新钢铁4#(450m3)高炉护炉生产实践.doc

新钢铁4#(450m3)高炉护炉生产实践【摘 要】对新钢铁450m3高炉炉役后期的炉缸侵蚀问题以及采取的措施进行总结分析，通过优化高炉操作制度，添加钛矿及配合相应的管理措施，使高炉炉缸温度得到了有效控制，实现高炉稳定顺行。【关键词】高炉 护炉 操作 1.概述炼铁厂4#高炉于2002年8月10日点火生产，炉容450m3，投产后一直处于高冶强生产阶段，开炉至今（截止09年10月份，06年1月19日、07年1月5日、08年3月1日共计中修3次，08年10月份停炉检修一次，），已产生铁2897062.228万吨，单位炉容产铁达到了6897.767t/m3，现在进入了一代炉龄的后期，炉身各部的冷却设备已部分损坏，炉缸的陶瓷杯也基本侵蚀完，炉缸工作状态恶化，炉缸部分热电偶温度超出警戒线，局部温度正不断上升。现炉底板中心温度达到350，铁口两侧冷却壁热流强度最高达13000 Kcal/h*，各段水温差及热流强度见表1。表1 各段水温差及热流强度日期一段水温差()二段水温差()三段水温差()二段1热流强度(Kcal/h*)二段28热流强度(Kcal/h*)1日2221021697502日22211280120073日22211121109764日22210650108925日22210585101946日22211503122057日22211223121302.护炉措施首先为了解4#高炉炉缸侵蚀情况，2009年7月与东北大学合作，通过使用高炉炉缸内衬侵蚀分析的组合模型技术，计算得到了新钢铁4#(450m3)高炉炉缸内衬的侵蚀形貌，见图1。图1 东方位温度云图从检测结果看，炉缸内衬轴截面的侵蚀形貌为：炉底为锅底型侵蚀形貌，炉缸东方位2段冷却壁中部为蘑菇型侵蚀，其他方位侵蚀比较均匀，炉底尚有3层碳砖，属于服役后期。2.1 优化高炉操作制度在高炉设计、施工质量、耐火材料性能等影响高炉寿命的先天性因素无法改变的情况下，不断优化高炉操作制度，对于维护高炉炉役后期操作炉型，取得较好经济指标显得非常重要。 2.1.1 煤气流调整我们制定出高炉“抑制边缘，发展中心气流”操作方针，一方面积极调整送风制度活跃炉缸；另一方面稳定装料制度，实行矿焦分角差（2-3）。这样有效地减轻了煤气流对炉墙冲刷、侵蚀。另外稳定高炉操作，规范亏料线处理，减少低料线作业，避免料线过深时煤气流温度过高，炉衬热量交换不及时产生热应力，最终导致炉衬破裂脱落现象的发生，在出现局部温度过高时，可以临时采取堵风口，控制风量降低冶强的操作手段，以形成局部死区，达到形成渣铁保护层，实现降低炉缸温度得目的。2.1.2 控制稳定的热制度和造渣制度保护炉缸，要求选择适宜的热制度，控制稳定的Si，铁水物理热控制在1480以上，高炉要求铁水Si含量控制在0.450.1%，同时添加少量的菱镁石提高渣中的MgO含量，改善炉渣流动性，适当提高炉渣碱度,控制在1.121.17左右，杜绝低硅高硫铁。2.2 严格控制水温差和热流强度检测2.2.1 将铁口两侧2段1#和28#冷却壁改为高压水冷却，单进单出。常压水水压保证0.30MPa，高压水水压保证0.60MPa，做好炉底、炉基热电偶维护、校验、更换工作。2.2.2 完善冷却制度的管理体系：随着4#高炉进入炉役后期，相应的改变和完善冷却水系数的检测和管理制度，除继续填写专门的报表记录和检测记录外，对高炉各段各部位的冷却设备的进出水压、水温差每班测量4次，关键部位尤其是铁口区水温差和热流强度定期检测和分析，每半小时监测1次，并做好记录。2.2.3 加强有问题冷却器的管理：对炉身下部水温差超过规定值的冷却壁，先将冷却器由串联改为单走，仍超差的通高压水或外部打水，进一步强化冷却。冷却设备漏水后，以减水为主，不轻易断水，尽可能延长破损冷却器的使用寿命，控制破损面的扩大。同时制定出休、慢风时的漏水冷却器的水量控制要求和休风后二次风口堵泥规定，避免其向炉内大量漏水而引起炉凉甚至炉缸冻结。2.2.4 改善冷却水水质：高炉冷却用水为工业水，运行一段时间后水管内开始结垢，因水垢的导热系数低，就会影响冷却强度。为此，定期加入除垢剂、阻垢剂，防止水管结垢。根据全国护炉的统计结果制定检测标准：严格控制来水温度在250.5，水温差1.0，热流强度33455KJ/m2.h(8000Kcal/m2.h)为警戒值，50183 KJ/m2.h(12000Kcal/m2.h)为休风凉炉值，62728 KJ/m2.h(15000Kcal/m2.h)为事故值。并制定详细的应急预案及汇报制度。2.3 钛矿护炉高炉寿命的长短，很大程度上取决于炉缸，炉底的侵蚀状况，近年来，国内外很多冶金企业采用含钛炉料护炉措施，以减缓炉缸下部的侵蚀或挽救频域停炉的高炉，收到很好的效果。我们采取长期加入钛矿的手段，以此适应高炉的生产需求。2.3.1 含钛炉料护炉时的合理用量根据国内外多年的实践经验，在冶炼炼钢生铁时，含钛炉料带入的TiO2量一般为105kg/t，即相当于炉渣中（TiO2）为1.5%左右，如果冶炼铸造生铁时候，应将TiO2减到5kg/t。当配入含钛炉料进行护炉作业时，如果控制得当会受到保护炉缸、炉底的作用，否则就会出现铁水粘罐，结厚盖及炉缸堆积等问题，目前4#高炉一般TiO2入炉量为8 kg/t，在实际生产中较长时间加入大量含钛炉料护炉，就会出现渣铁流动性恶化、炉底升高、炉缸堆积、休风易灌渣问题，因此必须根据炉况进程进行调整，果断地对钛矿入炉量作出调整，防止炉况失常。2.3.2 含钛炉料护炉的操作特点采用含钛炉料护炉时，最关键的问题是严格控制好炉温，即生铁的物理热。其判断的依据可用生铁含Ti来表示，一般生铁含钛要控制在Ti0.1%左右，就可达到护炉的目的。过低会延缓保护层的生成，过高就会出现铁水粘罐，炉缸堆积等现象。2.3.3 对萤石洗炉的控制日常操作中受原燃料质量及操作等方面的影响，高炉炉缸堆积时有发生。炼铁厂通常采用的方法是加入萤石洗炉，频繁的洗炉加剧了炉衬的侵蚀，也直接加剧了炉缸的侵蚀。因此，4#高炉做到谨慎使用萤石洗炉，完善加入酸性球团矿洗炉方法，以维护炉缸。2.4 加强铁口维护保持足够的铁口深度，是按时出净渣铁及维护铁口的关键。高炉投产后，由于渣铁的冲刷和化学侵蚀，铁口区的砖衬侵蚀很快，当侵蚀到接近四周的冷却壁时，就会威胁高炉的安全生产，所以要在每次出完铁后用泥炮将耐火泥打入炉内一定深度，使其不仅起到堵塞孔道的作用，还要在铁口区被侵蚀处形成泥包，以弥补被侵蚀的砖衬。为了保证安全生产，要求铁口泥包的深度比炉缸内衬厚一些，实际控制铁口深度在1.6-1.7m。维护好出铁口，从以下几方面开展工作：2.4.1 强化出铁管理，做到高炉正点出净渣铁要求实际出铁量与理论出铁量的差值不大于15%，也不要过分大喷铁口，尤其是高压操作时严禁大喷铁口。2.4.2 出铁必须烤干，不能带潮泥出铁因为孔道壁的潮泥与高温铁水接触引起急剧蒸发，产生爆炸喷溅，使铁流孔道断裂，对出铁口的维护十分不利，维护好泥套。铁口泥套是用特制的泥套泥利用泥炮的压炮装置压制而成的，只有泥套的完整才能保证泥炮头与泥套吻合，使耐火泥顺利打进铁口内，不至于产生炮泥从旁边冒出，铁口打不进泥的现象，从而保证铁口的深度，另外出不净渣铁或铁口浅时要及时减风，适当使用高质量的铁口修复炮泥等。2.4.3 适当控制冶炼强度要求铁口两侧冷却壁热流强度降到10000Kcal/(m2.h)以下且保持相对稳定，采取适当降低富氧率、稳定风量操作。因此建议将鼓风机能力加到最大，富氧量不超过1000m3/h。此外，在护炉阶段，1#炉铁水含硅量应提高到0.50-0.70%。2.4.4 制定应急预案随着生产时间的延长，炉缸烧穿出现的可能性增大。因此要求工长在炉缸冷却壁水温差急剧升高时要及时减风甚至休风凉炉，另一方面为了减轻突然出现的炉缸烧穿事故后果，炼铁厂制定相应的应急预案，对事故出现后工长的操作、工人的撤离做出相应规定。2.5 加强炉身维护及炉体灌浆利用休风检修，在捣料层部位压入炭质泥浆，消除气隙。在此基础上，加大冷却，确保适宜的冷却效果，使残余的碳砖内部形成保护性渣铁壳。高炉炉身压耐火材料造衬后，有效地保护了炉皮和冷却壁，减少冷却壁外露在高温气流中，减少炉内的热量损失，炉身炉衬造壁效果良好。实际操作中，每一次休风压浆后基本上可以维持到下一次计划检修，坚持每次计划休风压浆对高炉的炉型和操作的稳定顺行起到有效的控制作用。3.结论3.1 经各项护炉措施实施后，1段冷却强度有所下降，炉底温度也下降到315左右，达到了稳定高炉安全生产的目的。3.2 选择合适的入炉TiO2负荷和热制度、造渣制度，可以提高含钛物料护炉效率