066 攀钢高炉炉前综合技术开发.doc

攀钢高炉炉前综合技术开发张志刚(攀钢炼铁厂)摘要 介绍了攀钢冶炼钒钛磁铁矿大型高炉近年l0年来，炉内操作技术不断优化，促进了高炉的技术经济指标提高，但高炉的利用系数突破22t(m3d)以后，传统的有水炮泥，垫沟料、落后的炉前设备和设施的使用，加上传统的炉前操作技术，制约了高炉强化冶炼的持续提高，高炉的经济指标仍在临界点处徘徊。针对炉前相关技术存在匹配上的缺陷，进行了实验室研究探索与工业试验相结合，对有水炮泥进行改进，并成功地开发出了适用单铁口和双铁口使用的无水炮泥，沟料等新型炉前用料，同时引进国内较先进的炉前设备和设施，改进铁口和主沟等相关设施的维护处理技术，满足了近几年来高炉强化冶炼条件下对炉前工作的适应性要求，促进了高炉技术经济指标进一步提高。关键词 大型高炉 铁口 炮泥 炮泥检测 实验室研究 工业试验 铁水沟0前言 2000年以来，随着攀钢高炉冶炼强度不断提高，高风温、大风量、大喷煤、大富氧、精料等强化手段全面用于生产后，炉前加强铁口的维护管理，促进了技术经济指标全面优化。新型A12O3一SiCC质有水炮泥和无水炮泥的开发研究应用，和与之相适应的炉前设备和铁口维护处理技术的改进。实践证明：新型炮泥的应用，并结合炉前设备及设施和铁口维护处理技术的改进，满足了高炉强化冶炼条件下铁口工作需要，推动了炉前生产技术进步。1高性能有水炮泥的实验室研究探索 进入2000年，攀钢高炉铁口使用A12O3一SiCC质为第四代炮泥。随着高炉冶炼强度不断提高，高风温、大风量、大喷煤、大富氧、精料等强化手段全面用于生产后，促进了技术经济指标全面优化，铁口排放的渣铁量也逐步增加，铁口冲刷加剧，炮泥在炉内难以形成牢固的“泥包”，出铁时铁口冲刷加剧，铁口通道也易拉大，高温渣铁的侵蚀严重，造成渣铁不能均衡排尽，制约了高炉的稳定顺行，造成深度难涨。尤其在一期高炉表现较为突出，铁口保护板周围冒瓦斯火严重，对高炉的稳定顺行和安全生产构成威胁。第四代炮泥很难满足高炉强化冶炼后的铁口工作需要，结合铁口工作状况进行实验室研究探索主要表现在以下几个方面： (1)常温下，炮泥的水分波动在1621；体积密度波动范围大，19752070 gcm。；粘性及可塑性低，130158mm；中温(200800)，抗折强度08Mpa，耐压强度43 Mpa。中温热震稳定差、剥落、开裂严重。 (2)高温使用性能差，抗渣铁侵蚀冲刷性能差，出铁时易早吹，渣铁不尽，深度难涨，铁口处理、维护难度较大，经常出现潮铁口，出现乱喷溅，炉前活多。 (3)炉内不能形成长期稳定的泥包，铁口深度变化大，铁口合格率只有50左右。 (4)高炉强化冶炼后，渣铁量增加，炮泥难以担负起大量渣铁的排放任务，对炉况顺行也造成影响。 (5)炮泥的水分波动大，且出铁间隔时间短，在处理铁口时，经常发生喷潮泥等现象，出铁时经常发生“铁口打枪”事故，造成人身伤害和设备损坏。另外，炮泥水分偏低时，易造成液压炮打不走泥，造成铁口深度波动，使液压炮维护造成极大的困难，影响炉况顺行。 造成上述情况的主要原因是配制炮泥的原料品种质量选择上没有注重其理化性能指标；在炮泥的生产工艺上粗造，渣口泥，打罐泥，不同配比的的炮泥在同一个碾泥机内碾制造成质量偏析；炮泥配比的调整随意性大；炮泥的高温使用性能没有跟上高炉冶炼强度大幅度提高的步伐：炮泥一经生产出来没有质量标准和检测方法对其进行检测，只能凭眼睛看，手摸等经验判断其质量好坏，炮泥送到高炉后堵进铁口导致铁口波动炉前工就认为这斗炮泥有质量问题，改成它用造成浪费。根据炼铁厂生产发展的需要和强化冶炼不断进行，于2000年7月根据当时炮泥生产条件，在第四代炮泥的基础上迈出了探索性的一步，采取了一系列措施，对炮泥的生产工艺及原料和配方进行了改进，提高其高温使用性能。 2有水炮泥性能改进的研究方法和技术路线 21探索炮泥在铁口孔道内不同深度的温度变化规律 对2BF、3BF铁121出完铁堵口后10分钟对铁口孔道温度进行测试，探索炮泥在铁口孔道内不同深度的温度变化规律，结合实验室研究在氧化气氛条件下对炮泥在不同配比、不同温度、不同烧结时间、使用不同结合剂时的抗折、抗压的强度变化规律，并结合高炉铁口对炮泥的使用情况进行详细跟踪调查，分析研究炮泥在常温和中温条件下的物理性能与铁口工况以及高炉冶炼行程的内在联系规律。 22厂自制炮泥检测装置(图一)对炮泥在常温下物理性能指标进行检测分析，并制定检测标准23 炮泥质量的改进及稳定性研究 (1)探索合理碾泥工艺，优化炮泥配比改善炮泥在常温下的物理性能。 (2)在炮泥中配加23(云母、减水剂、保存剂、烧结剂、纤维、抗氧化剂)等多种添加剂，改善炮泥中温(200800)物理化学性能 (3)在炮泥中配加1AD添加剂相结合办法提高炮泥的高温使用性能 (4)降低炮泥水分，探索合理的困料时间和湿度，在外配加各种添加剂同时，降低炮泥水分至148158，槿索合殚的闲米斗时间为1648h。 (5)确保炮泥生产用原料质量稳定提高24成立生产科炮泥质量检测站 依据炮泥常温下检测标准能够快速反映炮泥在铁口使用过程和炮泥的生产工艺以及使用原料的相关关系，炼铁厂成立了炮泥检测站专门对外购和自产的有水炮泥进行质量检测严把质量关，同时对炮泥的生产工艺和使用原料以及铁口的工况进行跟踪，实现了用户、生产厂家、科研所相互沟通技术信息，为炮泥质量的改进、稳定提高，以及高炉根据新型有水炮泥的特性，改进炉前管理和使用方法起到了桥梁作用。3无水炮泥的配方确定及工业试验31无水炮泥配方确定 根据攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿的特殊性，以及高炉强化冶炼后铁口工作的现行状况，突出地表现为出铁问隔时间短，从铁口排放的渣铁量增大等情况。对炮泥的配方在实验室进行研究，确定为单铁口高炉采用复合型结合剂结合的快速烧结无水炮泥，双铁口高炉采用全焦油结合的无水炮泥(炮泥配方见表2，理化性能要求见表3)。32无水炮泥工业试验及应用 高炉采用大富氧、大喷煤、高风温、大风量等强化技术，高炉利用系数大幅度提高，99年为2149t(m3d)、2000年为225 t(m3d)、2001年上半年为2234 t(m3d)。随着高炉冶炼强度大幅度提高，铁口承担排放渣铁的任务越来越繁重，突出地表现为一期高炉铁口深度难涨，两年来三高炉铁口深度达到20米以上还不到5；一、二高炉铁口周围冒瓦斯火极其严重，危及炉缸工作安全。四号高炉铁口深度虽然能维持21一22米，但稳定性差，出铁过程铁口喷溅严重，主沟两旁积渣较多，铁损高，炉前劳动强度大。 为了改善铁口的工作状况，适应高炉强化冶炼。铁厂从2000年10月以来先后在四高炉南北铁口进行仿昆钢型、仿梅钢型、自制型、同时引进四川峨电、河南中州、攀枝花西区黄河成品炮泥共进行数次摸索性工业试验，根据工业试验中存在的问题对炮泥的配方和生产工艺进行不断改进，同时结合炉前设备(液压炮、开口机)的改进。于2002年12月开始至2004年7月铁厂四座高炉相继成功地应用了适合目前铁口工作需要的无水炮泥。高炉铁口合格率达到90以上，铁量差减小，降低了炉前工人的劳动强度，满足了高炉强化冶炼的要求。2004年在四高炉进行适合新三高炉三个铁口使用的无水炮泥工业试验取得成功，2005年10月开炉顺利使用上无水炮泥、铁口合格率达90以上。4铁口维护与管理 (1)根据有水炮泥性能的改进，修订完善使用有水炮泥铁口操作岗位规程，固定铁口角度，加强铁口泥套和铁口的维护。 (2)根据无水炮泥的应用，建立健全使用无水炮泥铁口操作岗位规程。固定铁口角度，加强铁口泥套 和铁口的维护，单铁口高炉采用复合型结合剂结合的快速烧结无水炮泥，双铁口高炉采用全焦油结合的无水炮泥，并对炮泥的性能指标进行定期检测，确保炮泥质量稳定。 (3)根据有水炮泥性能的改进和无水炮泥的应用，重新修订完善开口机操作规程和液压炮操作规程，定期对开口机和液压炮进行检查维护，对重要零部件进行定期更换保证其可靠性和稳定性，确保堵铁口和开铁口工作正常。5进行铁水沟长寿化等相关技术研究 随着高炉冶炼的不断强化，长期以来使用的普通垫沟泥铺垫的铁水主沟沟衬已经不能适应强化冶炼的要求，抗侵蚀性、抗冲刷性、热震性差，沟衬粘渣，打水降温后开裂，破损严重使用寿命短为23天，通铁量低，仅为50006000吨，必须进行沟衬修补和重新垫沟，炉前劳动强度大，吨铁耐材消高，且沟衬修补和重新垫沟时还导致高炉出铁晚点，炉况“受憋”，制约高炉强化冶炼的持续进行。 (1)开发研究用树脂结合的免烘烤铁沟料进行工业试验并取得成功，于2001年在全厂四座高炉推广应用，新垫的主沟使用34天只需对落铁点进行修补外，使用寿命短为67天，通铁量达到了1600018000吨，满足了高炉强化冶炼时对主沟功能的要求。 (2)利用四高炉2004年35月大修时机，双铁口便于施工的有利条件，采用快干型浇注料对对北铁口主沟和砂窝子进行整体浇注试验研究。北铁口主沟和砂窝子开炉投入使用近5个月工作状况正常，其问主沟进行正常维护，砂窝予进行修补两次，通铁量近20万吨取得成功。在大修其间淘汰传统人工拨“铁闸”，改进为摆动流嘴机械拨闸，同时引进了炉前清渣机械试用取得成功，在2005年10月新三高炉开炉时，进行全面推广运用。6炉前设备改进 (1)结合有水炮泥的改进和无水炮泥在四座高炉应用的同时，炉前液压炮由BG300型改成用：DDS型，克服了BG300型堵铁口时，打泥压力不足，堵铁口泥量不够，导致铁口深度波动，设备故障多、零部件使用寿命短、维修量大等缺点。 (2)有水炮泥的改进和无水炮泥应用，淘汰使用了30多年的简易钻孔吊挂式开口机，改用YY-F1200型气液式开口机，克服了简易钻孔吊挂式开口机当炮泥强度高时钻孔难，铁口容易钻偏、铁口角度波动大、设备故障多、零部件使用寿命短、维修量大等缺点。 (3)根据YY-F1200型气液式开口机功率大，设备运行稳定，“钻进”、“后退”反应速度快等优良性能，铁厂2003年白行研制开发出透铁口用“专用透杆”和做铁口泥套用“专用工具”安装在开口机上，并应用于生产中，大大降低了炉前工的劳动强度和开口设备消耗，并且工人的安全得到保障。 (4)四号高炉大修时，淘汰了铁水沟拨罐“简易铁闸”，引进采用了摆动流嘴拨罐技术和清渣机械试用取得成功，在2005年10月新三高炉开炉时，进行全面推广运用。提高了铁水罐的利用率，杜绝了铁水“跑闸”、“漏闸”等事故，同时进一步降低了炉前工的劳动强度。7结语 (1)有水炮泥性能改进和无水炮泥的逐渐推广应用，同时加强铁口的维护处理，铁口合格率和铁量差合格率逐渐上升，均达9096以上，稳定了铁口工作状况，出铁乱喷溅程度减轻铁损降低，改善了炉前工作环境，降低了工人劳动强度。 (2)炮泥检测标准和检测方法应用于生产后，从此结束了铁厂30年来对炮泥质量的判定用手模、眼睛看的模糊认识，实现了用户、生产厂家、科研所相互沟通技术信息，为炮泥质量的改进、稳定提高，以及高炉根据新型炮泥的特性改进管理使用方法起到了桥梁作用。同时为炮泥配方的优化和质量改进以及液压