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文档简介

1、空料线停炉过程中的理论计算 赵先胜张云平李信平 (武钢集团昆钢股份有限公司炼铁厂) 摘要昆钢5高炉采用空料线煤气回收法停炉,采用炉顶煤气分析与现场计算相结 合判断料面位置,取得了煤气回收时间长,降料面消耗时间短的较好效果,为以 后空料线降料面积累了经验。 关键词高炉空料线停炉现场计算 1概论 昆钢5高炉有效容积为700m3,钟式炉顶,设计有16个风口,一个铁口一个渣 口,料车上料。由于多方面原因,炉腹、炉腰及炉身下部共破损冷却壁119组, 整体破损达到46块,其中,炉腹第四、五段冷却壁破损 33组,整体破损12块; 炉腰第六段冷却壁破损64组,整体破损5块,勾头全部断水闷死,炉身下段冷 却壁破

2、损22组,整体破损8块,为了维持生产,安装铜冷却柱 97根,同时采用 炉外喷淋的办法维持生产,由于冷却壁大面积破损、炉壳变形、开裂,导致炉身 大量漏煤气,直接威胁到高炉的安全生产。于 2009年3月3日采用空料线停炉进 行抢修,对风口以上第4 8段炉壳及冷却壁进行更换,对11段冷却壁进行更 换,并实施喷涂造衬。 2空料线停炉前的准备工作 为了做到安全快速地降料面,在停炉之前厂部就成立了空料线停炉领导小组,做 好空料线停炉的各项准备工作,由技术科牵头做好空料线停炉方案提交停炉领导 小组讨论,对涉及到的各项工作提前做好安排部署,落实具体的负责人,确保空 料线停炉工作万无一失。 2. 1停炉方案 (

3、1) 停炉前确保炉况稳定顺行,根据实际出炉炉温及碱度,从 3月2日中班开始就 适当提高炉温,Si=0 . 40. 6%, PT大于1430C,降低炉渣碱度到1. 05 左右。 从3月2日开始由生产科负责有计划控制槽下料仓槽位,确保停炉后料仓、料 车、称量斗及炉顶大小 钟全部腾空。 (3)炉前开口机角度从3月2日中班开始提高2度,确保停炉前几次铁尽量出净。 从3月3日夜班0: 00开始改全焦冶炼,矿批18. 6吨/批,焦批7. 15吨/ 批,矿焦负荷2. 6倍,入炉配比为68%四烧+32%球团,装料顺序为正同装。 (5)3月3日夜班4: 00加入一批焦炭(7. 15吨),以确保预休风时炉温控制S

4、i。 0. 60. 8%,PT大于 1450C。 (6)预休风前加入盖面焦3批,共计21. 5吨,加完盖面焦后开始降料面,渣铁 净,大吹炉门后可以进行预休风操作。 2. 2预休风 按停炉安排,3月3日7: 00加完3批盖面焦及槽下焦仓内剩余的所有焦炭共计 47. 5吨,于7: 30铁口大吹后安全休风,进行炉顶洒水管的安装及炉壳焊补。 新安装的炉顶洒水管为 42X4mn的无缝管,其插入炉内的长度为 2. 5米,插入 炉内部分打中4mm的孔4排,孔间距为50mm,打孔部分长2. 3米,每支洒水 枪共计184个孔,共安装7支洒水管(设计有8个孔,其中1个孔安装炉顶蒸 汽),从风口平台引一根中压水到洒

5、水管平台,确保水压、水量足够。另外又准备 了长度为6米的4根42X4mmi端带退拔的无缝管备用,备用管插入炉内部分 打4mm的孔4排,孔间距为50mm,打孔部分长2. 5米,每支枪共计200个 孔,前端头带45度圆锥,露在炉外的尾端用胶皮管与高压水管连接,如果炉项 洒水不能满足降料面的需要时,就从炉项煤气取样孔捅入(实际降料面过程中没有 使用备用洒水管)。经过维检人员紧张施工,炉项 7根洒水管装好,炉壳开裂的部 位全部焊好,炉顶上升 管上的煤气取样孔吹扫畅通后于12: 10复风开始降料面。 3空料线停炉 采用空料线回收煤气法降料面时,根据煤气成分分析结合现场理论计算判断料面 的实际位置,降料面

6、初期I小时做一次煤气分析,以后每30分钟做一次分析,当 出现以下情况时必须停止回收煤气:(1)煤气中H2大于12%,或是02大于2% 时;(2)在现场计算过程中当料面达到炉腹:(3)炉墙粘结物大面积脱落,爆震频 繁,威胁到安全时。 3. 1降料面过程现场理论计算 经过统计总结,昆钢5号高炉全焦冶炼时的吨焦耗风量为 2200m3/t,随着料面 的下降,料层减薄,间接还原减弱,入炉风量用来燃烧焦炭的量不断下降,在现 场计算时炉腰以上取100%,炉腰取80%,炉腹以下取70%,炉料平均压缩率取 11%。 首先根据 梯形的中位线等于上底加下底除以 2”,将炉身分成高都为1. 46米的7 个等高的小圆台

7、,分别计算每一个小圆台的体积,越到炉身底部,其截面积越 大,为了减小计算误差,又将靠近炉腰的两个小圆台分成高为0. 73米的4个等 高的小圆台,计算出每个小圆台的体积及累计体积 (见表1),同样的道理将炉腰 分成3个等高的圆柱(见表2),将炉腹分成4个高为0. 75米的倒置圆台(见表 3),由于风口中心线到炉腹还有 0. 6米,该部分的体积为20. 954m3,因此全部 腾空的体积应为 612. 535+20. 954=633. 489m3。 表1炉身分成II个小圆I台后的体积、料线 料线(m) rt住 Cm) 此R体积n?) 累it体积) 1.6 5.0 0 31 4 3 06 5 35 5

8、0705 62刚 4.52 57 54 997 97 102 5.9S 6.05 39.57 136.672 7.45 6.4 44.68 1S1J52 8.9 i 6.75 49.575 230.927 10.38 7 09 54 84 285 767 11 tl 7265 29 627 3t5 394 H S4 7 44 30 987 346 381 12.57 7,615 32 819 379.200 13 J 7 79 孙767 4J2%7 表2炉腰分成3个小圆柱后的体积.料线 料线(nO 直彳总(m) 此段体积 嘉计体枳(rn) 13 3 7 79 0 412.967 13 8 7

9、79 23 R19 4367S6 14J 7.79 23 819 460.605 14.9 7.79 28 52 4R9 186 表3 炉履分成3个倒小圆台后的体积、料线 料线Cm) fl蛙(m) 此段体积伽) 累计体枳(m3 149 7 79 0 489 186 15.65 7.51 34459 523 645 164 7.23 31.9X3 555 62 S I7J5 695 29.599 585 227 179 6.67 27308 612 535 3. 2降料面过程中的铁量计算及出铁 降料面过程中炉内铁量计算是否合理,将直接决定出铁次数及影响降料面的效 果,一般情况下,在降料面之前炉温

10、都比正常时高,因此在计算炉内铁量时只需 计算软熔带以上部分(或者直接计算炉身以上还有的铁量),开始降料面时的料线 为2. 58米,腾空体积为52. 01m3,预休风前渣铁排放正常,渣铁净,因此扣 除上部加入的净焦47. 5吨所占体积为74. 95m3,炉内仍还有尚未还原的矿石 的体积为412. 967-52 . 01-74 . 95=286. 007m3, 批料在炉内的体积为 19. 19. 备。 吨。 54 m3, 一批了的理论出铁量为10. 55t,炉内还剩铁量为286. 007/ 54X10. 55t/批=154. 4吨,因此在降料面过程中可按 23次铁来组织准 降料面过程中实际放铁3次

11、,实际出铁量为163. 65吨,计算误差小于10 降料面过程中的出铁情况见表 4o 4降料面过程中的岀鉄情况 出铁开始 岀饮 结来 (1 ) fSt坏) PT (C) 14.05 15:07 103 9 1.5 1452 16:50 17:25 49 75 2.0 1455 20:30 21;45 10余吨 20 累汁 116 J.65 3. 3降料面操作 预休风结束后于12: 10高炉复风,16个风口送风,入炉风温为1000r,料线为 2. 58米,料挂到13: 00减风坐炉至空,其问入炉风量平均为1000 m3/min, 计算料线实际为4. 9米,之后,炉顶温度升到400C,少量开炉顶洒水

12、控制炉顶 温度在200 400r之间,至U 14: 00加风到1485 m3/min,14: ll出现第一次 明显的爆震,减风到1390 m3/min,减风温到900r,14: 30经过现场计算估计 料面降到9. 8米左右,已进入炉身下部,以后爆震频繁,逐渐减少入炉风量, 18: 00现场计算料线已达到15. 1米,料面已进入炉腹,炉内爆震频繁、剧烈炉 项煤气分析含氧0:为1. 0%,故于18: 05分减风到550 m3/min,开炉顶放散 阀切煤气。由于炉腹粘结物较霸以后的爆震越来越频繁,且随着粘结物的脱落, 炉腹炉壳漏煤气的部位越来越多,风 VI平台以上各平台煤气浓度较高,为了安 全起见,

13、于21: 45分休风停炉,整个空料线停炉过程耗时 9小时35分钟,其中 回收煤气5小时55分钟。现场计算此时的料线仅16. 9米,距要求的风口中心线 还差1. 6米,从最后割开炉腹炉壳发现炉内弛焦量较多,最高部位距风口有2 米左右,最低处也还有1米左右,说明现场计算所选择的计算参数基本合理。降 料面过程中的入炉风量、腾空体积及对应的料线见表5,降料面过程中的煤气分 析见表6,降料面过程中的爆震记录见表 7o 章气俺*却it识租咱的入炉ft*时应 程用科n可中的E呷外 1 1匈_ g 旳 1 klhLh 1. II h S 1啊戶. CO% P B J -l W 1 -J 砧”柑 肚fr *2

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16、 MF収卜 1軌明1 碾呼; 5Afr屮 .m iu 制” J II Kl AJIM X iift M 用时 21丄m 5心 7J 4i 竺 -1- I 心: 4结语 在实际空料线停炉过程中,己很少采用深探尺直接探料面,对于装备水平相对较 差的中小高炉来说,也没有炉顶煤气在线分析系统,因此煤气分析存在滞后性, 现场理论计算在空料线停炉过程中的作用相当重要,而炉身、炉腹又是圆台,而 非规则的圆柱,因此在计算腾空体积时采用等高分割的办法,在实际生产过程中 理论与实际误差小,运用效果好。 (1) 采用煤气回收法降料面,既缩短了降料面所需要的时间,又减少了环境及噪音 污染,但对冷却壁破损量大、炉壳变形开裂多的高炉来说,采用空料线停炉时必 须控制好切煤气的 时机,切勿因小失大,发生安全事故。 (2) 空料线停炉前的炉况顺行周期长、碱度适合,煤气流控制合理能有效将少炉墙 粘结物,从而减少降料面过程中的爆震现象。 (3) 降料面前

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