馬明鑫
( 唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000)
摘 要: 唐鋼 3 號高爐風(fēng)口小套頻繁損壞，本文從原燃料、裝料制度、熱制度等方面分析了風(fēng)口小套破損機(jī)理，經(jīng)實(shí)踐探索出了適應(yīng)爐況順行的操作制度及技術(shù)措施，極大降低了風(fēng)口小套破損率，提高了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
關(guān)鍵詞: 高爐; 風(fēng)口小套; 破損率
0 引言
唐鋼新區(qū) 3 號高爐于 2021 年 4 月開爐，截止到2021 年 12 月 31 日，共計(jì)風(fēng)口小套損壞 31 個(gè)，月均破損達(dá)到 3．44 個(gè)，破損率達(dá)到 18．39% /10 ktFe。與國內(nèi)外先進(jìn)大型高爐相比差距較大，首鋼 2 號高爐全年風(fēng)口小套破損 20 個(gè)以內(nèi)，濟(jì)鋼 3 號高爐甚至最好指標(biāo)達(dá)到全年零破損［1］。由于風(fēng)口小套破損嚴(yán)重須高爐進(jìn)行休風(fēng)更換處理，嚴(yán)重影響了高爐的穩(wěn)定順行。為此，根據(jù)風(fēng)口小套破損機(jī)理制定了一系列降低風(fēng)口破損率措施，2022 年底風(fēng)口小套破損率大幅降，有效提高了爐況穩(wěn)定性和適應(yīng)性。
1 風(fēng)口小套破損機(jī)理及控制措施
1．1 改善原燃料條件
原燃料質(zhì)量差尤其是焦炭質(zhì)量，作為爐內(nèi)料柱骨架其對煤氣流穩(wěn)定起到關(guān)鍵作用［2］。尤其是冬季，北方地區(qū)溫度較低，對于燒結(jié)礦生產(chǎn)來說，精礦粉含水較大，易出現(xiàn)大量的凍塊，使燒結(jié)配料過程中出現(xiàn)大量卡倉現(xiàn)象，嚴(yán)重影響配料的精準(zhǔn)性和堿度的穩(wěn)定，同時(shí)也影響燒結(jié)料的混勻，最終影響燒結(jié)礦質(zhì)量。其它原燃料，如球團(tuán)、塊礦、焦炭等，也會因冰凍而沾粘結(jié)大量粉末，糊粘篩分設(shè)備，降低篩分效率，使入爐粉末量增加，影響高料柱透氣性，進(jìn)而影響高爐的順行狀況。唐鋼制定了嚴(yán)格的原燃料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，最大限度的避免由于大量粉末爐料入爐造成的爐料透氣性差，爐內(nèi)壓差偏高，邊緣氣流不穩(wěn)的現(xiàn)象。原燃料質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)條件時(shí)，爐況穩(wěn)定性大幅提高，風(fēng)口破損率明顯下降，生產(chǎn)結(jié)果分別見表1、表 2 和表 3。
1．2 優(yōu)化裝料制度
唐鋼新區(qū) 3 號高爐中心焦量較大，中心氣流較盛，邊緣氣流過度控制，壁體溫度偏低且呆滯，易形成爐墻粘結(jié)，不利于爐況的穩(wěn)定順行，渣皮脫落易砸壞風(fēng)口上部［2］; 如果邊緣溫度過高，則造成爐墻渣皮剝落頻繁，氣流波動大，易造成風(fēng)口小套損壞，通過不斷地調(diào)整布料制度放邊或壓邊，尋求最佳的中心與邊緣兩道氣流控制條件尤為重要。通過“保證中心氣流，穩(wěn)定邊緣氣流”的料制控制原則，優(yōu)化布料制度，保持壁體溫度、靜壓穩(wěn)定，全爐溫差區(qū)間逐步壓縮穩(wěn)定至 1．6～2．0 ℃，壁體溫度維持在 60～200 ℃，形成穩(wěn)定的操作爐型，提高風(fēng)口小套周圍工作環(huán)境的穩(wěn)定性，極大提升了風(fēng)口小套對爐況波動的適應(yīng)能力。
生產(chǎn)實(shí)踐證明裝料制度是操作爐型最有效的修正手 段。當(dāng) 壁 體 溫 度、靜 壓 波 動、全 爐 溫 差等表征渣皮狀態(tài)的數(shù)據(jù)超出理想范圍時(shí)，及時(shí)對布料制度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整( 壓邊或放邊) 來保持合理的操作爐型，使?fàn)t墻粘結(jié)的渣皮厚度穩(wěn)定，形成良性循環(huán)，達(dá)到爐況長期穩(wěn)定順行，同時(shí)避免渣皮頻繁脫落砸壞風(fēng)口小套。實(shí)際生產(chǎn)中將布料矩陣按照高爐邊緣礦石和焦炭布料比例分為八個(gè)檔 位，通過調(diào)整檔位有效控制高爐邊緣溫度，從而使全爐水溫差維持在 1． 8 ± 0． 2 ℃ ; 當(dāng)高爐全爐溫差偏離時(shí)，調(diào)整布料矩陣檔位來加快或減緩高爐壁體渣層的形成速率，以達(dá)到穩(wěn)定高爐操作爐型。布料制度一至八依次為加重邊緣，反之為減輕邊緣，見表 4。
1．3 優(yōu)化送風(fēng)制度
鼓風(fēng)動能不足，風(fēng)口回旋區(qū)變小，渣鐵就可能燒損風(fēng)口小套的前端，3 號高爐以風(fēng)量為中心，保證日常生產(chǎn)風(fēng)量維持在 6 000 m3 /min 來提供充足的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能，同時(shí)富氧逐步增加至 28 000 m3 /h，最大限度提高風(fēng)口小套的鼓風(fēng)效率，日產(chǎn)生鐵達(dá)到8 800 t，風(fēng)口破損率大幅度下行至 13．34% /10 ktFe。
1．4 穩(wěn)定爐缸熱制度
熱制度作為高爐生產(chǎn)最基本的操作制度，熱量低水平控制易造成渣鐵黏度增大、流動性變差，易造成風(fēng)口小套燒損高水平控制，高爐整體溫度場梯度增大，局部溫度波動加劇，風(fēng)口小套承受的熱應(yīng)力增大，易造成風(fēng)口小套的損壞，因此，熱制度需保持在合理范圍內(nèi)，并穩(wěn)定控制［3］。實(shí)際生產(chǎn)中，維持鐵水物理 熱 1 500 ～ 1 520 ℃，［Si］控 制 在 0． 3% ～0．4%，生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，采用本熱制度控制措施后，爐缸中心溫度呈穩(wěn)步持續(xù)上升趨勢，開始爐缸中心溫度達(dá) 500 ℃，之后在 550 ℃左右穩(wěn)定波動，保證了爐缸持續(xù)活躍，渣鐵流動性良好，避免了爐缸堆積及“泛液”現(xiàn)象的發(fā)生，煤氣流對風(fēng)口小套的沖刷損耗大幅降低。
1．5 平衡造渣制度，強(qiáng)化爐前渣鐵處理工藝
大多數(shù)風(fēng)口小套破損主要是由于渣鐵的熔損造成的。唐鋼 3 號高爐要求定期進(jìn)行爐渣黏度檢驗(yàn)，確保爐渣黏度適宜、脫硫效果良好，爐渣堿度控制在1．18±0．02，渣鐵比控制在 290 ～ 310 kg /t。尤其長期休風(fēng)后送風(fēng)恢復(fù)或處理異常爐況時(shí)，平衡好爐渣堿度，保證送風(fēng)后涼渣鐵能及時(shí)排出。維護(hù)好鐵口狀態(tài)，提高炮泥質(zhì)量，保證鐵口深度 3．4 ～ 3．6 m，出鐵間隔控制在 10 min 以內(nèi)，見渣率保持在 80%以上，做到出鐵連貫有序。
2 實(shí)踐效果分析
經(jīng)過 2022 年度的一系列生產(chǎn)技術(shù)控制措施的實(shí)施，3 號高爐長期爐況整體穩(wěn)定順行，爐缸工作均勻活躍，生鐵產(chǎn)量水平持續(xù)提高，高爐日產(chǎn)鐵量突破8 300 t，高爐風(fēng)口小套破損率控制效果顯著，風(fēng)口小套破損率持續(xù)降低，如圖 1 所示。
截至 2022 年 11 月風(fēng)口小套破損率降至10．77% /10 ktFe，相較于 2021 年的 18．39% /10 ktFe，風(fēng)口小套破損率大幅降低，高爐休風(fēng)更換漏水風(fēng)口次數(shù)明顯減少。
3 結(jié)語
風(fēng)口小套是高爐送風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，降低風(fēng)口小套破損率對高爐的穩(wěn)定順行有著十分重要的意義?，F(xiàn)將降低風(fēng)口小套破損率控制措施總結(jié)如下:
⑴強(qiáng)化原燃料管理，避免大量粉末入爐，改善高爐透氣性，保持爐況長期穩(wěn)定，降低風(fēng)口小套破損;
⑵鐵水［Si］0．3% ～ 0．4%，物理熱≥1 500 ℃ 控制，維持熱制度的穩(wěn)定控制，保證爐缸中心溫度在500～550 ℃穩(wěn)定波動，爐缸熱量充足、爐缸活躍;
⑶以“穩(wěn)定中心氣流，控制邊緣氣流”為原則，不斷優(yōu)化布料制度，壁體、靜壓穩(wěn)定，全爐溫差 1．6 ～2．0 ℃范圍波動，以改善風(fēng)口小套工作環(huán)境; ⑷選擇合適的造渣制度，堿 度 控 制 在 1． 18 ±0．02，渣鐵比控制在 290～310 kg /t，保證爐渣黏度適宜、脫硫效果良好;
⑸堅(jiān)持“吹透中心”的下部調(diào)劑操作方針，風(fēng)量維持在 6 000 m3 /min 左右，以提供充足的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能，同時(shí)逐步提高富氧率，進(jìn)而提高風(fēng)口鼓風(fēng)效率，最終達(dá)到降低風(fēng)口小套破損率的目的。
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