西昌鋼釩三號高爐開爐達(dá)產(chǎn)實踐

楊坤其

(攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩煉鐵廠,四川西昌615000)

西昌鋼釩三號高爐開爐達(dá)產(chǎn)實踐

楊坤其

(攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩煉鐵廠,四川西昌615000)

通過制定合理的開爐方案,開爐過程中控制適宜加風(fēng)、開風(fēng)口及渣鐵排放進(jìn)程,開爐后及時停用錳礦、硅石、螢石等各種輔料,穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu),調(diào)整布料矩陣,控制合理煤氣流分布,較早地噴煤并堅持使用高風(fēng)溫,西昌鋼釩3號1750m3高爐實現(xiàn)了安全順利開爐和快速達(dá)產(chǎn)。

高爐;開爐;達(dá)產(chǎn);實踐

1 引言

攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司現(xiàn)有3座1750m3高爐,每座高爐設(shè)計利用系為2.335t/m3·d,入爐風(fēng)量為4 300m3/min,日產(chǎn)鐵量為4 085t,日均出鐵次數(shù)12次,設(shè)有兩個鐵口、兩個渣口、24個風(fēng)口、雙矩形出鐵場。高爐采用的是新型SS并罐式無料鐘爐頂,膠帶運輸機(jī)上料,三座改進(jìn)型旋切式頂燃式熱風(fēng)爐,煤氣清洗系統(tǒng)采用全干式除塵并配置TRT余壓發(fā)電,高爐本體厚壁爐襯設(shè)計;爐腹以上十段冷卻壁全部滿鑲碳化硅結(jié)合氮化硅磚,爐腹?fàn)t腰冷卻壁六、七段采用銅冷卻壁,爐底采用超致密粘土、復(fù)合莫來石和半石墨碳塊相結(jié)合的復(fù)合爐底并預(yù)安裝爐底冷卻水管,爐前設(shè)置環(huán)保設(shè)施,成熟、可靠、適用的先進(jìn)工藝技術(shù)及裝備,貫徹精料、高壓、高溫、長壽等技術(shù)方針,采取節(jié)能、環(huán)保、節(jié)省投資的有效措施,為高爐實現(xiàn)“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、安全”和快速達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造良好條件,高爐一代爐齡(不中修)達(dá)到15年以上,熱風(fēng)爐壽命25年以上,總體的工藝技術(shù)及裝備水平達(dá)到國內(nèi)同類型高爐的先進(jìn)水平。

1號高爐和2號高爐分別于2011年12月和2012年12月投產(chǎn),三號高爐于2014年05月31日08∶16點火開爐。此次開爐是在總結(jié)歷次攀鋼大型釩鈦高爐開爐以及1號和2號高爐開爐的經(jīng)驗基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了開爐一次成功,高爐投產(chǎn)后,6月3日產(chǎn)量達(dá)到3 609.7t,利用系數(shù)達(dá)到了2.063t/m3·d,標(biāo)志著三號高爐實現(xiàn)順利快速達(dá)產(chǎn),同時,也標(biāo)志著大型高爐冶煉釩鈦礦實現(xiàn)快速達(dá)產(chǎn)取得了歷史性的新突破。

2 開爐前的準(zhǔn)備工作

2.1 制定周密的準(zhǔn)備方案

(1)制定了《西昌鋼釩三號高爐1750 m3開爐方案》,這是在總結(jié)1號高爐和2號高爐開爐達(dá)產(chǎn)經(jīng)驗基礎(chǔ)上制定的,尤其強(qiáng)調(diào)高爐開爐前上料系統(tǒng)的聯(lián)動試車及爐前設(shè)備系統(tǒng)的正常,確保無設(shè)備問題,保證了開爐順利達(dá)產(chǎn)。

(2)原燃料是高爐冶煉的基礎(chǔ),為了保證高爐開爐工作的順利及快速達(dá)產(chǎn),對開爐時各種原燃料要求都比較高,此次開爐前首先預(yù)備高品位開爐磁鐵礦10 000t,粒度20mm～60mm,預(yù)備水洗石灰石2 000t,粒度15mm～50mm,硅石60t,粒度20mm～60mm,其CaO(有效)≥52%,此次三號開爐采用搗固干熄焦開爐,并備夠焦炭15 000t。各種原燃料按要求提前進(jìn)入指定的礦焦槽,并且嚴(yán)格控制槽下燒結(jié)入爐粉末≤2.5%。各項指標(biāo)見表1和表2。

表1 西昌鋼釩三號高爐開爐原燃料主要成分分析

表2 西昌鋼釩三號高爐開爐焦炭主要性能

2.2 高爐烘爐

烘爐的主要目的是加熱促使高爐耐火材料砌體內(nèi)水分緩慢蒸發(fā),提高砌體整體強(qiáng)度,使整個爐體設(shè)備逐漸加熱至生產(chǎn)狀態(tài),避免生產(chǎn)后因劇烈膨脹而損壞設(shè)備。加熱至300℃恒溫前,以3.75℃/h緩慢升溫,蒸發(fā)爐底、爐缸磚襯水分以及黏合接縫,減少因溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力造成的磚開裂和泥漿剝落。烘爐時嚴(yán)格控制烘爐熱風(fēng)溫度,烘爐曲線需達(dá)到的要求如圖1所示,控制爐頂溫度≤400℃,烘爐溫度從150℃開始。(1)AB段:烘爐風(fēng)溫開始從150℃,每小時升溫3.75℃,經(jīng)40h達(dá)到300℃(烘爐起始風(fēng)溫不在150℃,以恒溫600℃調(diào)整);(2)BC段: 300℃保溫80h;(3)CD段:以10℃/h的速度經(jīng)20h升至500℃;(4)DE段:500℃保溫32h;(5)EF段:以10℃/h的速度經(jīng)10h升至600℃;(6)FG段:進(jìn)行保溫142h;(7)GH段:視爐頂廢氣中水份,如穩(wěn)定在大氣的自然濕份水平后,以8.93℃/h的速度降溫,經(jīng)28h將風(fēng)溫降到350℃,烘爐結(jié)束。

圖1 三高爐高爐烘爐曲線圖

烘爐原則上采用較大風(fēng)量,目的在風(fēng)速、風(fēng)量較大的情況下加強(qiáng)熱傳導(dǎo),以便帶入爐內(nèi)較多的熱量和從爐內(nèi)帶走較多的水份。烘爐初期風(fēng)量用1 600m3/min,后逐步加到2600 m3/min,烘爐最大風(fēng)量≯3 000m3/ min。烘爐過程中,適當(dāng)保持爐頂壓力,有利于熱量傳遞,對烘爐有利,原則上頂壓不宜過高,具體視爐頂溫度定。具體操作方法是通過加壓閥組,調(diào)節(jié)頂壓至需要值。

3 開爐主要技術(shù)措施

3.1 開爐參數(shù)的確定

參照歷次攀鋼釩大中修開爐總焦比,尤其是與三高爐開爐原燃料和設(shè)備狀況類似的二高爐開爐效果,根據(jù)三高爐開爐風(fēng)溫和原燃料實際情況確定開爐料總焦比3.30t/tp (干),正常料焦比1.20t/tp(干),后續(xù)料負(fù)荷1.90t/t,待爐況和設(shè)備運轉(zhuǎn)正常后,逐漸增加焦炭負(fù)荷。渣焦比根據(jù)實際計算確定,配加硅石和灰石進(jìn)行調(diào)整到0.42～0.46,原燃料堆比重根據(jù)實際測定,全爐爐渣堿度選擇CaO/SiO2=1.00～1.05,爐料壓縮率選取凈焦12%,正常料和空料取10%。

3.2 開爐料填充原則

在總結(jié)以往攀鋼高爐開爐成功的基礎(chǔ)上,本次開爐采用帶風(fēng)裝料,全焦炭填充爐缸,全天然磁鐵塊礦開爐,爐料填充原則為爐缸和爐腹容積下部的2/3容積填充凈焦,爐腹上部的1/3容積和爐腰填充空料,爐身間隔裝入空料和正常料。當(dāng)凈焦和空料裝完后,開始通過混風(fēng)閥向高爐送冷風(fēng),當(dāng)裝料到料線6.0米休風(fēng),進(jìn)行料流軌跡測試,測試完后,裝料到規(guī)定料線,送風(fēng)點火。測試料按正常料配比,每次6t,負(fù)荷2.8t/t,進(jìn)行6次測試,共計36t。本次三高爐開爐具體裝料總量及裝料統(tǒng)計表見表3。

表3 西昌三號高爐開爐裝料情況

3.3 生鐵成分

[Si]=2%～3%、[Mn]≤1.3%、[P]＜0.25%、[S]＜0.04%、[Fe]=92%。

4 送風(fēng)制度

(1)開爐選用風(fēng)口:?120mm×24,全部風(fēng)口送風(fēng)進(jìn)風(fēng)面積為0.271 4m2。

(2)本次開爐,在5#、11#、17#、23#風(fēng)口安裝爐底點火吹管,1#、2#、3#、4#、6#、7#、9#、10#、12#、13#、15#、16#、18#、19#、21#、22#、24#風(fēng)口加90mm耐火圈,開爐進(jìn)風(fēng)面積0.187 3m2,開爐風(fēng)口分布圖見圖2。

圖2 三高爐開爐風(fēng)口分布圖

(3)當(dāng)凈焦和空料裝完后,關(guān)爐頂人孔,略關(guān)放風(fēng)閥,開熱風(fēng)閥,全開混風(fēng)閥,關(guān)冷風(fēng)閥,向爐內(nèi)送風(fēng),料線達(dá)到6m休風(fēng),進(jìn)行布料規(guī)律測試,完成之后,裝料到規(guī)定料線,確認(rèn)上料系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常送風(fēng)點火。點火風(fēng)溫用800℃,待風(fēng)口焦炭全部點燃后,風(fēng)溫退至700℃,料動后視風(fēng)口下料情況調(diào)劑風(fēng)溫。

5 開爐操作

西昌三高爐于2014年05月31日08∶16分開始送風(fēng)點火,采用定風(fēng)壓操作,風(fēng)溫800℃,料線東尺為4.8m,西尺為4.3m,南尺為5.04m。08∶42分6#、7#、8#風(fēng)口亮,風(fēng)溫為579℃。08∶45分4#、9#、10#風(fēng)口亮,風(fēng)溫為604℃。08∶48分1#、2#、3#、12#風(fēng)口亮,風(fēng)溫為654℃。08∶50分西鐵口煤氣導(dǎo)出管點燃,08∶55東鐵口煤氣導(dǎo)出管點燃。09∶12分裝料到規(guī)定料線后,西尺為2.12m、南尺為2.02m,9∶30分開煤氣遮斷閥,關(guān)爐頂1#、2#、3#放散閥。09∶35分風(fēng)口全亮,風(fēng)溫撤至700℃,風(fēng)量逐漸加至2 130m3/min左右,送風(fēng)6h后,但料一直未動。14∶40分拉風(fēng)進(jìn)行坐料,14∶58料動,南尺為7.75m,15∶19開始布第一批焦炭, 15∶30見渣堵上西鐵口、東鐵口,16∶05分崩料料線由7.14m到8.09m,18∶06西鐵口開口來渣,18∶16分堵西鐵口,第一次從西鐵口排出約為10t渣鐵混合物,18∶35東鐵口開口,但是鐵口一直噴吹。19∶10東鐵口堵上,之后,2個鐵口不間斷循環(huán)從臨時沙壩出鐵,以保證渣鐵及時排放。隨著拉風(fēng)到零坐料,崩料后,下料逐漸好轉(zhuǎn),爐溫合適,加風(fēng)比較順利,爐況恢復(fù)比較快,合理控制了加風(fēng)與開風(fēng)口進(jìn)程,加風(fēng)每進(jìn)一個臺階就鞏固一個臺階,開風(fēng)口有效地結(jié)合了爐缸均勻活躍程度、鼓風(fēng)動能進(jìn)行。于是6月2日04∶25和07∶20分別開始恢復(fù)東鐵口和西鐵口沙窩子(撇渣器)出鐵,成功出鐵47t,下渣量70t。到6月3日風(fēng)口進(jìn)風(fēng)面積為0.256 1m2,當(dāng)天日產(chǎn)量為3 610.25t,利用系數(shù)為2.063t/m3·d,標(biāo)志著高爐實現(xiàn)了順利達(dá)產(chǎn)。

圖3為開爐48h內(nèi)風(fēng)量操作趨勢圖,圖4、圖5為開爐48h內(nèi)各次鐵水、爐渣的成分。從圖3中可以看出,此次三高爐點火送風(fēng)6h后,進(jìn)行拉風(fēng)坐料,選擇坐料時間比較合理,爐內(nèi)騰出了足夠的燃燒空間,坐料后,由于下料良好,爐溫充沛,渣鐵排放正常,風(fēng)量逐漸加到3 100m3/min左右。從圖4、圖5中可以看出,此次開爐爐溫控制是比較穩(wěn)定的,除第一爐和第二爐生鐵中的[Si]分別為6.113%和7.494%外,鐵水溫度基本維持在1 450℃至1 550℃,在料制轉(zhuǎn)換前[Si]基本上都控制在合適的范圍內(nèi),而且料制轉(zhuǎn)換后,爐溫及二元堿度R2的水平也比較合適。

圖3 開爐后48h操作趨勢圖

圖4 開爐48h鐵水成分

圖5 開爐48h爐渣成分

表4 西昌三高爐開爐達(dá)產(chǎn)期間的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

開爐及達(dá)產(chǎn)期間的操作制度的調(diào)整情況

(1)送風(fēng)制度的調(diào)整

開爐前期由于爐溫較高,5月31日14∶40分拉風(fēng)到零坐料后,加風(fēng)速度較慢,同時謹(jǐn)慎開風(fēng)口,以穩(wěn)定爐況,保持順行為主。09∶35分風(fēng)口全部燃燒點亮,進(jìn)風(fēng)面積為0.187 3m2,隨著風(fēng)量的逐漸恢復(fù),料批數(shù)加大,爐前渣鐵排放順暢,渣鐵流動性逐漸好轉(zhuǎn),逐漸擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)面積,以保證有足夠的鼓風(fēng)動能。同時,由于開爐前期負(fù)荷比較輕,爐溫較高,為了保證全天然磁鐵塊礦冶煉期間渣鐵能順利排放,提高渣鐵流動性,于6月1日00∶14分開加濕1.5t/h。此后,隨著負(fù)荷逐漸加重,加濕量逐漸減小,14∶21至14∶28分,開始試噴煤,噴煤風(fēng)口為2#、13#、19#、22#,之后加濕閥全關(guān),21∶00分開富氧總閥,加風(fēng)過程中逐漸打風(fēng)口圈,保證了足夠的鼓風(fēng)動能,并適當(dāng)提高爐頂壓力,維持適宜的壓差,保證爐況順行,促使形成穩(wěn)定合理的煤氣流,持續(xù)到6月3日風(fēng)口進(jìn)風(fēng)面積為0.256 1m2,平均風(fēng)量達(dá)到3 638m3/min。

(2)裝料制度的調(diào)整

本次開爐采用矩陣布料與鐵廠無鐘爐頂多角度布料相結(jié)合的形式確定布料矩陣,重點通過調(diào)整布料圈數(shù)的手段調(diào)控中心和邊緣礦焦比,控制煤氣流分布。開爐使用礦石單環(huán)的料制,以料流軌跡測試結(jié)果為參考,當(dāng)?shù)V石環(huán)數(shù)為11環(huán)時,采用第5或第6環(huán)為礦石角度。根據(jù)攀鋼釩高爐的操作經(jīng)驗,按礦焦外角差3°～4°,內(nèi)角差5°～7°選擇焦炭環(huán)位,表4為開爐角位控制。隨著風(fēng)量的加大,批重負(fù)荷逐漸往上增加,為控制上部氣流合理分布,礦石平臺也逐漸加寬,礦石由單環(huán)、雙環(huán)到三環(huán),再到四環(huán)料制,從而為高爐成功開爐和順利達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造了重要條件。

表4 開爐角位控制方案表

(3)出鐵與出渣操作

高爐開爐要求科學(xué)把握出鐵時間,第一爐開鐵口時間過晚將出現(xiàn)憋風(fēng),影響加風(fēng)和爐況穩(wěn)定,出鐵時間過早,渣鐵量不足,大量渣鐵淤積在渣鐵溝,爐前工作量較大,將影響到下次鐵開口時間,效果往往適得其反。第一爐鐵后要根據(jù)加風(fēng)進(jìn)程,逐漸加大出鐵頻次,保證渣鐵及時排放,此次三高爐在送風(fēng)點火7h后鐵口見渣堵,分別堵上東西鐵口,6月1日18∶06分第一次開西鐵口,排出約為10t渣鐵混合物。隨著高爐風(fēng)量的不斷提高,爐次間隔時間逐漸縮短,渣鐵及時排放為高爐順利加風(fēng)和快速達(dá)產(chǎn)提高了保證。同時,開爐期間爐溫控制得比較好,除第一爐和第二爐生鐵中的[Si]分別為6.113%和7.494%外,之后[Si]逐爐降低,至6月1日14∶50出西鐵口時,全塊礦冶煉68批后,生鐵中[Si]逐漸控制在2%以內(nèi),成功進(jìn)行了轉(zhuǎn)換為85%釩鈦燒結(jié)礦冶煉,隨著風(fēng)量逐漸恢復(fù)逐漸打圈,6月1日00∶00到23∶00高爐逐漸加重焦炭負(fù)荷,從1.8t/t增加至3.5t/t。礦石批重由17t增加至30t,爐溫水平逐漸恢復(fù)到正常的合理范圍,爐缸工作活躍,爐前工作大大改善,于6月2日04∶25分和07∶20分成功恢復(fù)東鐵口和西鐵口沙窩子(撇渣器)出鐵,為此次三號高爐開爐達(dá)產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ),同時由于釩鈦燒結(jié)礦冶煉特性,配加一定數(shù)量硅石以改善渣鐵流動性及平衡爐渣堿度,鐵水溫度基本維持在1 450℃至1 550℃,爐缸始終保持了良好的工作狀態(tài)。

6 結(jié)語

西昌鋼釩三號高爐此次開爐達(dá)產(chǎn)是攀鋼歷次高爐開爐又一次新突破,高爐送風(fēng)點火后設(shè)備故障較少,為高爐開爐工作奠定了堅實的基礎(chǔ),其主要經(jīng)驗總結(jié)如下:

(1)此次三號高爐開爐僅用3天時間就實現(xiàn)了順利達(dá)產(chǎn),高爐利用系數(shù)達(dá)到2.063t/m3·d,創(chuàng)攀鋼歷次開爐達(dá)產(chǎn)的最好水平,并為今后冶煉釩鈦礦高爐的開爐積累了豐富的經(jīng)驗。

(2)選擇適宜的開爐總焦比是順利開爐的關(guān)鍵因素,此次三號高爐選擇的開爐總焦比是比較適宜的,開爐后爐溫正常,爐況順行,渣鐵排放順暢。據(jù)此,攀鋼高爐適宜的開爐總焦比為3.30t/tp(干)。

(3)加速開爐料制轉(zhuǎn)換是冶煉釩鈦磁鐵礦高爐開爐后迅速達(dá)產(chǎn)的有效措施,在開爐后有條件時料制直接轉(zhuǎn)換為85%釩鈦燒結(jié)礦冶煉的時機(jī)必須要選擇恰當(dāng)。

(4)西昌三號高爐此次開爐期間,爐內(nèi)、爐前配合比較好,在爐前不間斷出鐵,渣鐵罐配合得比較好,爐況恢復(fù)期間,還從未出現(xiàn)過一個渣罐燒穿渣淌地焊罐,減少了事故隱患,為爐內(nèi)守風(fēng)及爐料結(jié)構(gòu)的快速轉(zhuǎn)換創(chuàng)造了有利條件。

[1] 馬家源.高爐冶煉釩鈦磁鐵礦理論與實踐[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000.

[2] 張殿有.高爐冶煉操作技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007.

Successful Blowing-in of NO.3 1750m3Blast Furnace in Xichang Vanadium of Panzhihua Iron and Steel Co.

YANG Kun-qi
(Ironworks,Xichang Steel Vanadium Co.,Ltd.,Xichang,615000,Sichuan,China)

PISCO realizes and successful blowing-in as well as rapid designed output in its No.31750m3blast furnace by following measures:setting up proper blowing-in program;properly controlling air blasting:appropriatelytuyereopening and slag run-out during blowing-in;timely stopping the addition of manganese,silica and fluorite after blowing-in;stabilizing burden structure; adjusting burden distribution distributionmatrix;properly controlling gas flow distribution;early injecting pulverized coal;keeping high blasting air temperature,etc.

blastfurnace;blowing-in;reaching target output;practice

TF542.5

B

1001-5108(2015)06-0006-06

楊坤其,助理工程師,主要從事煉鐵等方面的工作。