高炉降料面及快速复风的技术研究--研制报告

1、首秦全干法除尘高炉降料面及快速复风的技术研究研制报告首秦金属材料有限公司首钢总工室2009年10月一、前言一、前言v 首秦公司一号高炉2004年6月6日投产，有效容积1200m3，设有18个风口，两个铁口；二号高炉2006年5月31日投产，有效容积1780m3，设有26个风口，两个铁口。 v 两座高炉均为薄壁炉衬设计，在高炉年修降料面喷补炉衬和送风恢复过程中，针对全干法除尘、全软水密闭循环冷却等特点，干法除尘入口温度控制、降料面出铁制度改进、停气后干法除尘操作工艺创新、复风快速低温引气、送风快速恢复等方面取得重要经验，为首钢迁钢2号高炉、京唐1号高炉等大型高炉开炉及年修停炉提供了宝贵的借鉴。二

2、、降料面及送风恢复过程中重点控制内容二、降料面及送风恢复过程中重点控制内容 v 2.1 降料面过程重点控制内容降料面过程重点控制内容 2.1.1 保证干法箱体布袋安全平稳运行的煤气温度控制方法保证干法箱体布袋安全平稳运行的煤气温度控制方法 2.1.2 出铁制度改进及风量过剩系数的选择出铁制度改进及风量过剩系数的选择v 2.2 停气后及休风期间重点控制内容停气后及休风期间重点控制内容 2.2.1 干法布袋维护工艺的改进干法布袋维护工艺的改进 2.2.2 炉缸冷却水量控制炉缸冷却水量控制 2.2.3 炉内清理维护炉内清理维护 v 2.3 复风过程重点控制内容复风过程重点控制内容 2.3.1 快速低

3、温送气技术的实现快速低温送气技术的实现 2.3.2 控制合理风速，根据炉温、料尺状态、压量关系加风、恢复负荷控制合理风速，根据炉温、料尺状态、压量关系加风、恢复负荷 2.1.1 保证干法箱体布袋安全平稳运行的煤气温度控制方法保证干法箱体布袋安全平稳运行的煤气温度控制方法 降料面过程干法除尘的安全平稳运行，是保证高压降料面时间、促进降料面进度的最大限制性环节。为了实现对干法入口温度的平稳控制，主要做好以下几个方面工作： 适当降低最大风量值，从全风量的95%下调到90%，有利于气流稳定。及时微幅调整打水量，保证停气前顶温控制在300-350（从炉顶下降管经重力除尘器、旋风除尘器及煤气换热器后温降可

4、达到120）。在大风量时，通过打水控制总管煤气温度不能超过230-250，因为荒煤气总管喷涂层厚度约为 50 mm，一旦超温时间长蓄热较多，即使控制了顶温（煤气温度），热交换后，仍有可能是管道内煤气温度降不下来，影响干法设备正常运行。图1 2008、2009年降料面期间干法入口温度控制图v 应强调的是，控制了炉顶煤气温度不能说就控制住了干法箱体入口温度，因为临近停气前打水量增大时，四个上升管电偶温度与煤气实际温度相差较大。如1号高炉2008年降料面时，虽然顶温控制较好（没有超标），但干法箱体入口温度控制不平稳，最高时达到300左右，且持续3-4小时，部分煤气系统管道设施因高温膨胀而变形，增加了

5、检修工作量和难度；2009年1号高炉降料面时，强调了干法箱体入口温度控制平稳（如图1），在打水量相近情况下，煤气系统设备未受到任何影响。 2.1.2 出铁制度的改进及风量过剩系数的调整出铁制度的改进及风量过剩系数的调整表1 2008年2009年期间首秦高炉四次降料面过程出铁的控制项目1号高炉2号高炉2008年5月2009年5月2008年7月2009年4月小修送风时计算全炉铁量 t510574472547第一次铁出铁量 t180 130 + 300220220第二次铁出铁量 t200306075 小修结束时炉内余铁 t130114192252 送风后全风耗时 小时35334144表2 2008年

6、以来四次降料面后料面与实际风量过剩系数对比高炉年修时间降料面后料面情况风量过剩系数1号高炉2008年5月料面处在风口下沿以下，且料面圆周方向均匀平整；1.442号高炉2008年7月料面中心残留死焦堆，中部高约3米，底面距炉墙约1.5米，近似于下部直径7米，上部直径1米的圆台体。1.222号高炉2009年4月风口前料面低于中心线,中心料面存在略微坡面,偏西南，高约0.5米，直径约3.5米；1.431号高炉2009年5月料面处在风口下沿以下，且料面圆周方向均匀平整；1.43 停气前尽量排出渣铁，可以明显改善送风后风口工作状况，加快恢复进程；降料面过程中适当增加风量过剩系数，比采用憋渣铁的方法更能有

7、效保证降料面效果。 2.2.1 干法布袋维护工艺的改进干法布袋维护工艺的改进 2008年两座高炉降料面检修中，打开干法除尘箱体人孔后，都发生了布袋灰自燃和烧坏布袋现象，还需大量卸运落地除尘灰，造成环境污染和人力财力的浪费。经过多次分析研究，认为造成烧毁布袋的原因是：在降料面过程产生的瓦斯灰粒度小、粘性大、流动性差；高炉顶压低于正常水平，煤气流速低，再加上煤气含水量大；几种因素融合在一起，最终导致灰在布袋表面板结，板结带来高温灰的热量难以散发，板结越厚，积蓄热量越多，当打开箱体人孔后，使挂满灰（含碳量比正常时高10%左右）的布袋在高温下与空气接触自燃，造成布袋损坏。为此在09年降料面前制订了相应

8、的解决方案： 干法除尘箱体入口煤气温度控制必须平稳 加强反吹，反吹由原来正常时的每小时反吹一次调整为连续反吹，尽可能的将布袋的板结灰吹掉 连续输灰，由原来的每班一次输灰改为连续输灰，尽可能将积灰在第一时间排出，灰没有在箱体内板结的时间 充压卸灰，在停气后用锥体吹扫氮气给箱体充压至工作压力（一炉0.16Mpa,二炉0.2Mpa），用氮气代替煤气，继续给箱体卸灰，同时还冷却了布袋。 通过09两次检修实际检验来看，效果十分明显，均没有发生布袋烧坏和卸运落地灰现象。 2.2.2 炉缸冷却水量的控制炉缸冷却水量的控制 首秦高炉炉缸采用薄壁设计，炉缸13段耐火材料为美国UCAR碳砖，其导热性能良好，高炉停

9、风后，如果继续用两台水泵给炉缸供水，会加剧炉缸的冷却，所以停一台软水泵，水量控制在10001500m3/h.；炉门高压水量也相应降低，保证水温差平稳略下降。这样可以大大减少炉缸热量损失，还节省水泵运行消耗。图2 2009年1号高炉停风后炉缸水温差控制实例2.2.3.1 喷涂前炉内风口带残留物的清理 降料面结束后，一般情况下炉内风口带上沿部位会残留较厚的碳渣混合物，我们认为喷涂前必须清理这部分残留物，否则在送风后此部位喷涂料和残留物短时间内脱落进入炉缸，一方面给炉缸的透气透液性造成不利影响，另一方面将造成新炉型的迅速破坏，不利于高炉保持长时间的顺行稳定并打出优异指标。2.2.3.2 对清理反弹料

10、的技术改进 技术改进的主要内容：降料面结束后在料面补加适量焦炭，将风口带凹陷填平，然后再进入炉内将堆尖扒平，并喷覆盖剂保温；在覆盖剂上满铺铁板并固定，然后在两个风口中间放入预先焊接好的架子，使反弹料可以顺架子落到风口前。 这些技术改进措施的实施，有效的避免了反弹料与焦炭混合,净化了炉缸焦炭；同时缩短了清理反弹料的时间，进而缩短工期。 2.2.3 炉内清理维护创新操作炉内清理维护创新操作 2.3.1 快速低温送气技术的实现快速低温送气技术的实现2.3.1.1 装炉料的控制 主要是控制入炉料温度和水分：采用干熄焦装炉，把焦炭水分从6-7%降低到0.5%左右。装炉结矿采用新生产出来的烧结矿，温度从6

11、0左右升高到120左右。其它装炉矿石中，取消含水分较高的澳块（水分2-3%），保留海南矿（水分0.5%左右），锰矿尽可能在干燥季节入仓。 根据实践验证，这样可以使高炉顶温升到100的时间缩短近6小时。 高炉全干法除尘要求布袋入口煤气温度下限为80（煤气结露温度）。低于此温度，布袋煤气中灰尘结露板结，透气性下降，压差急剧升高，造成结露的主要因素是煤气温度和水分。较长时间休风后的恢复，应该尽快使炉顶煤气达到此温度以上，及时改高压并给箱体送气，这是加快恢复进程的关键。另外，成分合格的煤气长时间放散进入大气，对煤气资源紧张的首秦公司来说是极大的浪费，也对周边环境造成污染。因此，探究全干法除尘高炉（荒煤

12、气系统没有顶压调节和放散设施）的快速低温送气技术十分必要。2.3.1.3 用累计耗风总量进行顶温趋势预测 为了提早送气争取主动，又不能在高炉送气后长时间低温引起造成干法工序故障，对送风后炉顶煤气温度趋势预测显得非常重要。通过几次降料面后风量恢复分析，两座高炉顶温稳定达到80和100时耗风量统计如表5。 年修高炉顶温升到80时耗风量 m3顶温升到100时耗风量 m3备注1号高炉2008年466057591818干熄焦1号高炉2009年502156609454干熄焦2号高炉2008年8211601021980干熄焦2号高炉2009年11571201217940湿焦、风口工作差表3 2008年200

13、9年四次年修送风后顶温及耗风量情况2.3.1.2 选择适当的送气温度 在07、08年三次降料面后恢复炉况过程中，炉顶煤气温度升高到100大约需要914小时，对快速恢复造成明显影响。为此，09年4月2#炉恢复时，选用布袋已经超过使用寿命的3个箱体进行低温引气试验，试验开始时间为送风后接近8小时，此时顶温未达到100的要求（记录当时顶温为43），送气后采用增加反吹次数和及时输灰措施，最高压差达到2025KPa （正常压差控制范围2.54KPa），一直持续了13.5小时，顶温才上升到100，炉况正常后这三个箱体仍延续使用，低温引气试验取得初步成功。 借鉴2#高炉上月情况， 09年5月1#高炉恢复炉况

14、，在顶温90左右、送风9小时送气，未对箱体布袋产生任何影响，炉况恢复进程达到预期要求，90 低温引气获得成功。 2.3.2 控制合理风速，根据炉温、料尺状态、压量关系加风控制合理风速，根据炉温、料尺状态、压量关系加风 恢复负荷恢复负荷 首秦全干法高炉除在未送气之前风量恢复速度受到限制外，之后有关风速控制、加风原则与传统湿法除尘高炉基本一致。在恢复矿批负荷时，首秦高炉特点是控节奏、大步幅，基本原则是每次增加负荷要在风量指数平稳前提下进行，矿批大小依据风量而定，每次间隔料批2030批。 出第一次铁后，开始增加负荷矿批； 4.50以下焦炭负荷水平时，每次增加负荷0.400.50； 在4.505. 00焦炭负荷水平时，每次增加负荷0.200.30； 在5.005.30焦炭负荷水平时，每次增加负荷0.100.20 。图3 1号高炉2008、2009年年修送风后负荷与风量变化三、结语三、结语 降料面过程中通过控制最大风量、打水量，保证炉顶、重力除尘到干法箱体入口各部分温度平稳，从而实现干法除尘系统设施的安全运行，避免了糊布袋和烧布袋。 干法除尘工序在停气停风后，应用氮气加压输灰和冷却箱体的工艺技术方法，可以保证箱体不存灰、布袋不损坏，减少检