高炉降料面喷涂及快速复风的技术研究

1、首秦全干法除尘高炉降料面及快速复风的技术研究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，针对干法除尘、全软水密闭循环冷却等特点，在干法入口温度控制、快速低温引气、冷却水量调剂、降料面风量匹配和清理炉内残留物等方面进行了多项创新摸索和实践，自07年以来的（两座高炉共计）五次年修均实现了高炉的快速复风并保持优异指标，尤其是09年5月份一号高炉年修取得了不损坏一条布袋

2、情况下送风33小时全面恢复炉况的佳绩。二、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使用的煤气温度控制方法保证干法箱体布袋安全平稳使用的煤气温度控制方法 2.1.2 出铁量及出铁时机的改进出铁量及出铁时机的改进 2.1.3 选用合理的风量过剩系数控制降料面总风量选用合理的风量过剩系数控制降料面总风量v 2.2 降料面结束后炉内清理维护、炉缸保温及干法布袋维护方面重点控制内容降料面结束后炉内清理维护、炉缸保温及干法布袋维护方面重点控制内容 2.2.1 干法布袋维护工艺的改

3、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 喷涂结束复风过程重点控制内容喷涂结束复风过程重点控制内容 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 2.3.2 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使用的煤气温度控制方法保证干法箱体布袋安全平稳使用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

4、以下几个方面工作： 适当降低最大风量值，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 2.1.2 出铁量及出铁时机的改进出铁量及出铁时机的改进 降料面结束后炉缸残留的渣铁量大，复风后需要熔化的渣铁量就大，渣铁熔化所吸收的炉缸热量

5、增加，造成炉渣温度低、流动性和渗透性差，窝在风口前甚至能够将风口糊死，不但影响复风进度，而且增加了炉前出铁的难度。为此，在09年5月的一号高炉年修过程中，首秦摸索出控制出铁的成功经验，即：“第一次铁在送风后1.5小时左右组织，出铁量不控制，要求必须喷花出净后才能堵口，尽可能多地排放渣铁；第二次铁根据风量、风压控制实际出铁时机，保证在停气前出完；第三次铁在确认多数风口见空后组织。”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 13

6、0 + 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 2.1.3 选用合理的风量过剩系数控制降料面总风量选用合理的风量过剩系数控制降料面总风量降料面过程总风量的合理控制，是保证降料面效果的决定性因素。根据首钢北京地区高炉以往经验，计算全炉总风量时过剩系数选取1.30，但根据首秦高炉的五次降料面实践来看，风量过剩系数选用1.40效果更加理想。 表2 2008年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

7、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 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 07年一高炉年修时，发生了布袋灰自燃和烧坏布袋现象，经分析研究制订了相应的解决方案： 干法除尘箱体入口煤气温度的控制必须平稳； 加强反吹，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

8、的板结灰吹掉。 连续输灰，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，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

9、/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 通过组织一次扒料清理炉内风口带残留物通过组织一次扒料清理炉内风口带残留物 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。因此，在五次的年修过程我们均组织了一次扒料（残留物）工作。2.2.3.2 对清理反弹料

10、的技术改进对清理反弹料的技术改进 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、维护方面的创新操作炉内清理、维护方面的创新操作 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.

11、5%左右。装炉结矿采用新生产出来的烧结矿，温度从60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。2.3.1.2 选择适当的送气温度选择适当的送气温度 09年4月二炉恢复时，选用布袋已经超过使用寿命的三个箱体进行低温引气试验，送风不到8小时做送气手续，当时炉顶温度在43左右，大幅低于100要求，送气后采用增加反吹次数和及时输灰措施，最高压差达到20KPa25KPa （正常压差控制范围2.5KPa-4KPa），一直持续了13.5小时，顶温才上升到1

12、00。炉况正常后，这三个箱体虽然经常有压差易升高现象，但又坚持使用，其中一个箱体布袋目前仍在服役，另两个箱体布袋于6、7月间进行更换，低温引气技术取得初步成功。09年5月一高炉恢复炉况，借鉴二炉上月情况，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。2.3.1.3 用累计耗风总量进行顶温趋势预测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易造成干法工序故障，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

13、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2009年四次年修送风后顶温及耗风量情况 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 基本原则是： 出第一次铁后，开始增加负荷矿批，每次增加负荷要在风量指数平稳前提下，4.50以下焦炭负荷，随矿批上升每次增加负荷0.400.50（矿批大小依据风量而定），间隔料批2030批； 在4.50

14、5. 00焦炭负荷水平时，每次增加负荷0.20.3； 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和打水量，保证炉顶、重力除尘器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，减少检修工作量。 通过控制装炉料性能、采用特定的干法箱体操作以及对顶温趋势预测等技术手段，成功实现了低温引气，使送气改高压时间大大缩短。 降料面期间由两次铁改进为三次铁，尽可能排出炉缸所存渣铁，复风后风口工作状况明显好转，可以顺延第一次铁时间，为快速加风恢复提供了条件。 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效保证降料面效果。 停风后炉内清理和维护方面的创新技术（压面焦、铺铁板）对净化炉缸焦炭、缩短工期、降低劳动强度、延长炉衬寿命大有益处。 应用本技术以后，基本