安源炼铁厂1080高炉开炉实践与探讨.doc

萍钢1080m3高炉开炉实践与探讨廉树杰 韩国良（江西萍钢实业股份公司）安源分公司炼铁厂1080m3高炉是萍钢公司继九江分公司两座1780 m3高炉后第三座投产的一千级以上的高炉，此次开炉经过精心准备，合理控制开炉参数及后续过程的调整，整个开炉过程在工艺控制方面基本上做到平稳、顺行，开炉10日内达产达标，在此次开炉在前期准备过程及开炉参数的选择、后续的调整各个环节均有一些问题值得重视与总结。一、 开炉前期的准备工作11热风炉烘炉1080m3高炉配套的为三座中冶京诚旋切式顶燃热风炉，蓄热室大墙和格子砖从上部高温区到下部根据温度分布情况分别采用硅砖、高铝砖和粘土砖，根据硅砖特性：体积密度低、热容量少、升温过程中在低中温阶段存在晶格转变，造成体积膨胀，如控制不好将造成硅质砖开裂，因此要求热风炉在900缓慢升温，根据其它厂家烘炉实践及相关资料，确定烘炉时间为30天左右，900以下升温速度控制在12/h，次此开炉受外围的影响，实际烘炉时间达到了55天（8月15日10月10日），烘炉时间太长造成热量大幅度向下部传递，造成烟道温度偏高且不易控制，需开下部人孔及倒流阀适当来控制烟道温度，使得开炉初期烧炉困难，风温低。12 高炉本体烘炉安源分公司1080高炉采用板壁结合冷却系统，通体砌砖；炉底、炉缸耐材结构设计方案为炉底水冷封板上满铺1层国产石墨炭块，其上满铺3层国产大块微孔炭砖，再上砌2层刚玉莫莱石陶瓷垫，炉缸异常侵蚀区、炉缸侧壁、炉缸上部环砌国产优质大块微孔炭砖。死铁层和铁口区域的炭砖局部加厚，炉缸炭砖内侧砌小块陶瓷杯。风口区和铁口采用刚玉质组合砖。炉腹、炉腰采用高铝砖砌筑，炉身下部采用焙烧铝炭砖砌筑；炉身中上部采用磷酸浸渍粘土砖砌筑，炉身上部镶磷酸浸渍粘土砖；炉喉钢砖下部铸铁倒扣冷却壁背部浇注粘土质浇注料。炉顶封盖采用CMG-BF喷涂料喷涂，考虑高炉本体砌砖时处于雨季，砖衬含水较重，要考虑高温烟气量及烘炉时间；此次高炉烘炉采用三个专用煤气燃烧器均匀分布在风口圆周（5、11、18#风口中），并在高炉内设置直径400mm的烟气导管，将高温烟气引向炉底，高炉本体烘炉共用9天时间，炉底中心最高温度为600，从开炉后的情况来看基本到达了烘炉效果。13 高炉与热风炉联通烘炉此次高炉烘炉未采用热风烘炉，对送风管道的水分的烘干有一定的难度，为减少开炉后管道系统的故障，对高炉烘炉与热风炉烘炉进行了协调配合，对管道系统进行了烘干。高炉烘炉达到300后，热风炉拱顶温度已在700，此时适当关小各热风炉烟道阀，热风炉烘炉的高温烟气经热风总管、联络管、热风围管各风口进入高炉，经过连续5天的烘烤，热风总管温度从最初的30逐步上升到230，水分基本烘干。14开炉前期铁口处理为保证开炉后铁口工作稳定，维护好铁口区域的炉缸砖衬，开炉前对铁口区域的处理方案进行了多次讨论，最后确定炉内用有水炮泥做泥包，铁口通道采用耐渣铁侵蚀的Al2O3SiCC浇注料进行浇注，在施工过程中严格控制浇注料水分，并使用震动棒，保证浇注的密实度，为保证铁口不跑煤气，对炉门封板与组合砖之间的间隙也进行了整体浇注，浇注完成后，对铁口四周进行了灌浆处理。1.5 高炉本体、煤气处理系统的试漏、试压本次开炉对高炉系统试漏、 试压工作给予了高度重视，高炉和热风炉系统共进行了3次试漏、试压，其中一次带煤气处理系统，炉顶最高压力试到0.23 MPa，持续 1 h。几次试漏共发现漏点79处，其中热风阀漏风、重力除尘器顶部法兰泄露、风机震动等问题均得到了有效的处理，减少了开炉后的设备故障。二、 开炉参数的选择1、 炉缸填充方式的选择开炉选择枕木填充或全焦开炉各有利弊，枕木填充较全焦开炉费时费力，但对活跃炉缸、充分利用焦碳、开炉后炉料的下降有明显的好处，因此此次开炉沿用九江开炉方案，采用枕木填充炉缸方式。2、 全炉焦比开炉配料焦比一般根据炉容大小、炉缸填充方法、原燃料条件、熟料比、风温水平等因素确定，此次开炉炉缸采用枕木填充到风口中心线以下500mm，除熔剂外含铁料全为熟料，参考九江1780m3高炉开炉3.2t/t全炉焦比，此次全炉焦比选择3.3左右，实际核算为3.29，从开炉后炉温情况看，全炉焦比还可以适当降低。3、炉渣成分的核算与调整炉渣成分的核算是开炉配料计算中最为重要的部分，炉渣成分核算应考虑炉料在炉内分布的实际情况，对各部分炉料进行单独与汇总核算，不论单独核算还是汇总核算各成分都应在合理范围内；配料成分核算应注意以下几个方面：；二元、三元碱度的选择多次的开炉实践证明二元碱度不易选择太低，二元碱度低炉渣流动性差，物理热不足应控制在0.951.05之间，在核算二元碱度时，各原料中SiO2选择上限值，CaO选择下限值，炉温选择上限值，避免因成分的波动而造成碱度偏高。三元碱度应选择在1.31.4之间。：Al2O3含量的选择开炉初期由于炉料中焦碳较多，造成炉渣中Al2O3含量偏高、所以应有针对性地对炉渣中Al2O3含量进行详细的核算，在原料条件允许的情况下，尽量调整Al2O3含量在15%以下，不易调整时Al2O3含量不应超过18%；在进行Al2O3含量核算时，各原料中Al2O3含量取上限；对于MgO含量应按MgO/Al2O3在0.65左右进行调整。；渣比的选择：根据目前国内开炉资料， 一般选择开炉渣比在6001000kg/t以上，适当加大渣量，可以保证开炉初期有足够的液态物质，有利于稀释炉渣中Al2O3，有利于加热炉缸，避免前期的渣铁物理热不足而影响流动性。；炉料压缩率的选择与调整为保证开炉装料的准确性，在开炉前对各种炉料的堆比重进行了测定，并对砌砖后的炉型尺寸进行了实测，在此基础上对全炉料进行了核算；压缩率的选择按炉料分布从下往上逐步减小，净焦16%、空焦14%、正常料12%、全炉压缩率13.8%；此次开炉装料分段进行，在每段料装料结束后对炉料体积进行核算，在装完净焦、空焦后发现炉料没达到预定的料线深度，及时分析原因，适当调整了焦碳堆比重，由初期测定的0.55调整到0.60，相应的对其它炉料也进行了调整，通过调整，在少装1批正常料的情况下料线为1.7m，（预定1.5m，）误差不大。、开炉料核算按以上设定条件，并考虑原料条件的实际情况，采用白云石、卵石做熔剂，核算后炉料组成及炉渣成分如下：表1：装炉料（以下重量单位为吨）开炉料批数烧结矿球团卵石锰矿白云石焦碳渣比（kg）负荷焦比（kg）正常料23111.10.70.60.46.34972.2850空焦421.16.3880净焦246.31000全炉3.29表2：炉渣成分：前面空焦中补充部分白云石以平衡净焦炉渣成分SiO2CaOMgOAl2O3R2R3R4正常料35.19%34.78%10.72%15.51%0.988 1.293 0.897 空焦+正常料33.24%30.30%13.55%16.83%0.912 1.319 0.876 、开炉布料参数的选择为选择合适的布料参数，研究和掌握无钟布料的基本规律，充分发挥无钟布料的优越性，开炉前联系了布料测量专业厂家， 在1080m3高炉开炉装料过程中安排了布料参数的测量工作，以获得在本厂原料条件下无钟炉顶的布料规律。此次布料测量的数据在高炉点火后的布料的矩阵调整过程中得到了利用，从开炉后布料实际来看，有较大的参考价值，从开炉以来，炉况稳定顺行，炉顶CO2含量一直稳定在20%以上。三、 开炉初期的操作1080m3高炉于10月15日21：56分送风，压力加至50KPa,风量600Nm3/min，本次送风采用均匀间隔开风口方式，送风风口 10个，送风风温近 660 。22：48分18#风口首先点燃，前期压力逐步加至130 KPa，风量1300 Nm3/min，且压量关系平稳，后在加风过程中有憋压现象，故放风二次，随后转顺，于10月16日12：00引煤气，10月16日14：20铁口来渣，堵口后1小时打开南面铁口出第一炉铁。此后每隔1个小时左右出铁一次，随着渣铁温度的逐渐升高，出铁量以及渣铁流动性越来越好。至此，高炉开炉初始阶段取得圆满成功，高炉初期操作结果如下：开炉阶段操作技术参数见表3日期风口面积m2风量m3/min风压Kpa风温鼓风动能批重T产量T矿石布料矩阵焦碳布料矩阵160.1003 1000 200 850 4131 14.830036/3、33/536/3、33/3、28/3170.1487 1200 210 900 3319 1850035/4、32/335/4、32/318 0.1487 1281 217 939 4123 1983437/4、34/3、31/337/4、34/3、30/3190.1487 1292 212 1065 5322 19163937/4、34/3、31/337/4、34/3、30/3200.1505 1551 225 1060 8224 23128138/3、35/3、32/338/3、35/3、31/2、20/2210.1600 163524111018228 25.6195138.5/3、35.5/3、32.5/338/3、35/3、31/2、20/2220.1903 175526011536954 28.6214140/3、38/3、35/3、32/338/3、35/3、31/2、20/2230.2006 176026211796473 28.6217240/3、38/3、35/3、32/338/3、35/3、31/2、20/2240.2006 175526811746168 28.6216240/4、38/3、35/3、32/338/3、35/3、31/2、20/2250.2006 184427311766984 28.6217340/5、38/3、35/3、32/338/3、35/3、31/2、20/2260.2006 194429711536998 28.6260440/5、38/3、35/3、32/338/3、35/3、31/2、20/2日期铁水成分炉渣成分燃料比SiMnS铁水温度CaOSiO2MgOAl2O3R2负荷焦比煤比16 5.06 0.8890.030 143636.19 31.14 11.61 16.26 1.162 2.5664817 3.58 1.0060.015 149435.00 32.77 11.20 17.52 1.068 2.8658018 2.00 1.2040.049 148733.28 34.72 10.87 17.41 0.959 3.1153419 1.06 0.9160.063 149734.39 34.83 10.50 16.51 0.987 3.2051920 1.10 0.9050.045 149236.02 34.37 10.33 16.25 1.048 3.1353021 0.88 0.7240.047 147736.27 34.02 10.50 16.20 1.066 3.2650922 0.85 0.8190.047 150636.55 34.03 10.49 15.83 1.074 3.2850623 0.66 0.7770.056 149036.08 34.28 10.48 15.93 1.053 3.584642324 0.65 0.8510.052 148536.36 34.05 10.22 15.94 1.068 3.724469125 0.74 0.9490.043 149236.70 33.76 10.37 15.85 1.087 3.834339126 0.62 1.0210.042 148936.95 33.59 10.40 15.77 1.100 4.21395107在开炉过程中以下一个方面值得重视：、 负荷调剂开炉后炉温较高，物理热充足，因此开炉后调剂的重点在于尽快降低炉温水平，减轻炉前工作压力，也为尽快理顺炉况、提高冶炼强度创造条件，这次开炉出铁后负荷加重的速度较快，前期视炉温高、物理热足，采用了较重负荷，其中有一段料焦比450kg/t，通过九江开炉经验，后续负荷视炉温水平按焦比500520kg进行调剂，从表三中可以看出，随着负荷的加重炉温逐步降低，铁水中S、物理热在受控范围内。、 布料矩阵的选择开炉后随着风压、风量的逐步增加，鼓风动能逐步增加，布料矩阵逐步向抑制边缘、发展中心的方向调整，以使气流分布在提高冶炼强度的过程中不发生大的变化，维持气流的基本稳定。在角度的选择上遵循以下规范：料线大于4m，选择单环布料，角度按该料线深度炉料落点在半径一半之外进行选择，布料矩阵按以下方式进行过度：C337434330O437334331C338335231220O438335332C338335231220O438.5335.5332.5 C338335231220O540338335332四、 开炉反思此次开炉总体来说比较成功，但一些细节的地方还值得总结与反思，以便以后的开炉中加以重视。、 开炉装料过程中的跟踪调整在装料前虽然对许多数据进行的检测，但难免有一定的偏差，在装料过程中应及时跟踪并调整炉料，此次开炉根据装料过程中炉料成分及比重的变化对装料批数进行了调整，减少了装料误差。、 引煤气的时间此次引煤气时间比较晚，根据其它厂家的资料，3200m3以上的高炉最短的在点火后6小时以内引煤气，此次引煤气在炉顶温度连续在100以上引煤气动作迟缓，造成塌料后烧坏