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宣钢3号2000m3高炉中修开炉达产实践

时间:2020-01-14 05:32来源:河钢宣钢公司炼铁厂 作者:李利杰 点击:
  • 摘要 对宣钢3号高炉中修开炉进行系统总结。在开炉过程中,通过快速调整装料制度、快速降炉温、快速捅风口用风,使3号高炉中修开炉顺利,并实现快速达产达效。

    关键词 高炉 中修 开炉 达产 

    宣钢3号2000m3高炉自2011年6月10日投产以来,第3段、第5段和第9段冷却壁共计有8块冷却壁8根水管相继烧漏;炉皮烧红、跑煤气、变形严重;南北铁口区炭砖温度2015年元月以后升高异常;三座热风炉热风出口温度高,局部出现严重烧红跑风现象。2015年10月16日至2016年3月1日,3号高炉停炉中修,对三座热风炉热风出口进行了彻底修补,更换炉体5段、9段和10段冷却壁,风口组合砖重新砌筑,南北两个铁口区域陶瓷杯拆除后浇筑。

    1 中修主要检修项目

    1.1 炉缸

    南北铁口区域侵蚀比较严重,该区域600mm厚的陶瓷杯被侵蚀减薄至100~200mm。清理掉北铁口区域陶瓷杯后,裸露碳炭砖表面面侵蚀较严重,约有200mm厚度已被氧化,硬度和强度严重不足。北铁口区域陶瓷杯和炭砖之间缝隙大,达到160~200mm(原设计缝隙60mm,用填充料填充),且有明显渗铁现象,见图1和图2。

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    为消除隐患,将铁口区域(以铁口为中心,宽4.0m,风口组合砖以下至陶瓷杯垫之间高约4.8m)陶瓷杯全部清除,对氧化侵蚀炭砖表面进行清理。2016年2月1日至6日,美固美特公司对南北两个铁口进行浇注,浇筑铁口泥套及泥包,铁口深度直接浇筑2.8m,修复铁口区域损坏的炭砖,修复示意图见图3。

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    1.2 炉身

    九、十段位于炉身下部,停炉后进入炉内查看两段冷却壁破损非常严重,尤其九段冷却壁决大部分水管外露、烧损,九段冷却壁上端与十段冷却壁下端呈“抹坡”状损坏。详见图4,图5,图6

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    九段和十段冷却壁部位多处炉皮烧红、变形,甚至开裂跑煤气,此次中修将该部位炉壳进行部分更换。

    1.3 热风炉

    停炉前,三座热风炉热风出口接连出现烧红、跑风现象,造成高炉减风、降风温,甚至休风。2014年2月和9月,利用定修机会,分别对2号和1号、3号热风炉热风出口进行挖补浇筑焊接,效果较好,坚持到高炉中修停炉。高炉停炉后,热风炉凉炉打开人孔,发现三座热风炉热风出口都严重变形,热风出口上方大墙挤压下陷,部分硅砖脱落,见图7,图8。

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    二十二冶对三座热风炉热风出口破损和变形砖全部拆除,下半环重新砌砖,上半环支模具后分两次浇筑,第一次浇筑陶瓷纤维,第二次浇筑刚玉莫来石,浇筑完毕后如图9,图10。

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    2 开炉前准备工作

    2。1 高炉烘炉

    烘炉导管安装:每间隔一个风口安装一个烘炉导管,总计安装13个烘炉导管,烘炉导管管径Ø108mm,按风口单双号交错间隔安装。烘炉导管水平管插入风口小套,导管水平方向长度分为5。0m、3。5m、1。5m,向下竖管长度4。1m,下部竖管采用钢支架支撑固定,烘炉导管之间采用角钢连接加固(图11)。在烘炉导管上面满铺铁板,距炉墙475mm。

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    2016年2月24日13:40~28日16:40,高炉烘炉98h,烘炉节点和烘炉曲线如表1和图12。

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    2.2 试压检漏

    试压检漏是在高炉烘炉过程中进行的,高炉憋压时,炉顶三个放散关闭,重力除尘器250mm放散和400mm放散关闭(试压方案中200mm和400mm放散是处于开状态的,但是考虑到减少放散及胶圈备件,于是决定通过排风阀保持一定开度,保证风机安全工作),干除尘荒煤气进口A阀和净煤气出口B阀关闭(防止高温空气进入箱体烧布袋),排风阀始终保持20%~30%开度。2月25日9:05~10:50,当高炉烘炉300℃恒温时进行第一次试压检漏,风压最高220kPa,顶压最高217kPa,发现75处跑风点,14:48~16:00休风补焊,2月26日8:33~12:07休风补焊漏点;14:30~16:15,高炉烘炉500℃恒温时进行第二次试压检漏,风压最高220kPa,顶压最高217kPa,发现42处跑风点,16:15~17:30休风补焊漏点,27日和28日又进行第三和第四次试压检漏,28日16:40烘炉结束进入凉炉阶段。

    2.3 炉体灌浆

    2月26日至28日,分别给风口带(第五段)和第九、十段灌浆,灌浆料为高铝质料加结合剂(比例2:1)。第五段灌浆4.5t,九段和十段共计灌浆15 t。

    2.4 炉内装木材

    此次3号高炉采用1/2填柴法开炉,木材150m3,180mm×180mm见方, 其中长度为1.5m、2.0m、3.0m,3.0m要大于20m3。风口中心线以下装木材,在炉缸中心堆尖,在炉缸边缘竖排木材,以保护风口组合砖。

    2。5 开炉料

    采用炉缸风口中心线以下填充枕木,从下往上依次是净焦、空焦和负荷料。正常料结构:烧结矿75%+球团矿17%+萤石1.0t+硅石1.0t+锰矿1.0t。焦批12.2t(干熄焦),正常料矿批28t,每批空焦加3.0t白云石。

    开炉料主要参数设定:全炉焦比2.8t,正常料焦比0.75t/t,全炉炉渣碱度0.90,全炉压缩率取平均值15%,开炉料铁量390t,渣铁比771kg/t。

    开炉料:净焦34批,空焦30批,正常负荷料24批。

    净焦34批填充至炉身下部,为避免净焦在装料过程中直接撞击炉墙,装料过程中采用单环布料模式,净焦布料角度为20°。随着料线上移,空焦采用多环布料;正常负荷料料线大于10m单环布料,料线小于10m,则采用多环布料,且档位随着料线上移逐步增加。开炉料装料角度及料线对应见表1。

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    2.6 送风风口及送风面积选择

    21个120mm及6个110mm风口,全开风口面积0.2945m2,堵4#、6#、8#、18#、20#、22#、27#7个风口,送风面积∑S=0.2190m2,见图13。

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    2.7 出铁口准备

    2.7.1北铁口煤气喷吹管路的安装

    (1)北铁口整体浇注时铁口孔道预埋用Φ76×6mm无缝钢管,铁口角度9°。

    (2)从铁口由外向内打入Φ65×6mm无缝钢管,末端与炉内环管勾通(环管为原烘炉使用环管),钢管伸出炉外1m~1.5m,做为铁口煤气导出管。

    2。7。2南铁口鼓风管的安装

    本铁口作为出铁口,出铁时手动关闭冷风截门,铁水自动流出,送风时该铁口通压缩冷风(压力≥0.6kPa)。

    (1)从炉外沿铁口孔道中心线打入Φ65×5mm无缝钢管,钢管必须和铁口孔道紧密结合;炉内部分伸入到炉缸清理面,炉外部分长度标准为伸出铁口护板1.5m,末端加装DN65球阀;炉外铁口管和炉皮之间用角钢焊接加固。

    (2)铁口管路前端的球阀焊接加长扳手(>500mm),扳手末端开孔连接拉绳,可实现远距离球阀开关操作。

    (3)伸出铁口泥套前端500mm的铁口管路上开孔,焊接一路2m长Φ65×5mm无缝钢管,末端打盲板;管路中间位置安装压力表;压力表与盲端之间焊接两路2寸管,分别安装DN50球阀,末端焊接快速接头,两路管路一用一备。

    (4)2寸管分别通过2根金属软管与气包连接,气包出口安装DN50球阀。

    安装示意图如图14。

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    3 开炉操作

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    3。1 送风

    3月逐日产量见图15。

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    经过对各系统多次检查确认无误,确定高炉具备点火送风条件后,于2016年3月1日21:16点火送风,定风压80kPa,风量1000m3/min,混风全关。至22:00各送风风口相继明亮用风量至1600m³/min。22:20铁口开始喷吹。23:00用风量至1900m³/min。

    由于木材填充密集,加之水份高,木材得不到充分燃烧,下部没有空间,风压明显升高,料尺长时间不动,炉内于23:50减风至1200m3/min。3月2日0:50排风坐料,但效果不好,风量明显萎缩。1:20和1:52再次排风坐料,风量继续萎缩,由于连续排风坐料,炉内整体料柱闷死,顶温25℃左右没有上行趋势,风量吹不透中心,说明风量基本全部从北铁口煤气导管吹出。炉内尽量用风维持风量在800m³/min,逐步燃烧下部焦炭与木材。

    为尽快烧尽木材,炉内于7:00始强行用风至至1000 m³/min ,风压220kPa。至11:17排风坐料,崩料4。85m/7。08m。并堵北铁口,保证风量利用率。 

    崩料说明下部木材已基本燃烧完毕,下部全为焦炭后,料柱透气性明显改善,至13:00炉内用风量至1900 m³/min,顶温上行至135℃。加速焦炭燃烧,加快炉内恢复进度。并调整上部装料制度,改为中心加焦的方式上引风量。

    3.2 引送煤气

    14:15引送煤气,顶压40kPa,定风量1800 m³/min,但由于整体料柱发闷,吹不透中心,料尺仍不动。期间16:00、19:20出现两次崩料,料线分别为4m/8m、3m/6m。

    由于长时间料尺不动,炉内透气性走差,风量逐步萎缩至1200 m³/min,炉内于21:30炉内排风坐料,崩料3m/5m。此次崩料后,效果较明显。21:58~22:38炉顶翻花三次,说明上部气流在形成通路,透气性指数由63上升至154,炉内逐步用风,至22:55料动。炉内定风量至2200m³/min划线。伴随压量关系走稳,炉内在补料线的基础上,逐步加重焦炭负荷。,

    3.3出第一次铁

    3日1:58打开南铁口出第一次铁,历时27min,铁量约为35t,下渣10min。铁样分析为:[Si]5。40%,[Mn]1。08%,[P]0。196%,[S]0。010%,[Ti]0。24%。渣样分析为:(SiO2)30。13%、(CaO)38。32%、(Al2O3)17。11%、(TiO2)0。73%、(MgO)9。98%、(S)1。25%、(FeO)0。57%、R21。27倍。考虑炉温对炉渣碱度的影响,实际炉渣二元碱度与理论计算相符,其它炉渣成分与理论计算偏差不大。

    4  开炉实践

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    开炉后装法采用 ,料线1。5m。开炉点火后,由于长期料不动,中心气流不通畅以及顶温低,炉内短期将内环焦角30°改为18°,通过中心注焦的方式改善透气性,上引风量,加速焦炭燃烧,促动料动。2日22:55料动后炉内开始逐步扩矿批重焦炭负荷,捅风口,上引风量,同时取消中心注焦,提高煤气利用。3日起加大力度扩矿批和加重焦炭负荷的力度,矿批由28t扩至43t,焦比降低260kg∕t;8日矿批扩至54t,焦比降至390kg∕t。随着不断扩矿批和加重焦炭负荷,煤气利用稳步提高。

    3号高炉开炉初期主要技术经济指标见表2。

    3.1产量逐步提高

    3月逐日产量见图15。

    3月7日产量突破4000t,圆满实现五天达产目标。13日产量达到4600t以上,13日至30日平均日产4730.05t。

    3.2 焦比和燃料比逐步下降

    3月逐日焦比和燃料比见图16。

    开炉后焦比和燃料比降低幅度大,7日燃料比降至560kg∕t以下,9日焦比降至400kg ∕t以下。中旬平均焦比和燃料比分别为370kg∕t和538kg∕t,下旬平均焦比和燃料比分别为358kg∕t和530kg∕t。

    3.3 煤气利用得以提高

    3月逐日煤气CO2见图17。

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    8日煤气CO2升高至19。0%以上,中旬和下旬其平均值均在19。5%以上。

    3。4开炉前期每天风压、风量等平均情况见表3

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    3。5开炉期间开风口用风情况见表4

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    3.6开炉期间出渣出铁情况见表5

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    5  经验与教训

    5.1成功之处

    (1) 开炉的各种相关方案详细周全,并且在开炉过程中严格执行,遇到的问题得到妥善解决。

    (2)开炉前的准备工作做的比较充分,此次开炉前的准备工作到位,特别是炉缸清理比较到位,为安全顺利开炉创造了条件。另外,南北铁口修补效果明显,一是铁口区域不再窜煤气;二是铁口深度易保证。设备多次联动试车,系统多次试压检漏,保证了开炉后设备正常运行,没有因外围事故而休风,为按期达产提供了外围保证。

    (3)开炉配料计算合理,各料段安排合理,渣铁流动性良好,为加风、开风口创造了条件。同时减轻了炉前劳动强度。

    (4)后续恢复过程中稳妥的采取强化措施,保证了炉况平稳的过渡,同时在强化炉况的过程中大力度降焦比,提高煤气利用,降低燃耗,为生铁成本的降低奠定基础

    5.2 教训

    (1)开炉初期由于下部炉料(木材、净焦)燃烧较慢,上部炉料没有足够的下降空间,造成料动时间较晚,延缓了炉况发展进度,所以后续类似开炉可考虑适当提高炉缸所填木材的孔隙度,加快下部炉料的燃烧速度,使料尺尽快动作。

    (2)此次开炉采用矿、焦同角的装料制度,从效果上看有所欠佳。分析认为可采用适当抑制边缘,保证中心气流的制度,使炉内尽快建立起主气流,在确保炉况稳定顺行的基础上,在进一步调整操作制度,提高煤气利用率、降低焦比,实现较快达产达效的目标。

    (3)3月8日连续出现了3炉次的低铁温,炉内采取措施提热,一定程度上影响了高炉强化进程,故在今后开炉过程中一定要树立铁温必保的“红线”意识,防止炉况出现大幅波动。

    (4)此次开炉采用南铁口向炉内鼓风,北铁口空吹的方式,出第一炉铁时停止南铁口鼓风后铁水顺利流出。不足之处是打开第一炉铁时间偏早,出铁出渣时间短,量少,炉温高,炉渣碱度高,渣铁流动性差,不仅增加了炉前工作强度,而且最主要的是给炉缸腾出的空间小,造成炉内下料少,高炉温高碱度持续时间延长,炉内憋风现象明显,严重影响高炉开炉达产达效进程。

    (5)出现三炉次高硫废铁。

    6  结语

    宣钢3号高炉中修开炉,通过快速调整装料制度、快速降炉温、快速捅风口用风,使3号高炉中修开炉顺利,并实现快速达产达效。当然也存在一些教训,需要认真吸取,加以改进。

    7  致谢

    4号高炉开炉后得到炼铁专家常久柱的指导,在此表示感谢!

    (责任编辑:zgltw)
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