邯鋼新區(qū)1號(hào)高爐爐況失常恢復(fù)的實(shí)踐

史佳佳　夏萬順

(河鋼邯鋼公司)

邯鋼新區(qū)1號(hào)高爐爐況失常恢復(fù)的實(shí)踐

史佳佳夏萬順

(河鋼邯鋼公司)

摘要詳細(xì)分析了導(dǎo)致邯鋼新區(qū)1號(hào)高爐爐況失常的原因，認(rèn)為水渣系統(tǒng)事故率高打亂了高爐正常的出鐵秩序，導(dǎo)致爐況出現(xiàn)波動(dòng)，氣密箱傾動(dòng)系統(tǒng)故障造成爐內(nèi)氣流分布徹底失常。高爐在休風(fēng)更換了氣密箱后, 通過優(yōu)化水渣操作工藝、加循環(huán)焦、小礦批、中心加焦、堵風(fēng)口的方法快速恢復(fù)了爐況。

關(guān)鍵詞中心加焦氣密箱爐況恢復(fù)

PRACTICE OF 1#BLAST FURNACE ABNORMAL CONDITION RECOVERY IN HAN STEEL NEW ZONE

Shi Jiajia Xia Wanshun

(Handan Iron and Steel Group Co., Ltd)

ABSTRACTThe cause of 1#blast furnace abnormal condition in Han steel new zoneis analyzed. It shows that the high accident rate of water slag system disrupt the normal order of the blast furnace top-hole, and then cause the furnace condition to fluctuate, the gas-seal box tilting system failure cause the furnace air distribution disorder completely. After replacing the gas-seal box during stopped blast, the furnace condition of BF recovered quickly by optimizing the water slag operation process, adding the circulating coke, using small batch, Centre adds coke, plugging tuyere .

KEY WORDScentre adds cokegas-seal boxfurnace condition recovery

0前言

2014年11月11日開始，邯鋼新區(qū)1號(hào)高爐出現(xiàn)邊緣氣流劇烈波動(dòng)，壓量關(guān)系異常緊張的現(xiàn)象，高爐采取多項(xiàng)措施后效果都不明顯。到17日上午10:40放完料后，發(fā)現(xiàn)料線突然變深，并且高爐鋼磚水溫差急劇上升，同時(shí)發(fā)現(xiàn)布料時(shí)溜槽旋轉(zhuǎn)電流較正常小4 A～5 A，高爐于下午14：52休風(fēng)檢查布料系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)爐頂氣密箱傾動(dòng)系統(tǒng)不能傾轉(zhuǎn)到最大角度，立即組織休風(fēng)進(jìn)行更換，歷時(shí)近67 h。送風(fēng)前操作者預(yù)見到爐況恢復(fù)的困難性，大幅調(diào)整了操作參數(shù)，使?fàn)t況快速恢復(fù)了正常，將損失降到了最低。

1爐況失常的過程及原因判斷

1.1爐況失常前高爐運(yùn)行情況

11月11日前1號(hào)高爐順行良好，日產(chǎn)量在7800 t以上，各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，維持在正常水平。11日前一周高爐的主要生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)見表1。

表1　11日前一周高爐主要生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)

1.2爐況失常的過程

高爐邊緣氣流從11月11日開始波動(dòng)，主要表現(xiàn)為各段冷卻壁溫度大幅波動(dòng)，高爐第9段冷卻壁11日到17日期間溫度變化趨勢(shì)如圖1所示。

從圖1可以看出，爐墻溫度大幅升高，并且波動(dòng)劇烈。爐內(nèi)壓量關(guān)系緊張，壓差升高，透氣性變差，高爐不接受風(fēng)氧。壓量關(guān)系隨邊緣氣流波動(dòng)時(shí)緊時(shí)松，操作曲線呈“葫蘆”狀，同時(shí)伴隨煤氣利用率不穩(wěn)定，忽高忽低，壓量關(guān)系松時(shí)煤氣利用率低，壓量關(guān)系緊時(shí)煤氣利用率高。受煤氣利用率波動(dòng)影響，高爐爐溫波動(dòng)大，不好穩(wěn)定。高爐被迫減風(fēng)減氧退負(fù)荷以保高爐運(yùn)行。

圖1　第9段冷卻壁11日到17日溫度變化趨勢(shì)圖

在高焦比的維持下，高爐在16日運(yùn)行尚可。到 17日上午10:40，高爐放完1批焦炭后料線突然深達(dá)1.8 m/1.8 m，而正常料線為1.2 m/1.2 m，檢查各項(xiàng)操作參數(shù)無異常后，操作者開始認(rèn)為是高爐氣流波動(dòng)引發(fā)了突然崩料，繼續(xù)放料想要盡快趕回正常料線，但是連放幾批料后并沒有趕回正常料線，忙命令上料工去爐頂檢查布料設(shè)備。此時(shí)，從爐頂熱成像系統(tǒng)上觀察不到中心火焰，并且高爐缸磚水溫差急劇上升，有原來的5.6 ℃快速上升到43.3 ℃，上料工檢查布料設(shè)備未發(fā)現(xiàn)異常，隨后發(fā)現(xiàn)布料時(shí)β電流變小為10 A ～11 A，而正常布料時(shí)為14 A ～15 A，其余參數(shù)無異常。操作者開始認(rèn)識(shí)到應(yīng)該是爐頂設(shè)備出現(xiàn)問題造成爐料不到邊緣所致，初步懷疑是布料溜槽斷裂或磨漏。

此時(shí)高爐氣流已經(jīng)完全失常，為盡可能保證氣流正常，高爐采取中心加焦的方法來保證中心氣流 強(qiáng)度，同時(shí)將焦炭最后一檔由30 °變?yōu)?6 °，料制由 變?yōu)?，同時(shí)把料線變?yōu)?.8 m/1.8 m，以保證爐料盡量布到邊緣。立即減負(fù)荷，分批加凈焦55 t，礦批從87 t退到82 t，焦批由19.5 t加到20 t，焦比從402 kg/t加到436 kg/t,做好休風(fēng)準(zhǔn)備。下午14：52開始休風(fēng)，打開點(diǎn)火孔檢查布料溜槽，未發(fā)現(xiàn)異常，隨即打開氣密箱人孔檢查扇形碼盤，發(fā)現(xiàn)與爐頂360 °碼盤存在較大的誤差，實(shí)際最大布料角度只有35 °，而高爐布料檔位最大角度為41 °，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高爐布料要求，故障不能復(fù)位，只能更換氣密箱。11日-17日高爐的主要生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)見表2。

表2　11日-17日高爐主要生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)表

2爐況失常原因的判斷

2.1水渣作業(yè)不正常的影響

邯鋼新區(qū)1號(hào)高爐水渣作業(yè)區(qū)有南場(chǎng)和北場(chǎng)兩套INBA沖制系統(tǒng)，正常生產(chǎn)時(shí)輪流作業(yè)。2014年前高爐水渣作業(yè)區(qū)由外委單位運(yùn)作，為節(jié)約生產(chǎn)成本，公司在2014年11月7日辭退了外委單位，改由正式職工操作。由于新操作者對(duì)水渣沖制工藝不熟悉，造成水渣作業(yè)事故頻繁發(fā)生，高爐被迫多次緊急堵口、連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間單場(chǎng)出鐵，這嚴(yán)重影響了高爐的正常出鐵秩序，大大降低了高爐渣鐵的出凈率，使大量渣鐵長(zhǎng)時(shí)間窩存在爐缸內(nèi)，惡化了高爐料柱的透氣性和透液性[1]，高爐壓差大幅上升，高爐不得不減風(fēng)減氧應(yīng)對(duì)，高爐順行變差,導(dǎo)致了11日后高爐邊緣開始波動(dòng)。

2.2爐頂氣密箱傾動(dòng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致布料異常

氣密箱傾動(dòng)系統(tǒng)故障，事后拆解氣密箱發(fā)現(xiàn)傾動(dòng)齒輪箱渦輪蝸桿齒輪磨損嚴(yán)重，使最大布料角度只有35 °，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高爐布料最大42 °角度的要求。爐料因此布不到邊緣，都布到了離爐墻較遠(yuǎn)的位置，料線因此失去了作用。中心氣流明顯受阻，邊緣氣流過分發(fā)展，從爐頂熱成像看不到中心氣流，爐墻各段溫度大幅上揚(yáng)，爐喉缸磚水溫差在短短的1 h內(nèi)由原來的5.6 ℃急劇上升到43.3 ℃，導(dǎo)致高爐爐況徹底失常。

對(duì)比11日前后爐況的情況來看，11日高爐邊緣氣流就已經(jīng)開始波動(dòng)，采用單純的降料線措施，效果并不明顯，這雖然有爐前出鐵異常的影響，但不排除爐頂氣密箱傾動(dòng)系統(tǒng)在11日前就已經(jīng)開始出現(xiàn)傾動(dòng)不到位現(xiàn)象。氣密箱傾動(dòng)齒輪箱渦輪蝸桿磨損部位的圖片如圖2所示。

圖2氣密箱傾動(dòng)齒輪箱渦輪蝸桿磨損部位圖(照片)

3爐況恢復(fù)過程

3.1休風(fēng)更換氣密箱

1號(hào)高爐有更換氣密箱的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過52 h爐頂氣密箱就已經(jīng)更換完畢，在19日19：16開始送風(fēng)。考慮到是無計(jì)劃休風(fēng)，休風(fēng)料不能正常到達(dá)爐腹位置，同時(shí)考慮到休風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng)，為保證高爐爐缸熱量，休風(fēng)過程中未安排送風(fēng)系統(tǒng)檢修，休風(fēng)后迅速將32個(gè)風(fēng)口全部堵嚴(yán)。

3.2優(yōu)化水渣作業(yè)

利用休風(fēng)機(jī)會(huì)，廠部調(diào)集大量人力物力加大水渣作業(yè)區(qū)的檢修，將一些存在隱患的設(shè)備集中更換或修繕。返聘外委單位專家對(duì)水渣操作工進(jìn)行培訓(xùn)，指導(dǎo)操作工在送風(fēng)前進(jìn)行沖渣模擬操作。同時(shí)每班配備一名外委單位的操作技術(shù)人員，以確保送風(fēng)后水渣運(yùn)行正常。

3.3爐況恢復(fù)

3.3.1爐況恢復(fù)第一階段

考慮到休風(fēng)前高爐中心氣流嚴(yán)重受堵，休風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng)，且是無計(jì)劃休風(fēng)，高爐送風(fēng)時(shí)采用小礦批結(jié)合全焦冶煉并附加循環(huán)焦的措施，同時(shí)將中心焦加到3.5圈。經(jīng)驗(yàn)表明全焦冶煉附加循環(huán)焦既可以快速疏導(dǎo)高爐氣流，也可以快速提升爐缸溫度，而中心焦可以快速打開中心氣流[2]。表3是送風(fēng)時(shí)主要操作參數(shù)表。同時(shí)為保證盡快打開中心氣流，高爐堵8個(gè)風(fēng)口，采用24個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，以保證送風(fēng)時(shí)足夠的鼓風(fēng)動(dòng)能。

表3　送風(fēng)時(shí)主要操作參數(shù)表

送風(fēng)后，風(fēng)量快速恢復(fù)到4000 m3/min，但此時(shí)爐頂氣密箱出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，高爐不得不慢風(fēng)3 h等待處理爐頂氣密箱漏氣，當(dāng)氣密箱漏氣處理完畢后加風(fēng)到4500 m3/min時(shí)，爐頂大放人孔又出現(xiàn)大面積漏氣，高爐再次慢風(fēng)等待，為使高爐在慢風(fēng)下吹透中心，高爐在20日夜班15批將礦批減到76 t，同時(shí)把料線降到1.4 m/1.4 m。但在有風(fēng)的情況下，補(bǔ)焊人孔困難，高爐在凌晨5點(diǎn)改常壓操作，仍不能處理人孔漏點(diǎn)，高爐不得不再次休風(fēng)，于20日上午9：16休風(fēng)補(bǔ)焊人孔漏點(diǎn)。

3.3.2爐況恢復(fù)第二階段

大放人孔經(jīng)過846 min才處理完畢，高爐在21日1:40再次送風(fēng)。考慮到第一次送風(fēng)慢風(fēng)時(shí)間較長(zhǎng)，不僅惡化了高爐料柱的整體透氣性，還消耗了大量的爐缸熱量，加風(fēng)必定非常困難，高爐再次送風(fēng)時(shí)將礦批減到76 t，送風(fēng)全焦比達(dá)到551 kg/t，仍然采用全焦冶煉附加循環(huán)焦的方式加入，同時(shí)補(bǔ)加凈焦20 t用以提升爐缸熱量。第二次送風(fēng)時(shí)主要操作參數(shù)見表4。

表4　第二次送風(fēng)時(shí)主要操作參數(shù)

送風(fēng)后，加風(fēng)困難。當(dāng)風(fēng)量加到3500 m3/min時(shí)，高爐邊緣氣流不斷，時(shí)有深崩料發(fā)生，崩料后壓量關(guān)系異常升高，爐料運(yùn)動(dòng)差，邊緣時(shí)有管道發(fā)生，管道發(fā)生后爐頂溫度迅速升高，不得不打水控制。第一次鐵物理熱只有1430 ℃，爐渣流動(dòng)性差，被迫改火渣，爐內(nèi)果斷采取提爐溫措施，到00:06送風(fēng)時(shí)補(bǔ)加的凈焦下到爐缸，鐵水溫度達(dá)到1470 ℃，爐渣流動(dòng)性明顯改善。循環(huán)焦和中心加焦一個(gè)冶煉周期后，爐內(nèi)關(guān)系也得到了緩和，氣流穩(wěn)定性變強(qiáng)，中心氣流明顯得到改善。然而，風(fēng)量加到4200 m3/min時(shí)不再好突破，考慮到全焦冶煉時(shí)爐腹煤氣量只與風(fēng)氧量有關(guān)，煤氣量較小，不利于氣流向中心滲透，同時(shí)全焦冶煉時(shí)煤氣分布趨于平坦化，不利于間接還原的發(fā)展，煤氣利用率差，氣流對(duì)料制敏感性差[3]。因此，為改善爐腹煤氣量，高爐在夜班第10批果斷將循環(huán)焦去掉，開始噴煤。噴煤后爐腹煤氣顯著升高，氣流可控性增強(qiáng)，風(fēng)量逐步回升。到早上8:00風(fēng)量加到4900 m3/min，探尺運(yùn)動(dòng)狀況得到改善，間接還原得到改善，煤氣利用率大幅回升，鐵水溫度上升到1500 ℃，爐渣流動(dòng)性得到了改善，可以正常沖制水渣。第二次送風(fēng)時(shí)的主要操作參數(shù)調(diào)整變化見表5。

表5　第二次送風(fēng)時(shí)主要操作參數(shù)調(diào)整變化表

送風(fēng)后1個(gè)冶煉周期后，氣流逐漸變得順暢，高爐快速捅開堵著的風(fēng)口，逐步加風(fēng)，到上午10：00風(fēng)量逐步回升到5300 m3/min，白班第17批將料制回歸正常，當(dāng)料制下達(dá)后，氣流逐漸穩(wěn)定。下午18：00風(fēng)口全開，風(fēng)量到恢復(fù)正常水平，下午19：00開始富氧2000 m3/h，到晚上23：00高爐風(fēng)氧量基本回歸到正常水平。20日到24日高爐主要指標(biāo)參數(shù)見表6。

4結(jié)論

表6　20日-24日高爐主要指標(biāo)參數(shù)表

(1)任何情況下的休復(fù)風(fēng)都必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化操作，避免出現(xiàn)其它的事故，延誤爐況恢復(fù)，增加爐況恢復(fù)的難度。

(2)從發(fā)現(xiàn)爐頂布料異常到?jīng)Q定休風(fēng)查看爐頂布料設(shè)備，操作者用時(shí)2 h，得益于操作者豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，避免了布料異常引發(fā)更嚴(yán)重的爐況失常，為后期快速恢復(fù)爐況提供了基礎(chǔ)。

(3)加循環(huán)焦的方法，能快速疏導(dǎo)爐內(nèi)氣流，改善氣流分布。當(dāng)爐內(nèi)氣流穩(wěn)定和爐溫合適后，快速降焦增煤能有效改善爐腹煤氣量，增加煤氣流對(duì)料制的敏感性，利于爐況快速恢復(fù)。

5參考文獻(xiàn)

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[2]陳奎，劉志朝，盧建光.邯寶1號(hào)高爐中心喉管磨漏導(dǎo)致爐況失常的處理[J].煉鐵,2012,31(2):34-37.

[3]劉志朝,陳奎，王磊.邯寶高爐爐腹煤氣量指數(shù)和透氣阻力系數(shù)的控制[J].煉鐵，2013,32(4)：12-16.

收稿日期聯(lián)系人：夏萬順，工程師，河北. 邯鄲 (056015), 河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鐵廠；：2015—8—25