被迫立即放風,爐內連續壓料頂溫才得以控制。但隨后高爐的恢復很困難,爐缸持續向涼,中班[Si]平均0.36%,鐵水溫度平均1415℃,氣流紊亂甚至沒有氣流,多次出現懸料,爐況已處于失常狀態。

2.5號爐爐況的變化

3月1日白班到中班11:00~18:45由于罐緊張休風待罐,21:10~21:50由于主5段皮帶故障無法上料再次休風。休風前[Si]0.39%,鐵水溫度1492℃,復風后出四爐鐵水溫度都低于1480℃,為提高煤氣利用率,裝料制度由P372353332311292311 K363342322302281241281整體提高1°,1:30白班休風料反應,風壓上升到0.348MPa,透氣性大幅下降,出現懸料,1:45采取卸頂壓坐料,料塌后1:47突然出現大管道,頂溫急劇上升到1100℃,工長立即放風到風壓0.232 MPa保護爐頂設備,但爐頂氣流紊亂,風壓放到0.135 MPa時風口出現涌渣立即回風到0.277 MPa,檢查發現靠西面的風口有渣涌出,吹管后端被罐,尚能進風。于是決定繼續恢復爐況。

3 原因分析

3.1 原料的影響

3號爐由于事前焦化干熄焦故障水熄焦用量增加,入爐焦炭水分增加,工長了解不夠,更由于干熄焦比水熄焦熱強度高4~5%,入爐焦比會增加但工長沒有意識到持續增加混焦用量會對爐溫和爐況順行產生長期的影響。

表1 爐況失常期間原燃料質量對比,平均值

時間  焦炭熱強度,%  焦炭反應性,%  燒結礦品位,%  燒結礦FeO%  燒結礦R2

10~23日       64.73        25.44         54.63       8.21       1.95

24~32日    54.85        32.21        53.96        8.07       1.90

3.2 爐況

3號爐25日白班后期開始出現軟水溫差大幅度頻繁波動這一爐況異常波動的前兆。5號爐由于3月1日白班和中班兩次休風將近9個小時,休風前爐溫控制太低,復風后休風料反應爐缸熱制度波動大與上部調節的連鎖反應而出現懸料的爐況失常前兆。

3.3 操作

3.3.1 爐溫控制不夠

在這兩起事故中爐況失常前生鐵[Si]都相同的處于下限,鐵水物理熱更是嚴重低于控制值。3號爐從25日夜班開始鐵水物理熱一直長期處于下限,鐵水[S]一直處于上限,脫硫能力已不足,爐缸工作狀況已被破壞。5號爐從3月1日中班復風后[Si]也一直處于下限,鐵水物理熱1472℃~1436℃。對此工長沒有充分認識到危害和大高爐操作的慣性,任其發展下去沒有糾正爐況發展方向,錯過了挽救爐況失常的最佳時機。

3.3.2 爐長操作理念不成熟,攻防轉換節奏沒有靈活掌控。3號爐在混焦用量持續增加的情況下沒有意識到對爐況的危害,料速超出控制范圍,沒有做出退守措施。5號爐也是在原燃料質量明顯下滑的情況下對非計劃性臨時休風的監控不到位,過于樂觀的判斷爐況恢復不存在不利因素,最終導致爐況失常。

4 處理過程

發生大管道是爐況失常的征兆,嚴重會燒壞爐頂設備和干法除塵布袋箱體及各閥門。管道發生后大量煤氣沒有與礦石充分接觸進行熱交換和間接還原反應,直接從爐缸煤氣產生的最高溫度區域到達爐頂,管道發生時都伴有懸料、塌料,這些冷料進入爐缸吸走大量的熱量,使爐缸工作狀況惡化導致爐涼。因此處理大管道首先是提高爐缸熱量,使渣鐵流動性提高能順利排出,增加爐缸空間從而使爐缸工作均勻活躍。管道產生懸料、塌料后爐內氣流通道已完全被打亂,料面氣流呈現紊亂,甚至氣流通道完全被堵塞,風壓嚴重偏離正常值出現惡性懸料,因此尋找穩定的煤氣流重新合理分布是處理大管道的必要手段。此外,在大管道出現的一瞬間爐頂溫度迅速飆升嚴重超出控制范圍,工長必須第一時間進行放風到有效風量確保爐頂設備安全,動作要快但不能過猛以免引起塌料后灌渣,待回風后視條件變化進行徹底坐料,使煤氣流重新分布,避免事故嚴重擴大化。

4.1 3號爐恢復

3號爐25日中班初期出現大管道后負荷由正常時的4.52退至3.82,批重由47t縮至45t,直到班末負荷退至3.28,批重40 t,起初間隔加入凈焦共3批,之后慢風恢復,到班末加入凈焦8批,26日夜班爐溫提不起加凈焦11批,班末又加入3批,負荷退到3.0,批重縮至35 t,裝料制度由失常前的P402382362332361381 K424392362321271321 礦焦角整體退2°,26日白班和中班恢復不順,風加到一定程度后風壓風量不適應,懸料、塌料頻繁,白班后期渣鐵熱量才好轉,白班加入凈焦共12批,裝料制度直至采用P352332313282311 K374342312271221271 爐況才逐步順行,疏導出氣流,班末開始加循環焦保證熱量和穩定氣流,15批正常料加入2批凈焦,27日休風處理1#小套和53#銅冷卻板后復風,保持一個班順行穩定后擴批重至39t,裝料制度礦焦角整體加1°,負荷3.24,28日渣鐵熱量好,爐缸熱量充足,表明爐缸工作狀況逐步活躍。視壓量關系穩定 ,料走順暢,礦批重擴至45t,裝料制度礦焦角整體加1°,3月1日爐況繼續保持順行,裝料制度P372352332302331351 K394362332291241291 ,礦批重46t,負荷4.22,至此爐況恢復基本正常,氣流相對穩定,下料正常。 

4.2 5號爐恢復

5#爐3月2日發生大管道后恢復時批重即由36t縮至27t,裝料制度由P382363342321302321 K373352332312291251291改為P353332312292271291311 K35333231229227123127,集中加入凈焦共約13批并加入4批正常料中和爐渣確保堿度合格便于加風恢復,負荷由4.3退至3.0,到白班初發現氣流還是疏導不出來,壓量關系不對稱,難加風,于是決定加大疏松邊緣氣流,裝料制度改為P302282262242 K32328326224,采用循環焦保證熱量和穩定氣流,10批正常料加2批凈焦,中班渣鐵熱量好轉,循環焦減少1批,負荷3.5,整個中班裝料制度基本以2度為一個調節量到班末調整為P352332312291271 K372352332312292152 ,到3日爐況基本恢復正常,氣流相對穩定,下料正常。

表2   恢復過程參數

時間       風量    焦比   煤比   風溫    Si   鐵水溫度   平均班產

           萬m3/h   kg/tFe  kg/tFe  ℃     %     ℃           t

3號爐

2月25日白班       21.93    538    182    1159   0.46   1490      1283

2月25日中班       17.07    566    211    1157   0.40   1415      985

2月26日夜、白班   15.68    559    0      1055   0.37   1459      611

2月26日中班       20.03    566    0      959    1.92   1518      990

2月27日           22.09    642    87     1009   1.51   1519      892

2月28日           24.43    564    125    1055   1.11   1525      1373

3月1日            23.51    526    156    1134   0.79   1520      1567

5號爐

3月1日夜班        19.60    525    166    1206   0.52   1518      1250 

3月1日白班        6.72     197    147    452    0.41   1515      484

3月1日中班        12.76    338    181    694    0.47   1460      446

3月2日夜班        14.66    683    104    1150   0.43   1420      1000

3月2日白、中班    17.99    559    30     958    1.72   1511      650

3月3日            20.64    502    111    1029   0.68   1525      1231

結語

發生大管道時容易損壞爐頂和其他設備,爐況惡化容易發展成爐涼,加夠焦炭保證爐缸熱量充足和礦焦角退守及時到位疏導出穩定的氣流才能快速恢復爐況。

(1)原燃料條件變化和非計劃性臨時休風等異常變化對爐況都會產生影響,一定要引起足夠的重視,退守要及時到位,采取相應的必要的措施而不能掉以輕心才能使爐況長期穩定順行。

(2)爐溫,尤其是鐵水物理熱是保證爐況順行的基礎,不同的爐況發展趨勢要有不同的爐溫要求來確保渣鐵熱量和氣流穩定。

(3)出現懸料時要按規程處理,否則會增加爐況恢復的難度和風險。

(4)發生管道時爐頂溫度會迅速飆升超出頂溫控制范圍,因此要第一時間放風。

(5)集中加入一個爐缸容積的焦炭和采用循環焦能有效提高爐缸熱量,穩定煤氣流,同時上部大幅度降低礦焦角度,較易于疏導出與下部相適應的煤氣流分布,加快處理爐涼的進程。

(6)為確保爐況恢復過程順利,避免出現反復,要看爐缸狀態采用合適的風量和有控制的降[Si],使渣鐵能順利及時排出爐缸。

(注:冶金之家原創文章請勿轉載!)

 

 

 

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