浅谈高炉操作炉型管理与炉况顺行
正常的操作炉型应该是既能维持生产稳定、低耗、优质,又能使高炉有长寿的内型,即内壁表面光洁、下料顺畅,渣皮稳定。维持一个合理的高炉操作炉型,尽量减少炉况波动,是实现高炉长寿的关键。高炉是一个极其复杂的化学反应器,在同一时间起作用的因素很多,炉型变化的形式多种多样,正常渣皮脱落,不会对炉况顺行造成一定的影响,但当发生炉墙粘结或渣皮大面积脱落等炉型变化时,如不尽快采取措施则会造成炉况失常,并对产量造成一定的影响。综合分析高炉操作炉型变化特点、调控手段,并结合炉型变化导致高炉炉况失常的实例,提出有关高炉操作炉型管理方面的建议,以飨读者。
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1 高炉炉型变化的特点及影响因素
正常的高炉操作炉型表现为内壁表面光滑、渣皮稳定,但在实际高炉生产中,因造渣制度、装料制度、送风制度、热制度及外界原料等因素变化的影响,高炉操作炉型会发生粘结或渣皮脱落等变化,对高炉顺行造成了很大的影响,严重的渣皮脱落,还会导致冷却壁大面积的损坏。分析炉墙粘结的因素主要有:①原料含粉高,边缘煤气流不发展,发生边缘管道;②造渣制度不稳定,炉渣性能变化大,渣铁流
动性差,易造成炉墙粘结;③炉温控制差,波动大,高炉软熔带频繁上下波动;④长时间冶炼高硅低硫铁多,炉渣流动性差;⑤冷却壁漏水或冷却水水压、水温的变化导致冷却强度过大;⑥布料制度不合理,导致局部边缘气流或边缘管道。而造成炉墙渣皮大面积脱落的主要影响因素是:送风制度、装料制度不合理,边缘气流发展;冷却制度发生变化导致冷却强度偏低,形不成稳定的渣皮。
2 炉型管理与非正常炉型的调控
目前,在高炉操作中很难对炉内行为进行直接测量,还只能通过间接的方法获取炉内信息,由于企业对炉型管理认识上的差距而导致炉型管理手段的各异:①对中小型企业来说,在炉型管理上未建立一套完善的监控体系,只是通过炉身温度变化规律,获取煤气流分布及炉料分布的信息,渣皮形成及脱落,并由此来区分炉型的不同特征,实际生产中,并未对炉型管理制定一套严格的管理体系,致使炉型变化不能及时发现并采取措施;②中国大中型企业,已将高炉炉型管理列入管理对象,引进专家诊断系统,主要对炉体热负荷、渣皮形成与脱落情况、管道发生情况、滑崩料情况进行管理,及时分析高炉操作炉型的变化特点、变化规律、影响因素、将非正常的炉型转变为正常状态,使炉况保持了长久稳定顺行。非正常炉型与正常炉型的表征特点见表1。
炉型发生变化时须及时采取措施,使高炉操作炉型转为正常操作炉型;否则,炉型的变化会导致炉况失常,进而影响高炉各项经济技术指标。一般采取的措施是:①布料特性决定了煤气流分布,进而决定了炉内温度场的分布和软熔带的形状和位置,特别是炉墙处炉料的软熔行为会引起炉墙渣皮结厚或脱落,通过布料制度的调整,有效控制煤气流的分布,是使高炉型恢复正常炉型的重要手段。当炉墙发生粘结时,主要采取放边措施,适当发展边缘气流,炉墙发生渣皮脱落时要采取压边措施控制边缘煤气流;②控制好炉温、炉渣碱度,处理炉墙粘结,适当将炉温控制在上限水平,严禁低炉温操作,一般生铁中w(Si)严格控制在0. 45%以上,放低炉渣碱度,生铁含硫以二类铁为主,确保良好的渣铁流动性;③控制冷却强度,渣皮脱落不易形成渣皮时,要提高水压,提高该部位的冷却强度。出现粘结,要适当降低水压,降低该部位的冷却强度;④处理下部粘结时,适当进行洗炉。
3 炉况失常举例与几点体会
2005年1月原料供应紧张,自1月10日起450m3高炉开始使用含粉较高洋球,13日高炉开始出现滑尺,高炉未采取措施,14日高炉滑尺频繁,且出现管道形成,进而高炉不吃风,连续坐崩料,炉况失常,休风发现高炉严重偏料,南料线低,北料线高,东南6号风口炉身中部有粘结物。分析其原因是:① 1月10日使用含粉较高的洋球,造成上部料柱透气性变差,边缘气流不发展,边缘管道形成较多,高炉频繁出现坐料,边缘局部粘结;②在炉况出现局部边缘管道的情况下,炉温控制差,波动大,低炉温次数多,软熔带频繁上下波动,加之频繁采取放顶压操作而加剧了炉墙粘结;③操作者对炉墙粘接的重视不够,也未采取措施进行处理,致使炉墙粘结面积不断扩大,终引起严重偏料且导致煤气流严重失常。
2005年3月31日,因山后料厂进行皮带调试,焦炭未经过筛进入高炉,大量面子入炉,料柱透气性变差。在此期间,烧结调整配比,造成渣中三氧化二铝上升,高时达到19%～ 20%,炉渣流动性变差,自4月2日炉况开始波动,出现小滑尺及管道。接受1月份炉况失常的教训,考虑主要是炉墙已出现局部粘结,故调整布料制度,改三环为单环,适当放边,降低炉渣碱度,配加萤石进行洗炉,同时联系原料厂调整配比降低渣中w(Al2O3)18%以下,炉况很快转入正常。
通过上述实例的对比分析体会到:①高炉生产中,由于受各种因素的影响,高炉操作炉型会发生变化,非正常的操作炉型会导致炉况波动,进而造成炉况失常,因此高炉应建立起完善的炉型管理体系,综合利用高炉冷却壁温度和热负荷的变化,及时了解炉型的波动及变化,维护高炉操作炉型,有力促进炉况长久稳定顺行;②在高炉日常操作中,要严格控制好炉温、碱度,避免连续高硅低硫操作,重视渣铁的流动性,维持高炉合理的操作炉型;③重视高炉中部调剂,通过调整冷却系统参数来达到及时调整、维护炉型的目的;④经一段时间的强化冶炼后,要适当进行疏导,利用发展边缘煤气流动对炉墙不规则部位进行清理。
