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高炉生产过程中的操作管理技术

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高炉生产过程中的操作管理技术

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技术文摘
2019/03/22 11:00
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高炉长寿是降低成本,提高生产率的关键。高炉的炉体、炉缸和炉底破损,影响了高炉使用寿命和冶炼强化程度。尤其是炉役后期,炉墻变薄、漏水、漏气现象增多,应采用必要的检测手段,即便预报高炉各部位的冷却水温差和热流强度的变化情况并及时采取相应措施,对稳定高炉生产,保证高炉安全生产,延长高炉使用寿命具有实际意义.高炉冷却水进出水温的变化,能够间接反映出高炉炉内的物料和冶炼状况,也是计算高炉炉壁热负荷能力的重要参数。通过在线实时监测水温差的变化,可检测到高炉冷却壁的使用状态,及时对冷却壁进行维护,可提高高炉的使用寿命、减少高炉炉缸事故的发生。通过对温度曲线、热流强度趋

势的分析,为高炉冶炼顺行提供保障,最终提高炼铁高炉利用系数,降低能耗,提高产量,提高高炉使用寿命。

三、高炉炉料精料,高炉操作

3.1、高炉炉料精料

高炉炼铁的操作方针是以精料为基础。精料技术水平对高炉炼铁生产的影响率在70%左右,设备的影响率在10%左右,高炉操作技术的影响率在10%左右,综合管理水平彩响率约5%,外界因素影响率约5%。虽然对设备的影响率只有10%左右,但是对高炉的寿命影响还是很大的。

高炉精料技术包括:"高、熟、净、小、均、稳、少、好”八字方针。

“高”

是入炉矿石含铁品味要高:烧结,球团,焦炭的转鼓强度要高;烧结矿的碱度要高(一般在1.8-2.0)。入炉矿品位要高时精料技术的核心。入炉矿品位每提高1%,高炉燃料比会卞降1.5%,高炉产量提高2.5%,吨铁渣量减少30kg,允许高炉增加喷吹煤粉15kg。

“熟”

是高炉入炉原料中熟料比要高。熟料是指烧结矿、球团矿。随着高炉炼铁生产技术的不断进步,现在已经不十分强调熟料比要很高。有些企业已有20%左右的高品位天然块矿入炉。

“净”

是指入炉原燃料中<5mm粒度要低于总量的5%。

“小”

是指入炉料的粒度应偏小。高炉炼铁的生产实践表明,最佳强度的粒度是:烧结25-40mm,焦炭为20-40mm,易还原的赤铁矿和褐铁矿粒度在8-20mm对于中小型高炉原燃料的粒度还允许再小一点。

“均”

是指高炉入炉料的料度要均匀。不同粒度的炉料分级入炉,可以减少炉料的填充性和提高炉料的透气性,会游结焦提高产量的效果。

“稳”

是指入炉原燃料的化学成分和物理性能要稳定,波动范围要小。目前,我国高炉炼铁入炉原料的性能不稳定是影响高炉正常生产的主要因素,保证原料场的合理储存量(保证配料矿比例不大变动)和混匀料场是提高炉料成分稳定的有效于段。

“少”

是指铁矿石,焦炭中含有有害杂质要少,特别是对S、P的含量要严格控制,同事还应关注控制好En、 Pb、Cu、As、K、Na、F、Ti (TO2)等元素的含量。近年来,我国炼铁炉料中含有害杂质有明显的上升趋势,造成一批高炉风口区砖上翘,炉身上不结瘤,严重影响了高炉正常生产和高炉的长寿。

“好”

是指铁矿石的冶金性能要好。冶金性能是指铁矿石的还原度应大于60%;铁矿石的还原粉化率应当低;矿石的荷重软化点要高,软熔温度的区间要窄;矿石的滴熔性要温度高,区间窄。

高炉生产过程中的操作管理技术

 

高炉生产过程中的操作管理技术

 

焦炭质量变化对炼铁生产指标的影响率在35%,也就是说占精料技术水平影响率的一半。焦炭在高炉内是起到炉料骨架的作用,同时也是冶炼过程的还原剂,主要高炉炼铁热量收入的来源(约60%-80%),以及生铁含炭的供应者。特别是在高喷煤比条件卞,焦比的显著降低,使焦炭对炉料的骨架作用就更加明显。这时焦炭质量好,对提高高炉料的透气性,渣铁的渗透性都起到十分关键的作用.大型高炉,采用大矿批装料制度,是焦炭层在炉内加厚(可达300-500mm),形成好的焦炭透气性,对高炉生产顺行起到良好的作用。由于大型高炉的料柱高,炉料的压缩率高,对焦炭质量的评价,己不能满足对M40、MIO灰分、硫分等指标的要求,应当增加对焦炭的热反应性能指标的要求,如反应后强度(CSR),反应性指数(CRI)等指标的要求。工业发达国家大型高炉所用的焦炭质量普遍优于我国,这是国外高炉指标先进的重要原因之一。国外大型高炉所用焦炭的M40—般大于85%, M1O小于6.5%,灰分在<11.5%,S<0.55%宝钢从投产起就十分重视对焦炭质量的高要求,并提出焦炭的热性能CSR≥66%,CRI≤26%。国内的一些企业,如武钢、首钢、鞍钢等企业也加强了对焦炭质量性能研究、开发,对提高高炉炼铁生产指标的作用是明显的,对于高炉寿命的提高也是有作用的。

3.2、高炉冶炼操作

高炉操作制度包括送风制度、装料制度、造渣制度和热制度。选择合理的操作制度必须依据原燃料的理化性能;各种冶炼技术特征;炉顶装料设备结构形式;高炉内型特征;大气湿度和温度变化;冶炼生铁等。

各种操作制度之间既密切相关,又互相影响。合理的送风制度和装料制度,能够实现煤气流合理分布,炉缸工作良好,炉况稳定顺行。而造渣制度和热制度不合适时,也会形响气流分布和炉缸工作状态,从而引起炉况不顺。生产过程常因送风和装料制度不当,而引起造渣制度和热制度波动,导致炉况不顺,从而影响到高炉的使用寿命。

送风制度

送风制度上要作用是保持适宜的风速和鼓风动能以及理论燃烧温度,使初始煤气分布合理,

炉缸工作作用均匀活跃、热量充沛、稳定。控制方式为选用合适的风口面积、风量、风温湿分、喷吹量、富氧率等参数,并根据炉况变化对这些参数进行调节,以达到炉况稳定和煤气利用改善的目的。

装料制度

高炉上部气流分布调节是通过变更装料制度,即装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等乎段,调整炉料在炉内的分布状态,从而使气流分布更合理,以充分利用煤气能量,达到高炉稳定顺行,高效生产的目的。

对于无钟炉顶的布料方式其旋转溜槽一般设宜11个环位,每个环位对应一个倾角,由里向外,倾角逐渐加大。不同炉喉直径的高炉,环位对应的倾角不同,2580m3高炉第11个环位倾角最大(50.5° ),笫1个环位倾角最小(16°) 布料时由外环开始,逐渐向里环进行,可实现多种布料方式,其主要目的是发展高炉的中心气流,以提离高炉的便用寿命。

造渣制度

造渣制度用适合于高炉冶炼要求,有利于稳定顺行,有利于冶炼优质生铁。根据原燃料条件,选择最佳的炉渣成分和碱度。由于各厂资源和生产条件不同,可分为一般炉渣和特殊炉渣。

为提高高炉寿命,对于造渣有如下要求:

要求炉渣有良好的流动性和稳定性,熔化温度在1300-1400℃,在1400C左右黏度<10泊(1泊=10-lPa·s) ,可操作的温度范围大于150℃。

有足够的脱硫能力,在炉温和碱度适宜的条件下硫负荷<5kg/t时,硫分配系数Ls为25-30。硫负荷≥5kg/t时,Ls为30-50,对高炉砖衬侵蚀能力较弱。在炉温和炉渣碱度正常条件下,用能炼出优质生铁。

热制度

热制度直接反映了炉缸工作的热状态。冶炼过程中控制充足而稳定的炉温,是保证高炉稳定顺行的基木前提,过低或过高的炉温都会导致炉况不顺。影响炉温变化的因素很多,变化幅度小时可通过风温、风量、煤量等进行调整,变化幅度较大时必须调整焦炭负荷,以此来控制炉况从而使高炉正常生产,提高高炉使用寿命。

炉体维护技术

用含钛物料护炉,是由于在高温条件下还原生成TiC、TiN或Ti(C、N)等高熔点化合物沉积在炉缸炉底,対其形成保护层。我国高炉己成功应用了含钛物料护炉技术,钒钛矿、含钛球团等护炉剂在高炉长寿实践中都取得了很好的效果,采用风口喷吹含钛物料、含钛精粉炮泥护炉也正在研究试验。应该指出,高炉炉役末期,采用含钛物料护炉是延长高炉寿命的主要技术措施,但由于采用炉缸炉底内衬结构不同,开始护炉的时间也存在差异。首钢3号高炉连续工作10年尚未进行护炉操作,这也从某种程度上证实了热压炭砖技术体系的合理性。

我国高炉炉体快速修补技术已经得到推应用。华西炉衬热态遥控喷补、智能压浆等炉衬修补技术已成为现阶段延长高炉风口以上区域寿命的重要技术措施。微型冷却器、冷却壁水管再造等冷却壁修复技术也日渐成熟。

高炉生产过程中的操作管理技术

华西智能压浆技术

高炉灌浆补炉是一种重要炉体维护技术,该技术可以有效地封堵煤气泄漏孔道,解决炉壳烧红、开裂等问题,在炼铁生产中有着非常广泛的使用,对于高炉的长寿有着重要意义。

高炉生产过程中的操作管理技术

 

遥控热态湿法喷注技术具有施工快捷,不受高温和高度的限制,喷注过程不出现扬尘,喷注层更加均匀密实,提高了耐磨性,且回弹率<5%,得到国内外钢厂企业的广泛应用。

参考文献:

周传典 《高炉炼铁生产技术手册》 冶金工业出版社 2003

张殿有 《高炉操作技术》 冶金工业出版社 2006

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