王中華
摘 要:2016年底,受環(huán)保管控及化解過剩產(chǎn)能影響,1800m3高爐停爐限產(chǎn)。停爐過程中,首次采用了回收煤氣停爐技術(shù),實(shí)現(xiàn)了環(huán)保經(jīng)濟(jì)停爐。停爐前,采取保證爐況穩(wěn)定順行的方式消化爐缸以及處理爐墻;停爐過程中,合理控制風(fēng)量、確保高爐煤氣安全,并精確控制打水量、避免頂溫過高損壞設(shè)備和發(fā)生爆震,同時(shí)最大化進(jìn)行煤氣回收,減少煤氣對(duì)空放散342min,回收煤氣968km3,達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
關(guān)鍵詞:高爐;停爐;回收煤氣;經(jīng)濟(jì)高效;環(huán)保
2016年以來,隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的持續(xù)推進(jìn),鋼鐵行業(yè)面臨的壓減產(chǎn)能、節(jié)能減排的壓力與日劇增。宣鋼毗鄰北京,積極淘汰落后產(chǎn)能、推進(jìn)綠色煉鐵,于2016年底關(guān)停了1800m3高爐。
在高爐停爐方面,過去通常采用全程放散煤氣的方法,易造成煤氣資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,近年來國(guó)內(nèi)越來越多的鋼鐵企業(yè)嘗試采用回收煤氣的方式停爐[1-4],并取得很好的成效。宣鋼在充分借鑒國(guó)內(nèi)同行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身高爐中鈦冶煉的特點(diǎn),在1800m3高爐停爐過程中首次嘗試了長(zhǎng)時(shí)間回收煤氣,實(shí)現(xiàn)了高效環(huán)保經(jīng)濟(jì)停爐。
1 回收煤氣停爐實(shí)踐
1.1 停爐前高爐操作思路
按照以往操作思路,停爐前一般采取提高入爐焦比,提高爐溫水平,配加錳礦及螢石的熱酸洗方式消化爐缸,同時(shí)調(diào)整布料矩陣采取疏導(dǎo)邊緣的布料制度處理爐墻黏結(jié)物;而這一切必然造成產(chǎn)量降低,入爐焦比和燃料比升高,爐料結(jié)構(gòu)的大幅度變化,鐵水成本大幅度升高。宣鋼1800m3高爐改變操作思路,采取保證爐況穩(wěn)定順行的方式消化爐缸以及處理爐墻。在2016年底停爐前一周采取的措施是保持高冶強(qiáng)、中上限爐溫、大風(fēng)量生產(chǎn),減小護(hù)爐強(qiáng)度,提高塊礦比,鈦負(fù)荷降低至7~8kg,保證鐵水中[Ti]降低至1.0%以下。
1.2 停爐過程風(fēng)量及打水量控制
圖1 宣鋼1800m3高爐停爐過程風(fēng)量控制情況
高爐降料面的核心是在確保高爐煤氣安全的前提下處理好風(fēng)量和頂溫之間的關(guān)系。大風(fēng)量有利于料面快速下降,但是會(huì)造成爐頂溫度超過規(guī)定的范圍或者產(chǎn)生煤氣爆震,影響停爐的安全。宣鋼1800m3高爐停爐前期采用大風(fēng)量長(zhǎng)時(shí)間維持,后期為控制頂壓爆震風(fēng)量相對(duì)較低;爐頂壓力前期控制在120~150kPa,放散煤氣后爐頂壓力基本控制在8kPa左右。整個(gè)降料面過程總共用時(shí)706min,未出現(xiàn)爐頂煤氣爆震。降料面停爐過程風(fēng)量控制見圖1。
宣鋼1800m3高爐原有打水系統(tǒng)在主控室遠(yuǎn)程操作,后安裝對(duì)水系統(tǒng)在爐頂控制,在降料面期間根據(jù)頂溫需要手動(dòng)調(diào)整打水系統(tǒng),保證頂溫控制在350~450℃。在降料面停爐過程中,爐頂打水由高爐工長(zhǎng)專人負(fù)責(zé)。根據(jù)爐頂溫度、氣密箱溫度調(diào)節(jié)打水閥門的開度。降料面期間打水量及頂溫見表1。
1.3 停爐過程渣鐵排放
為了盡可能放凈渣鐵,對(duì)渣鐵排放時(shí)間進(jìn)行控制,整個(gè)停爐期間共組織爐前出鐵3爐次,共計(jì)出鐵約940t。停爐前提鐵口角度由12°提到14°,鐵口深度控制2.9~3.1m。出鐵前兩次都是正常出鐵,來風(fēng)后堵口,為最后一爐鐵預(yù)留200t左右鐵量,確保燒掉更多的焦炭,盡可能減少爐內(nèi)焦炭的殘留量,減少后續(xù)清理的工作量,料線20m時(shí),組織出最后一次鐵。計(jì)算爐內(nèi)負(fù)荷料產(chǎn)生的鐵水理論為897t,實(shí)際出鐵量940t,說明停爐時(shí)爐缸鐵水排放干凈。
1.4 停爐過程煤氣回收
煤氣回收時(shí)間長(zhǎng),可以有效減少環(huán)境污染,同時(shí)可以保證有一定熱值的煤氣充分利用。在保證安全的前提下,應(yīng)該盡可能長(zhǎng)時(shí)間回收煤氣,因此設(shè)定了煤氣放散條件,當(dāng)出現(xiàn)以下情況之一時(shí),高爐停止回收煤氣:
①當(dāng)混合煤氣中含H2>10%或O2>0.8%,爆震頻繁,要準(zhǔn)備切煤氣;
②料面已經(jīng)降到爐腰下部和爐腹上沿(預(yù)計(jì)6小時(shí)到達(dá)20.0m料線);
③通過減風(fēng)控制風(fēng)量,仍然出現(xiàn)爐頂壓力劇烈波動(dòng)、頻繁爆震;
④爐皮發(fā)生嚴(yán)重跑火冒氣現(xiàn)象。
實(shí)際降料面過程中,煤氣成分的變化趨勢(shì)見表2。爐頂混合煤氣H2、O2含量一直在控制目標(biāo)范圍內(nèi),未發(fā)生爆震。料面到20m時(shí),打開放散閥,切斷煤氣,完成回收煤氣過程。
2 回收煤氣停爐收益
宣鋼1800m3高爐停爐,在停爐以前維持較高冶強(qiáng),采用大風(fēng)量操作,避免了采取洗爐措施導(dǎo)致鐵水成本大幅上升的問題;從預(yù)降料線到停爐,風(fēng)量選取合理、用風(fēng)穩(wěn)定,通過精確控制爐頂打水量實(shí)現(xiàn)頂溫全程受控,沒有出現(xiàn)一次爆震現(xiàn)象;采用回收煤氣停爐技術(shù),減少煤氣對(duì)空放散342min,回收煤氣968km3,不僅有效減少了環(huán)境污染,同時(shí)節(jié)能效益明顯。
3 結(jié)論
(1)停爐前1800m3高爐長(zhǎng)期保持穩(wěn)定順行,沒有爐缸堆積、爐墻粘結(jié)的痼疾,是停爐前采用高冶強(qiáng)、大風(fēng)量操作的基礎(chǔ),為實(shí)現(xiàn)高效經(jīng)濟(jì)停爐創(chuàng)造了有利條件。
(2)通過合理用風(fēng),精確控制爐頂打水量,實(shí)現(xiàn)了停爐過程頂溫全程受控,沒有出現(xiàn)一次爆震現(xiàn)象,為回收煤氣提供了有力保障。
(3)停爐過程中,通過最大化回收煤氣,減少煤氣對(duì)空放散342min,回收煤氣968km3。
參考文獻(xiàn)
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