承德建龍2號(hào)高爐,爐容650m3,屬釩鈦礦冶煉,爐頂設(shè)備為并罐無料鐘。2020年8月20日起,受并罐偏析、原料條件變化及爐役后期爐型侵蝕影響,爐況開始頻繁崩滑料,中心氣流消失,出現(xiàn)管道、懸料等惡性爐況,高爐運(yùn)行狀況明顯變差,產(chǎn)量、指標(biāo)下滑較多。經(jīng)過生產(chǎn)操作人員分析討論和生產(chǎn)實(shí)踐,2號(hào)高爐通過定時(shí)倒罐、中心加焦、調(diào)整布料角度檔位、縮小風(fēng)口面積等措施,確保中心氣流,至2020年10月1日爐況逐步趨于穩(wěn)定,產(chǎn)量及相關(guān)指標(biāo)回升,并實(shí)現(xiàn)了11月29日安全停爐。
爐況演變過程
1.1 并罐偏析影響
并罐高爐料流在喉管中容易產(chǎn)生偏行,而料流中心在溜槽的底面落點(diǎn)隨溜槽的轉(zhuǎn)動(dòng)呈橢圓形變化,這樣就導(dǎo)致了爐料在圓周上的軌跡偏析和料流量偏析,如圖1所示。
實(shí)際上由于爐料的這種運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)使得爐料在爐喉的分布軌跡不是正圓而是一個(gè)近似的鴨蛋形,如圖2a所示 ;考慮到爐料的下落時(shí)間實(shí)際料流軌跡變化會(huì)有一個(gè)偏轉(zhuǎn)角的變化(溜槽順時(shí)針旋轉(zhuǎn)),如圖2b所示。
1.2 原燃料變化
2020年8月中旬開始,為進(jìn)一步減低鐵水成本,調(diào)整高爐入爐原燃料,高爐用焦炭結(jié)構(gòu)由50%一級(jí)+50%二級(jí),逐步調(diào)整為100%二級(jí)焦炭。為降低高爐返礦率,槽下燒結(jié)礦2套篩底4mm下調(diào)為3.5mm。焦炭結(jié)構(gòu)調(diào)整加之入爐含粉增加,入爐原燃料條件變差。
1.3 爐役后期爐型變化
2號(hào)高爐為2011年大修,爐頂為并罐無料鐘,至2020年8月爐襯圓周不均勻侵蝕非常嚴(yán)重,耐材已侵蝕殆盡,基本靠冷卻壁掛渣皮維持生產(chǎn),邊緣氣流分布不均(見圖3),控制難度較大,且探尺頻繁出現(xiàn)崩滑料(見圖4)。
氣流調(diào)整過程
2.1 減少料面偏析,維持合理操作爐型
2號(hào)高爐爐頂上料設(shè)備為并罐無料鐘,并罐無料鐘布料時(shí),存在:落點(diǎn)偏析、流量偏析、粒度偏析和堿度偏析等,不規(guī)則的倒罐周期及爐型的不規(guī)則雙重影響,造成邊緣氣流不穩(wěn),中心氣流弱,易受并罐效應(yīng)影響出現(xiàn)局部邊緣管道。
為減小偏析,調(diào)整氣流,改善爐況,9月2日上部裝入制度通過每批料抽取總焦批的8%焦炭量,間隔11批,以溜槽最小角19°布至中心,即引導(dǎo)中心氣流,同時(shí)在加中心焦的同時(shí),也相應(yīng)進(jìn)行了倒罐操作。此項(xiàng)調(diào)整后,中心氣流逐步顯現(xiàn),爐況穩(wěn)定性較之前明顯好轉(zhuǎn),難行崩料次數(shù)減少,但整體爐況未達(dá)到理想順行狀態(tài)。
2.2 優(yōu)化布料制度,穩(wěn)定中心氣流
高爐煤氣流的分布既是高爐各項(xiàng)操作制度的綜合體現(xiàn),也是制定各項(xiàng)操作制度的依據(jù),合理的煤氣流分布是高爐保持長(zhǎng)期穩(wěn)定順行的前提,主要包括:
(1)高爐保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定順行,高爐的適應(yīng)性較強(qiáng)。
(2)良好的透氣性,風(fēng)壓穩(wěn)定,風(fēng)量風(fēng)壓匹配,下料均勻,爐缸活躍。
(3)與高爐冶煉強(qiáng)度相匹配的穩(wěn)定的煤氣利用率。
(4)形成穩(wěn)定均勻的操作爐型。
為進(jìn)一步改善煤氣流分布,2號(hào)高爐上部調(diào)整布料矩陣,找準(zhǔn)布料起始點(diǎn),實(shí)現(xiàn)布料平臺(tái)加漏斗的特點(diǎn)。9月2日,上部裝料制度逐步進(jìn)行調(diào)整,每一步勤觀察氣流分布,以穩(wěn)定中心氣流為目標(biāo)。具體調(diào)整如表2。
根據(jù)煤氣流分布調(diào)整布料矩陣后,中心氣流逐步趨于穩(wěn)定,整體產(chǎn)量及指標(biāo)達(dá)到正常計(jì)劃值。
2.3 優(yōu)化送風(fēng)制度,控制合適的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能
合理的送風(fēng)制度是高爐長(zhǎng)期保持穩(wěn)定順行的根本,2號(hào)高爐屬釩鈦冶煉,中心不易吹透,為了確保一定的爐腹煤氣量和回旋區(qū)大小,需要合適的風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能。過低的風(fēng)速會(huì)導(dǎo)致爐缸不活躍,死料柱肥大,透氣和透液性下降,爐前作業(yè)困難,見渣率降低,高爐透氣性惡化等影響高爐穩(wěn)定順行的現(xiàn)象產(chǎn)生。
為此下部縮小風(fēng)口面積,提高鼓風(fēng)動(dòng)能,發(fā)展中心氣流,9月27日,將氣流相對(duì)發(fā)展的方向的2#、4#風(fēng)口直徑由φ115調(diào)整為φ110,風(fēng)口面積由0.01582調(diào)為0.01565,相應(yīng)鼓風(fēng)動(dòng)能升高300。
2.4 上下部調(diào)整后,中心氣流穩(wěn)定,爐況指標(biāo)回升
經(jīng)過近一個(gè)月的上下部逐步調(diào)整,中心氣流穩(wěn)定,爐缸工作活躍,壓差降低約5kPa,產(chǎn)量指標(biāo)在完成原計(jì)劃2230噸/日的基礎(chǔ)上,又增加約50噸/日。圖1是2號(hào)高爐各項(xiàng)措施調(diào)整前后計(jì)劃產(chǎn)量和實(shí)際產(chǎn)量的對(duì)比。
結(jié)語
高爐爐役后期,爐墻侵蝕嚴(yán)重,保證穩(wěn)定的中心氣流,是高爐穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)。中心氣流發(fā)生變化,還原、預(yù)熱波動(dòng),熱量水平變化,加劇了爐況的不良傾向,進(jìn)而影響順行等其他問題。承德建龍2號(hào)高爐爐役后期,通過定時(shí)倒罐、中心加焦、調(diào)整布料角度檔位、縮小風(fēng)口面積等一系列措施,確保中心氣流,最終使?fàn)t況恢復(fù)正常,經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到進(jìn)一步提升。