高爐操作者的任務(wù)是要保持合理操作爐型,實現(xiàn)煉鐵生產(chǎn)的“高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)保”。穩(wěn)定順行是組織煉鐵生產(chǎn)的靈魂。原燃料準(zhǔn)備、燒結(jié)、球團、焦化、動力等工序均是要做好為煉鐵生產(chǎn)服務(wù)。在生產(chǎn)組織上,應(yīng)統(tǒng)一服從煉鐵領(lǐng)導(dǎo)。這樣,可以得到煉鐵效益的最大化,而不追求某個指標(biāo)的先進性,要實現(xiàn)煉鐵系統(tǒng)綜合效益的最佳化。
高爐操作者是通過對高爐裝料、送風(fēng)、造渣、熱制度的調(diào)整,來實現(xiàn)煉鐵生產(chǎn)的優(yōu)化,達到“高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)?!钡哪繕?biāo)。
1.高爐煉鐵的操作手段
1.1送風(fēng)制度的調(diào)整(又稱下部調(diào)劑)
包括:風(fēng)量(反映在風(fēng)壓和壓差),風(fēng)溫,富氧,脫濕鼓風(fēng),風(fēng)速(風(fēng)口徑,長度,角度),鼓風(fēng)動能,以及噴煤對風(fēng)量的影響等。
煤氣流分布,首先從風(fēng)口開始,軟熔帶占煤氣阻力的60%,使煤氣流重新分布,爐型對煤氣流是起重要作用。煤氣流分布決定了CO2含量,影響了燃料比變化。
1.2熱制度的調(diào)整
調(diào)整焦炭負(fù)荷,風(fēng)溫,噴煤比。對冷卻水進行調(diào)整(又稱中部調(diào)劑)。
1.3裝料制度的調(diào)整(又稱上部調(diào)劑)
調(diào)整裝料制度,是調(diào)整上部煤氣流分布,實現(xiàn)爐料的充分加熱,可提高礦石的間接還原度(間接還原是放熱反應(yīng)),產(chǎn)生降低燃料比的效果。
固定因素:爐喉直經(jīng)和間隙,大鐘傾角,行程,下降速度,爐身角。
可調(diào)因素:料線,礦批重,裝料順序,布料器運行,無料鐘布料制度,可調(diào)爐喉板等。
上部調(diào)劑和下部調(diào)劑要相互配合,使煤氣流合理分布(實現(xiàn)CO2含量高,低燃料比),爐缸活躍,提高能源利用率,實現(xiàn)高爐操作優(yōu)化等。
1.4造渣制度的調(diào)整
爐渣性能:流動性,熔化性(長渣和短渣),穩(wěn)定性,脫硫能力等。
爐渣性能的調(diào)整:堿度(二元,三元,四元),加MgO(適應(yīng)高AI2O3量),低堿度排堿金屬,提高脫硫能力(高堿度渣脫硫能力高)等。
2.四個基本制度之間的關(guān)系
高爐順行的前提:科學(xué)合理的選擇送風(fēng)制度和裝料制度。
煤氣流合理分布的基礎(chǔ):下部調(diào)劑送風(fēng)制度,是對高爐生產(chǎn)起決定性作用。
維持高爐順行的重要手段:上部調(diào)劑裝料制度,用科學(xué)布料來優(yōu)化煤氣流的再分布。
爐缸熱量充沛、生產(chǎn)穩(wěn)定的前提:高爐熱量收支平衡。
保證爐況順行、爐體完整,脫硫能力強的條件:優(yōu)化造渣制度。
四個基本操作制度是相互依存,相互影響。煤氣流的合理分布取決于送風(fēng)制度和裝料制度。爐缸熱量充沛取決于熱制度和送風(fēng)制度。
3.高爐操作的原則
高爐操作是以下部調(diào)劑為基礎(chǔ),上下部調(diào)劑相結(jié)合,控制好爐溫,爐缸活躍,實現(xiàn)高爐順行穩(wěn)定生產(chǎn)。
調(diào)劑爐況的原則
(1)建立預(yù)案制,盡量早發(fā)現(xiàn),早預(yù)測爐況波動的性質(zhì)和程度,及早采取相應(yīng)措施,杜絕重大事故發(fā)生。
(2)在操作上是早動、少動,力求減少人為因素對爐況造成波動的幅度。減少加空焦,減少大幅度調(diào)整的比例等。
(3)要掌握各調(diào)劑量所產(chǎn)生的作用內(nèi)容,起作用的程度和時間。
(4)依據(jù)對爐況影響的大小,經(jīng)濟損失的程度,操作參數(shù)調(diào)整的順序為:
噴煤→風(fēng)溫(調(diào)濕)→風(fēng)量→料制→焦炭負(fù)荷→凈焦。
4.調(diào)劑手段實施后對生產(chǎn)起作用的時間
(1)變動噴煤比會在3~4個小時后起作用,是實現(xiàn)高爐高效化(全風(fēng)量,最高風(fēng)溫操作)的最好手段,是料速調(diào)整的首選手段,可確保爐缸熱制度穩(wěn)定,生產(chǎn)指標(biāo)最佳的目標(biāo)。
(2)調(diào)劑風(fēng)量一般在1.5~2小時起作用。降風(fēng)溫要損失焦比,改變軟熔帶位置,對合理爐型變化有影響。
(3)改變裝料制度,特別是調(diào)整焦炭負(fù)荷,加凈焦要在一個冶煉周期后起作用。改變裝料制度會對煤氣流分布有較大影響。調(diào)整焦炭負(fù)荷對熱平衡會有影響。
調(diào)負(fù)荷最好不變動焦批重(一般要求焦層厚為0.5M,寶鋼在0.8M左右),保證焦炭透氣窗作用不發(fā)生變化,以保證煤氣流穩(wěn)定。
(4)調(diào)劑風(fēng)量、富氧、脫濕會立即見到效果。
5.送風(fēng)制度的調(diào)整
高爐煉鐵是以風(fēng)為本,要盡量實現(xiàn)全風(fēng)量操作,并且要穩(wěn)定送風(fēng)制度,以維持好合理爐型,煤氣流分布合理,爐缸活躍。
選擇風(fēng)量的原則:風(fēng)量必須要與料柱透氣性相適應(yīng),建立最低燃料比的綜合冶煉強度在1.0~1.3t/m3·d的概念,是高爐煉鐵節(jié)能降耗工作的重要指導(dǎo)思想。
冶煉每噸生鐵消耗風(fēng)量值(不富氧)
風(fēng)機的選擇為:送風(fēng)量為爐容的二倍左右。目前中小高爐大多數(shù)是選擇大風(fēng)機。
5.1固定風(fēng)量操作
進行脫濕鼓風(fēng)可使一年四季送風(fēng)量均衡(根據(jù)氣態(tài)方程,冬天與夏天風(fēng)量差14%),有利于提高噴煤比。
穩(wěn)定操作制度,三個班的要求要統(tǒng)一,實行固定風(fēng)量操作要求各班裝料批數(shù)<±2批料。風(fēng)量波動不大于正常風(fēng)量的3%。
5.2調(diào)劑風(fēng)量的原則和方法
每次調(diào)劑風(fēng)量要在總風(fēng)量的3%左右,二次加風(fēng)之間要時間大于20分鐘,加風(fēng)量每次不能超過原風(fēng)量的10%。
以透氣性指數(shù)為依據(jù)進行調(diào)整風(fēng)量。為節(jié)能,由鼓風(fēng)機來加減風(fēng),風(fēng)閘全關(guān)。
一般爐況向熱不減風(fēng)。爐涼時要先提風(fēng)溫,提高鼓風(fēng)溫度,增加噴煤量,不能制止?fàn)t涼時可適度減風(fēng)(5%~10%),使料速達到正常水平。
低料線時間大于半小時要減風(fēng),不允許長期低料線作業(yè),并相應(yīng)調(diào)整焦炭負(fù)荷。
休風(fēng)后復(fù)風(fēng)一般用全風(fēng)的70%左右(風(fēng)壓,壓差不允許高于正常水平),待熱風(fēng)壓力平穩(wěn)或有下降趨勢時才允許再加風(fēng),加風(fēng)后的熱風(fēng)壓力和壓差不允許高于正常水平。
煤氣流失常時,應(yīng)以下部調(diào)劑為主,上部調(diào)劑為輔。
5.3不同容積高爐風(fēng)速和鼓風(fēng)動能的選擇
目前,中小高爐在高冶煉強度下,它的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能是高于此值,冶煉強度升高,鼓風(fēng)動能降低,原燃料質(zhì)量好的高爐風(fēng)速和鼓風(fēng)動能較高,噴煤量提高,鼓風(fēng)動能低一些,但也有相反情況,富氧后,風(fēng)速和鼓風(fēng)動能均要提高,冶煉鑄造鐵的風(fēng)速和鼓風(fēng)動能比煉鋼鐵低。
長風(fēng)口比短風(fēng)口風(fēng)速和鼓風(fēng)動能均低一些。風(fēng)口數(shù)目多,鼓風(fēng)動能低,但風(fēng)速高。矮胖多風(fēng)口高爐,風(fēng)速和鼓風(fēng)動能均要提高。隨高爐爐容的擴大(生產(chǎn)中后期),風(fēng)速和鼓風(fēng)動能均要增加。一般情況下,風(fēng)口面積不宜經(jīng)常變動。
5.4冶煉強度的選擇
煉鐵學(xué)理論:高爐利用系數(shù)=冶煉強度÷燃料比
使用提高冶煉強度的辦法來提高利用系數(shù)是不科學(xué)的。這是中小高爐使用大風(fēng)機,進行高冶煉強度冶煉,來實現(xiàn)高產(chǎn)的普遍辦法。這樣做法是高能耗,高污染的作法。寶鋼噸鐵風(fēng)耗為950m3/t左右,而中小高爐為1200~1500m3/t。風(fēng)機產(chǎn)出1m3風(fēng)要耗0.85kgce/t能耗。生產(chǎn)實踐表明,高爐操作經(jīng)濟的冶煉強度在1.0~1.2t/m3·d。在1.2t/m3·d冶強以上,冶強每升高10%,焦比升高1.4%,爐渣脫硫能力降低。
高爐增產(chǎn)的正確方法是:降低燃料比,提高富氧率和爐頂壓力。用爐腹煤氣量指數(shù)取代冶煉強度來衡量高爐強化程度是最科學(xué)的方法,其定義為:單位爐缸面積上產(chǎn)生的爐腹煤氣量。操作較好的高爐爐腹煤氣量指數(shù)在58~66,最高為70。
5.5富氧
富氧鼓風(fēng)可提高產(chǎn)量,爐腹煤氣量減少,噸鐵煤氣量減少,有利于提高噴煤比(風(fēng)口前理論燃燒溫度提高)。所以,富氧要與提高噴煤比相結(jié)合。
風(fēng)中含氧21%增至25%,增產(chǎn)3.2%~3.5%;風(fēng)中含氧25%升到30%,增產(chǎn)3%。富氧1%,可增加噴煤量15-20kg/t,煤氣發(fā)熱值提高3.4%,可增產(chǎn)4.76%,風(fēng)口面積要縮小1.0%-1.4%。因為富氧后煤氣體積會減小,要保持原來風(fēng)速。高爐爐況不順,要先停氧。
富氧7%以上不經(jīng)濟。因氧是用電換來的。建議為高爐專門配備變壓吸附制氧設(shè)備(《鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)計規(guī)范》中有此要求),不受煉鋼富余氧量變化的制約,含氧量也不用那么純,85%即可,成本也低(1M3氧氣電耗變壓吸附制氧設(shè)備為0.3度,而深冷制氧為0.5度),運行靈活(開停只十幾分鐘)。
5.6脫濕鼓風(fēng)
理論上風(fēng)中每增加1%的濕度,需要有提高72℃風(fēng)溫來補償,每1%的濕度相當(dāng)于8g/m3鼓風(fēng)。風(fēng)中每增加1g水,需要9℃熱風(fēng)來補償。實際高爐鼓風(fēng)含1g/m3水后,會有H2的產(chǎn)生,有利于鐵礦石還原,是個放熱反應(yīng)。實際鼓風(fēng)增濕1g/m3,只要6℃風(fēng)溫來補償。
無噴煤的高爐,采用加濕鼓風(fēng)可實現(xiàn)使用高風(fēng)溫?zé)掕F,有利于增產(chǎn)降焦。
5.7高壓操作
爐頂煤氣壓力大于0.03MPa叫高壓操作。由常壓改為80KPa高壓后,鼓風(fēng)量可增加10%~15%,相當(dāng)于提高2%風(fēng)量,再提高壓力后,所增加風(fēng)量為1.7%~1.8%;當(dāng)頂壓達到80Kpa,可以推動煤氣壓差發(fā)電裝備TRT運轉(zhuǎn);到120Kpa時,就會有效益。
提高頂壓10KPa,可增產(chǎn)1.0±0.2%,降焦比0.3%~0.5%,有利于冶煉低Si鐵,提高TRT發(fā)電能力,降低爐塵含量。
高壓操作不利于SiO2的還原,強化了滲碳過程,故有利于冶煉低硅鐵;一定程度降低焦比。高壓操作煤氣體積減小,流速降低,壓頭損失減少,有利于煤氣熱值充分傳遞給爐料,促進高爐順行和節(jié)能,允許加風(fēng)量2.5%-3.0%
6.裝料制度的調(diào)整
高爐煤氣流合理分布取決于裝料制度與送風(fēng)制度的相互配合。裝料制度優(yōu)化可使?fàn)t內(nèi)煤氣分布合理,改善礦石與煤氣接觸條件,減少煤氣對爐料下降的阻力,避免高爐憋風(fēng),懸料。提高煤氣利用率和礦石的間接還原度,可降低焦比,促進高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行。
6.1裝料制度包括
裝料順序,爐料批重,布料方式,料線等。
1)雙鐘爐頂設(shè)備裝料方式
正同裝OOCC↓;正分裝OO↓CC↓;半倒裝COOC↓;倒分裝CC↓OO↓;倒同裝CCOO↓;大鐘傾角一般為50°~53°,大鐘行程一般為400~600mm。
加重邊緣裝料的影響:由重到輕,正同裝→正分裝→混同裝→半倒裝→倒分裝→倒同裝。
2)無料鐘爐頂設(shè)備
一批料,流槽旋轉(zhuǎn)8~12圈,礦和焦的α角差為2°~4°。
α0=αc+(2°~4°)
可實現(xiàn)單環(huán)、多環(huán)、扇形,螺旋布料,定點布料,中心加焦。大高爐可選擇α角12~15個檔位。
無料鐘布料易形成的料面:周邊一定寬度的平臺和中心漏斗,促進邊緣和中心兩股氣流共同發(fā)展。
6.2布料效應(yīng)
使用不同爐料,加重邊緣效應(yīng)為天然礦石→大粒度球團礦→小粒度球團礦→燒結(jié)礦→焦炭→小粒度燒結(jié)礦。石灰石要布到中心,防止邊緣產(chǎn)生高粘度的爐渣,使?fàn)t墻結(jié)厚。
6.3礦批重的選擇
礦批重具有均整料面的功能,又有配合裝料次序改變爐料縱深分布。每座高爐均有一個臨界礦批重,當(dāng)?shù)V批重大于臨界礦批重,再增大礦批重時,會有加重中心的作用。過大礦批重會加重邊緣和中心的作用。
不同容積的高爐建議礦批重如下:
目前,原燃料質(zhì)量的不斷惡化,有降低礦批量趨勢。大高爐的焦批厚在0.65~0.75m,不宜小于0.5m。寶鋼焦批在800mm。調(diào)負(fù)荷一般不動焦批,以保持焦窗透氣性穩(wěn)定。焦批的改變對布料具有重大影響,操作中最好不用。
高爐操作不要輕易加凈焦,只有在出現(xiàn)對爐溫有持久影響的因素存在才用(如高爐大涼、發(fā)生嚴(yán)重崩料和懸料,設(shè)備大故障等)。而且只有在凈焦下達爐缸時才會起作用。加凈焦的作用:有效提爐溫,疏松料柱,改爐料透氣性,改變煤氣流分布。跟據(jù)情況采取改變焦碳負(fù)荷的方法比較穩(wěn)妥,不會造成爐溫波動。調(diào)焦炭負(fù)荷不可過猛,變鐵種時,要分幾批調(diào)劑,間隔最好1-2小時。
高冶煉強度,礦批重要加大。噴煤比提高,要加大礦批重。
加大礦批重的條件:邊緣負(fù)荷重、礦石密度大改用密度小時(富礦改貧礦)、焦炭負(fù)荷減輕。
減小礦批重的條件:邊緣煤氣流過分發(fā)展;在礦批重相同的條件,以燒結(jié)礦代替天然礦;加重焦炭負(fù)荷;爐齡后期等。
改變裝料順序的條件:調(diào)整爐頂煤氣流分布,處理爐墻結(jié)厚和結(jié)瘤,開停爐前后等。
為解決鐘閥式爐頂布料不均,使用布料器可消除爐料偏析。
布料器類型:馬基式旋轉(zhuǎn)布料器—可進行0o、60o、120o、180o、240o、360o六點布料。仍有布料不均現(xiàn)象,易磨損。
快速旋轉(zhuǎn)布料器—轉(zhuǎn)速為10~20轉(zhuǎn)/分,布料均勻,消除堆角。
空轉(zhuǎn)螺旋布料器—與快速旋轉(zhuǎn)布料器結(jié)構(gòu)相同,旋轉(zhuǎn)漏斗開口為單嘴,沒有密封。
布料器不轉(zhuǎn)時要減輕焦炭負(fù)荷1%~5%。
6.4可調(diào)爐喉
大型高爐有可調(diào)爐喉。寶鋼1號高爐有24塊可調(diào)爐喉板,有11個檔位,可使料面差由0.75m至3.58m,對爐內(nèi)料面影響較大。
6.5料線
料線越高,則爐料堆尖離開爐墻遠,故使邊緣煤氣流發(fā)展。料線應(yīng)在爐料碰爐墻的撞點以上。每次檢修均要校正料線0點。
中小高爐爐料線在1.2~1.5m,大型高爐在1.5m~2.0m。裝完料后的料線仍要有0.5m的余富量。兩個料R下降相差要小于0.3~0.5m。料線低于正常規(guī)定的0.5m以上時,或時間超過1小時,稱為低料線。低料線1小時,要加8%~12%的焦,料線深超過3m時,要加10%~15%的焦炭。
高爐低料線時間長,就應(yīng)休風(fēng),也不允許長期慢風(fēng)作業(yè)。否則會造成爐缸堆積和爐墻結(jié)厚,破壞合理爐型。
6.6判斷裝料制度是否合理的標(biāo)準(zhǔn)
煤氣利用率:CO2/(CO+CO2)值,好為0.5以上,較好為0.45左右,較差為0.4以下,差為0.3以下。
煤氣五點分析曲線:饅頭型差,雙峰型有兩條通道,喇叭花型中心發(fā)展,平坦形(雙燕飛)最好。
爐頂溫度,好的標(biāo)準(zhǔn):中心500℃左右,四周150~200℃。四周各點溫差不大于50℃。
CO2含量表示能源利用(反映在燃料比)情況:
2000m3以上高爐應(yīng)在20%~24%;
1000m3左右高爐為20%~22%;
1000m3以下高爐為18%~20%。
7.熱風(fēng)制度的選擇
高爐煉鐵熱量來源:碳素燃燒(焦炭、煤粉)占78%,熱風(fēng)帶入熱量19%,爐料化學(xué)反應(yīng)熱3%。
7.1爐缸熱量表示方式
物理熱:鐵水和熔渣的溫度,一般為1350~1550℃,正常值為1450℃左右。大高爐熱量充沛,溫度高。
化學(xué)熱:生鐵含Si量。煉鋼鐵控制在0.3%~0.70%,Si含量0.5%以下為宜。鑄造鐵為在指定范圍,兩爐之間含Si波動<±0.2%。
風(fēng)口區(qū)理論燃燒溫度:2250±50℃,大高爐可2150±50℃。
爐渣堿度也可以表述爐缸工作熱狀態(tài)。爐渣溶化溫度是爐缸溫度調(diào)整手段之一。
7.2影響熱制度的因素
影響爐缸溫度方面因素:風(fēng)溫、富氧、噴煤、鼓風(fēng)溫度和濕度、焦炭負(fù)荷,爐料下降速度,礦石含鐵品位等。
影響熱量消耗方面因素:原燃料數(shù)量和質(zhì)量,爐內(nèi)間接還原程度,冷卻水冷卻強度(包括漏水),煤氣熱能利用,高爐操作水平(料速,崩料,懸料等)。
影響爐內(nèi)熱交換的因素:煤氣流分布和流速,布料方式;爐料傳熱速度和熱流比,爐料粒度、密度和氣孔形式;鐵礦石冶金性能等。
煉鐵設(shè)備和企業(yè)管理因素:煉鐵設(shè)備運行狀態(tài),冷卻設(shè)備是否漏水,冷卻強度;稱量的準(zhǔn)確度,高爐操作水平(四個制度穩(wěn)定)。
影響煉鐵燃料比變化(焦比+煤比小塊焦比+)因素
7.3焦炭負(fù)荷的調(diào)整
采用固定焦批重,來調(diào)焦炭負(fù)荷,保證煤氣流穩(wěn)定。
由煉鋼鐵改為鑄造鐵操作:按生鐵含Si升高1%,燃料比升高40~60Kg/t計算,爐渣堿度降低0.07~0.1。適當(dāng)縮小風(fēng)口面積和減少風(fēng)量,縮小礦批重10%左右。
鑄造鐵改為煉鋼鐵操作:把渣堿度過渡放在首要位置,先調(diào)堿度后加負(fù)荷。調(diào)焦負(fù)荷要分階段進行,幅度要小。把握住風(fēng)量正常值,密切注意爐墻水溫差變化,有大變化及時調(diào)負(fù)荷。一般是風(fēng)量穩(wěn)定后再調(diào)裝料制度。
把握住停噴煤時的負(fù)荷調(diào)整和熱滯后的時間差,以利爐溫穩(wěn)定??茖W(xué)計算煤粉的置換比,維持好綜合焦炭負(fù)荷不變。
重視低料線的負(fù)作用:
半小時低料線要減輕負(fù)荷5%~10%,低料線1小時要補加焦炭原負(fù)荷的15%~25%。低料線3m以上時要適當(dāng)減風(fēng)量。不允許長時間低料線作業(yè),該休風(fēng)的就要休風(fēng),不能抱有僥幸心理。低料線的爐料下到風(fēng)口區(qū)時,高爐難操作,要作適當(dāng)調(diào)整。高爐操作不允許高爐長期慢風(fēng)作業(yè)。
休風(fēng)時間與減焦負(fù)荷的關(guān)系
下雨焦炭負(fù)荷的調(diào)整
增加倒裝批數(shù)要調(diào)負(fù)荷
洗爐和護爐的負(fù)荷調(diào)整要根據(jù)需要進行調(diào)焦炭負(fù)荷,要防止?fàn)t墻粘結(jié)物脫落造成爐涼的后果。
7.4噴吹煤粉
高爐噴吹煤粉是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的中心環(huán)節(jié),是鋼鐵工業(yè)三大技術(shù)路線之一,是國內(nèi)外高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展的大趨勢。提高噴煤比是結(jié)構(gòu)節(jié)能的重要手段,可有效地緩解我國主焦煤緊張,同時又可以減少煉焦過程中對環(huán)境的污染,還是降低煉鐵成本的有效手段,還可降低煉鐵系統(tǒng)的建設(shè)投資。
提高噴煤比的技術(shù)措施:高風(fēng)溫(1200℃)、降低渣鐵比(小于300Kg/t)、富氧(3%左右)、脫濕鼓風(fēng)(濕度6%左右)、提高料柱透氣性(原燃料轉(zhuǎn)鼓強度高,含粉末少,冶金性能好等)、高爐操作水平好(煤氣分布均勻,煤粉分配均勻,煤焦置換比高等)、優(yōu)選煤種(可麼性,流動性,燃燒性好,發(fā)熱高,含有害雜質(zhì)少等)。
提高噴煤比的理論基礎(chǔ)是:確保爐缸溫度在2200±50℃,提高煤粉燃燒率(煤粉粒度,可燃性,燃燒環(huán)境等),提高爐料透氣性等。
調(diào)劑噴煤量是操作高爐的重要內(nèi)容,應(yīng)成為常用的手段。因為通過增減煤量調(diào)整爐溫,所產(chǎn)生效果要快,也方便,又經(jīng)濟。用煤量調(diào)整來控制料速是有好的效果,工長們應(yīng)掌握這個技能。
每噴吹100kg/t煤粉,煤氣體積增加4.6%,理論燃燒溫度降低消耗200-250℃(煙煤降低溫度多)。
噴煤的效果:爐缸煤氣體積和鼓風(fēng)動能增加,間接還原度提高,理論燃燒溫度降低,料柱煤氣阻力增大,爐缸需要補充熱量,有熱滯后現(xiàn)象,冶煉周期加長。
配煤的原則:煙煤和無煙煤混合噴吹可提高噴煤比。但揮發(fā)分要小于是25%,灰份要小于焦炭灰份含量(小于13%)。
可麼性好和可麼性不好的煤要合理搭配:無煙煤粒度-200目在80%-85%,煙煤在50%-65%,含結(jié)晶水的褐煤在富氧條件下粒度可更粗。水份在1%左右。
提高噴煤比的原則:提高噴煤比后煉鐵燃料比不升高,除塵灰中含碳量不高。煙煤噴吹要有安全保護設(shè)施。
7.5調(diào)劑爐溫的原則
固定最高風(fēng)溫,用噴煤量來調(diào)劑爐溫,注意噴煤熱滯后現(xiàn)象,把握風(fēng)量、噴吹強度對置換比的影響。調(diào)劑量要適度,有提前量,準(zhǔn)確。
低風(fēng)溫(低于1000℃)、小風(fēng)量(正常風(fēng)量的80%以下)時,不宜進行大噴吹量,防煤粉燃燒率低,煤焦置換比低。
調(diào)劑爐缸熱狀態(tài)手段順序為:
富氧—噴煤—風(fēng)溫—風(fēng)量—裝料制度—變焦負(fù)荷—加焦;
對熱制度影響由快變慢的順序:風(fēng)量、風(fēng)溫、噴煤、焦負(fù)荷;
兩次鐵之間要求生鐵含Si量要穩(wěn)定:煉鋼鐵波動小于0.2%,鑄造鐵小于0.45%。
調(diào)劑風(fēng)溫
降風(fēng)溫可一次降到所需要的風(fēng)溫水平。
提風(fēng)溫要緩慢謹(jǐn)慎。每次提風(fēng)溫幅度在20~30℃,每小時不能超過30~40℃,最高不允許大于50℃。原料含粉率高的高爐提風(fēng)溫要更加小心。
提高風(fēng)溫的效果:風(fēng)溫提高100℃,理論燃燒溫度升高60-80℃,風(fēng)口前碳素燃燒減少,爐內(nèi)壓差升高5kPa,冶煉強度下降2%-2.5%,直接還原度上升,爐身和爐頂溫度下降,降焦比15-20kg/t。
8.渣制度的選擇
高爐造渣制度要滿足高爐冶煉的要求:渣鐵易分離、脫硫能力高,爐渣流動性好(粘度低),穩(wěn)定性好。
8.1.對造渣制度的要求
在優(yōu)化配礦時,要選擇初成渣生成晚,軟熔區(qū)間窄,對爐料透氣性有利,初渣中FeO含量少。
希望爐渣熔化溫度在1300~1400℃,粘度小于10泊左右,可操作的溫度波動范圍大于150℃。要求爐渣能自由流動的溫度為1400~1500℃,粘度小于2.5泊,粘度轉(zhuǎn)折點在大于1300~1250℃。
爐渣在正常溫度下要有良好的流動性和穩(wěn)定性。
希望爐渣從流動到不流動的溫度范圍比較寬、稱之為長渣。溫度波動±25℃,二元堿度波動±0.5時,有穩(wěn)定的物理性能。
有足夠的脫硫能力,在爐溫和堿度適宜條件下,硫負(fù)荷<5Kg/t,硫的分配系數(shù)為25~30,硫負(fù)荷>5Kg/t時,分配系數(shù)為30~50。
對高爐襯磚侵蝕能力較弱
在爐溫和堿度正常條件下有較好的熔化性、流動性、穩(wěn)定性,脫硫性,能冶煉出優(yōu)質(zhì)生鐵。
8.2對原燃料質(zhì)量的基本要求
原燃料含硫低,硫負(fù)荷小于5Kg/t。
原料難熔,易熔組分低,含CaF2,TiO2越低越好。
易揮發(fā)的K、Na含量低,含K2O+Na2O<3.0%。注意焦炭和煤粉灰分中堿金屬含量,K比Na對爐料和耐火材料的破壞作用大十倍。
含有少量的MnO、MgO對造渣有利。SiO2和Al2O3含量低為好,含量高要降低礦石的經(jīng)濟品位。
含鉛和鋅分別要小于0.15%。
粒度小于5mm占比例<5%,5~15mm占比例<30%。
8.3爐渣性能對高爐冶煉的影響
高爐內(nèi)成渣區(qū)是爐料透氣性最差的地方,占高爐煤氣壓頭損失的70%~80%。所以要求爐渣熔化溫度高,熔化區(qū)間窄,流動性好。
初成渣中FeO一定含量,可改善初渣流動性,在下降過程中,被直接還原成金屬鐵,是個吸熱反應(yīng)。溫度低,造成初渣可能會凝固,降低料柱透氣性,引起爐墻結(jié)厚、結(jié)瘤。終渣FeO含量降低1%,渣溫提高20℃。渣中FeO<0.5%為正常值。
渣中CaO、MgO的濃度高有利于脫硫,F(xiàn)eO含量高不利于脫硫。低料線會使?fàn)t渣脫硫能力降低。
含CaF2的礦石,易生成低熔點的爐渣,對脫硫不利,且侵蝕耐火磚。用含CaF2的礦石進行洗爐有好效果。
提高MgO含量可改善高含Al2O3的爐渣流動性。含量Al2O3達18%的爐渣,配加12%~15%的MgO后,爐渣性能得到改善。建議MgO在球團生產(chǎn)中配加,比加在燒結(jié)礦中有利。一般爐渣MgO含量為7%~8%,也可直接加鎂球。
爐渣流動性最好的成份:煉鋼鐵CaO/SiO2在1.05~1.2(倍),鑄造鐵CaO/SiO2在0.8~1.05(倍),MgO在6%~9%。CaO+MgO在48%~50%為宜。MgO不超過20%。
8.4造渣制度的調(diào)整
熔劑爐料要避免加到爐墻邊緣,防止?fàn)t墻結(jié)厚和結(jié)瘤。
洗爐劑要加到爐墻邊緣。
碎鐵、軋鋼氧化鐵皮等金屬附加物加到中心。
9.中部調(diào)劑方法
調(diào)劑高爐中部區(qū)域(爐腹至爐身下部)爐體冷卻系統(tǒng)的冷卻制度,使之有適宜的熱流強度,有益于形成合理爐型,進而促進煤氣流的優(yōu)化。中部調(diào)劑也是治理爐墻結(jié)厚的好辦法。
熱流強度是通過監(jiān)測冷卻水的溫差來計算,爐型控制和煤氣分布。冶煉煉鋼鐵時爐腹和爐腰區(qū)的熱流強度應(yīng)在30~40MJ/m2·h,冶煉鑄鐵鐵為38~50MJ/m2·h。
正常冶煉的高爐冷卻設(shè)備水溫差值:爐腹、爐腰為6~8℃,不能長期低于5℃。爐身下部4~6℃,中部3~5℃,上部2~4℃。
調(diào)劑水壓幅度一般在±20Kpa,但下限不得低于50Kpa,避免水速過低。上限不超過150Kpa(夏季南方企業(yè)可高一些)。
10.高爐煉鐵操作制度調(diào)整的原則
(1)建立以預(yù)防為主的工作思路:對爐況波動做出準(zhǔn)確地判斷。早、少量進行科學(xué)調(diào)整,把爐況大波動消失在萌芽之中。
(2)各操作參數(shù)要有靈活可調(diào)的范圍,各操作參數(shù)要留有余地。調(diào)整爐況,不允許多因素一起調(diào)整;這樣不容易找準(zhǔn)參數(shù)量。
(3)正常生產(chǎn)條件下,先采用下部調(diào)劑手段,其次為上部調(diào)整,再次為調(diào)整風(fēng)口面積。特殊情況下采用上下部同時調(diào)劑。
(4)恢復(fù)爐況,首先恢復(fù)風(fēng)量(高爐煉鐵是以風(fēng)為本),活躍爐缸是基礎(chǔ),處理好風(fēng)量與風(fēng)壓關(guān)系,相應(yīng)恢復(fù)風(fēng)溫和噴煤,最后調(diào)整料制。
(5)長期不順的高爐,風(fēng)量與風(fēng)壓不對應(yīng),采用上部調(diào)劑無效時,要果斷縮小風(fēng)口面積,或堵部分風(fēng)口。
(6)爐墻侵蝕嚴(yán)重,冷卻設(shè)備大量破損,不宜采取強化操作。不允許風(fēng)渣口壞,湊對再換。要最大限度地減少對爐缸的漏水,可提高高爐壽命。
(7)爐缸水溫差高,要及早采取TiO2礦護爐,提高爐溫等措施,堵部分風(fēng)口,提高部分冷卻設(shè)備冷卻強度等。關(guān)注水溫差曲線出現(xiàn)拐點和熱流強度超過警戒值,要分析出是真實水溫差高,還是爐皮串風(fēng)。
(8)建立綜分析爐況的工作制度,每周每月有技術(shù)分析會,各工長爐長參加,集思廣益,科學(xué)判斷爐況,提出下一步高爐操作方針。