073空料线停炉过程中的理论计算.

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