寶武集團中南鋼鐵廣東韶鋼松山股份有限公司(以下簡稱“韶鋼”)8號高爐3200m3于2009年10月開爐,配4座高溫長壽內(nèi)燃式熱風(fēng)爐,吸取國內(nèi)外長壽熱風(fēng)爐成功經(jīng)驗,采用偏心圓弧形熱風(fēng)爐拱頂砌體結(jié)構(gòu),“饅頭形”燃燒室、柵格式陶瓷燃燒器,凹凸槽的七孔高效格子磚(蓄熱室)等。設(shè)置空煤氣雙預(yù)熱裝置。在燃燒混合煤氣(高爐煤氣配加焦?fàn)t煤氣)的條件下,熱風(fēng)溫度達到1200~1250℃。
熱風(fēng)爐破損狀況
韶鋼8號高爐2018年熱風(fēng)爐燒爐過程出現(xiàn):單爐燒爐煤氣流量低,廢氣溫度高,拱頂溫度低,風(fēng)溫不耐送,熱風(fēng)爐廢棄含氧量超標(biāo)等異常情況。2020年1月利用休風(fēng)機會對4座熱風(fēng)爐進行內(nèi)窺鏡檢測,發(fā)現(xiàn)普遍存在隔墻塌磚、燒穿的現(xiàn)象,打開爐箅子入孔發(fā)現(xiàn),大量格子磚塌落在爐底,爐箅子支撐柱傾斜,且磚中夾雜有少量燒損的爐箅子。鑒于4座熱風(fēng)爐破損,存在安全隱患,2020年對4座熱風(fēng)爐逐一輪修。
低風(fēng)溫下的應(yīng)對措施
2020年6月21日對1號熱風(fēng)爐定修,所有閥門下盲板,改造成頂燃式。熱風(fēng)爐退出維修120d,高爐送風(fēng)模式由“兩燒兩送”變成“兩燒一送”。如果在1號熱風(fēng)爐定修期間,3號熱風(fēng)爐工況惡化,風(fēng)溫繼續(xù)大幅度下降,甚至出現(xiàn)退出情況,將導(dǎo)致一燒一送。為避免這種不良后果,采取了以下管控措施。
2.1不同風(fēng)溫區(qū)間,制定煤比的控制上限
風(fēng)溫低于1000℃,高爐負(fù)荷不超過4.5t/t;礦批小于、等于85t/ch,爐渣堿度:1.20±0.03。風(fēng)溫低于950℃時,煤比不大于150kg/t,最大煤量不超過55t/h,盡可能全風(fēng)口噴煤,確保均勻噴吹。當(dāng)風(fēng)溫低于800℃時,全停噴煤,按全焦冶煉逐步下調(diào)負(fù)荷。低風(fēng)溫期間高爐重力除塵灰、布袋灰每2d取樣檢測一次,指導(dǎo)高爐操作,評價噴吹煤粉的燃燒效果,具體見圖1。
2.2優(yōu)化送風(fēng)參數(shù)、保障低風(fēng)溫后煤粉燃燒效率
根據(jù)風(fēng)溫下降、爐況接受富氧的情況,適當(dāng)提高理論燃燒溫度,富氧量逐步提高到23000~25000m3/h,彌補風(fēng)溫低大噴煤狀態(tài)下風(fēng)口前溫度的不足;低風(fēng)溫操作期間嚴(yán)格控制風(fēng)量不大于5800m3/min;利用休風(fēng)機會調(diào)小2個風(fēng)口,縮小進風(fēng)面積,風(fēng)口面積按<0.42m2;視爐況的實際情況,退負(fù)荷的同時采取開放中心的裝料制度調(diào)整,中心溫度CCT1控制在500℃以上,降低次中心溫度,控制在350℃以下,邊緣氣流指數(shù)控制在0.6~0.85,風(fēng)溫低至850℃以后,時間長容易造成爐墻結(jié)厚,邊緣氣流受阻,風(fēng)溫低至下限后,邊緣指數(shù)往上限靠;優(yōu)化布料矩陣,布料角度起始角度由43°退到目前的39°,實現(xiàn)高爐內(nèi)煤氣流均勻分布,同時提高爐料透氣性。實現(xiàn)煤粉在爐內(nèi)充分燃燒,減少低風(fēng)溫后未燃煤發(fā)生量。
2.3操作爐型的維護
低風(fēng)溫后,軟熔帶上移,軟熔區(qū)間變寬,料柱透氣性變差,容易引起熱負(fù)荷(Q值)波動,爐墻溫度報警,造成大塊渣皮掉入爐缸,引起高爐爐溫波動。長時間的熱負(fù)荷大幅波動會引起下料爐型破壞,造成爐況失常;風(fēng)溫低至850℃后,關(guān)注爐體Q值的下限,避免長時間Q值過低,引起爐墻結(jié)厚。風(fēng)溫大幅下滑時,關(guān)注熱負(fù)荷波動,依據(jù)熱負(fù)荷Q值波動的大小及波動的頻次,進行階梯性壓差、風(fēng)量、燃料比管理。具體見表1。
2.4造渣制度調(diào)整
風(fēng)溫降低后,出現(xiàn)高爐渣鐵物理熱與化學(xué)熱不匹配現(xiàn)象,呈現(xiàn)鐵水溫度低、鐵水含硅高等特點。鐵水不好流,爐渣中夾雜未燃煤粉,流動性變差。為保證渣鐵的流動性,當(dāng)風(fēng)溫<900℃或渣鐵流動性不好時,視具體情況加硅石、錳礦改善流動性。同時鐵水溫度下調(diào),按1505~1525℃控制,硅數(shù)上提至0.35%~0.65%,爐渣堿度下調(diào)至1.15~1.20,鐵水含硫上調(diào)至0.025%~0.035%,渣中Al2O3含量控制在15%以內(nèi),鎂鋁比保持在0.6以上。關(guān)注現(xiàn)場渣流實物中未燃煤粉情況。爐外操作針對鐵水硅高、流動性差,制定出渣出鐵方案,確保渣鐵及時排放。
2.5送風(fēng)管系異常狀況監(jiān)控及處理
熱風(fēng)爐隔墻塌陷,大部分碎磚塌落在燃燒器火井上面,送風(fēng)期間被熱風(fēng)吹到熱風(fēng)閥,致熱風(fēng)閥關(guān)不到位,吹到圍管,堵塞送風(fēng)系統(tǒng)。
1)熱風(fēng)爐熱風(fēng)閥出現(xiàn)卡磚的處理
出現(xiàn)熱風(fēng)閥卡磚,來回開關(guān)熱風(fēng)閥砸磚,超過1h未處理好,須休風(fēng)處理。設(shè)備室組織優(yōu)化搶修,檢修人員和工器具、備件等現(xiàn)場準(zhǔn)備,縮短無計劃休風(fēng)時間。熱風(fēng)閥底部排污口制作箱體。利用休風(fēng)機會定期清理箱體內(nèi)部熱風(fēng)閥砸碎掉落的耐火材料。
2)高爐風(fēng)口及送風(fēng)系統(tǒng)堵磚、堵煤的監(jiān)控碎磚隨氣流易在中節(jié)、吹管部位堵塞,影響高爐進風(fēng)均勻性和風(fēng)口噴煤,可能造成風(fēng)口、吹管燒穿,影響爐況順行。制定送風(fēng)系統(tǒng)檢查巡查方案,按照煤槍噴煤狀況,風(fēng)口明亮程度,中節(jié)、吹管溫度從定性和定量上嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),以便在檢測手段有限條件下發(fā)現(xiàn)堵磚隱患。休風(fēng)定期檢查風(fēng)口是否堵磚,風(fēng)口攝像應(yīng)全部恢復(fù)使用。
低風(fēng)溫措施實施后效果
2019年9月韶鋼8號高爐爐腹、爐腰段銅冷卻壁集中大面積破損,與此同時熱風(fēng)爐出現(xiàn)隔墻塌磚、燒穿,造成風(fēng)溫低。針對這兩大不利因素,通過對冷卻壁漏水規(guī)范管控、風(fēng)溫低后的爐內(nèi)操作調(diào)整,未引起燃料比、置換比大幅上升,爐況整體順行,高爐各項指標(biāo)基本維持。2019~2020年韶鋼8號高爐指標(biāo)見表2。