炉内料线，是冶炼炉内的一个部件，他对炉内物品的煅烧有重要作用。在高炉冶炼过程中用来探测料线,了解炉内料面料位高度。准确地探测炉内料线料线。保持炉内料线料线稳定对高炉冶炼、炉顶设备的安全运转和使用寿命很重要。
高炉停炉是高炉炼铁生产的重要环节。它涉及到煤气安全、设备保护、环境污染控制等方面问题,在时间性、经济性、技术性以及与检修的连续性等方面都具有特别重要的意义。
打水空料线停炉是在传统充填停炉法的基础上发展起来的。其特点是随着停炉过程的进行,料面逐渐降低,用炉顶打水来遏制炉顶温度的升高,并使其料面一直降到风口水平。由于该方法经济、实用,且操作方法容易掌握,近几年在国内得到广泛应用。
1 深空料线及优点
深空料线是指在高炉空料线回收煤气停炉的操作中,通过采取一系列技术措施,使得高炉停炉后期料面有效地降到风口中心线以下的一种操作方法。深空料线具有如下优点:
(1)在降料线停炉后期炉内焦炭能充分燃烧,并使渣铁充分出净,为高炉顺利开炉创造条件;
(2)有利于缩短降料线停炉时间;
(3)从风口处吸进冷空气,吸热后从炉顶放散阀排出,有利于保持炉内气氛安全,并冷却炉体;
(4)有利于炉衬喷涂作业后炉缸覆盖料和反弹料的清除。
2 深空料线操作实例
现以鞍钢7号高炉(2 557m3 )为例,对高炉深空料线技术作一阐述。2003年5月23日,鞍钢7 号高炉因炉皮破损严重停炉抢修,预计工期15天,更换炉腰至炉身下部约100块开裂的冷却壁和炉皮。
高炉于22日12点开始预休风,预休风前上40 t盖面焦,其目的在于使料面能够形成一个焦炭层,在料面降到风口区之前,全部含铁炉料和部分落下的渣皮能被更好地熔化和还原。预休风主要做好如下工作:
(1)安装炉顶打水设备;
(2)安装两根炉顶煤气取出管至风口平台;
(3)调整炉顶放散阀配重;
(4)焊补开裂的炉皮。
上述准备工作完成后,高炉于15: 30送风降料线。在整个降料线过程中,炉顶各部分和除尘器通入蒸汽,关严大钟均压阀,打开均压放散阀,停止上料。送风后,高炉快速恢复到全风操作状态,继续回收煤气。由于炉顶温度升高较快, 16: 00炉顶开始打水,炉顶4点温度被控制在400～500 ℃。
停炉过程中,前期风量、风压比较稳定,炉前正常出铁,风温全用,无爆震产生。随着料面的不断降低, 20: 05出现第一次爆震,高炉减风300m3 /min给予控制,风温一直全用。整个停炉过程共发生12次爆震,风量基本维持在正常风量的80% ～100% ,只在停炉后期减少一定风量和稍撤风温,以减少炉顶打水量,避免产生大的爆震,煤气取样中的O2、H2含量始终被控制在规定的范围之内。
在此次停炉过程中仍采用了“C”型曲线判断料线深度,即高炉停炉过程中煤气取样中的CO2含量与料线深度的对应关系,该曲线是鞍钢历年来40余次高炉停炉数据用计算机编程多元回归计算的结果,并在多次的空料线回收煤气停炉操作中得到了检验和应用。
7号高炉停炉过程中,当炉顶煤气中CO2含量经过拐点时,推算出料线在22m左右,但由于炉顶煤气分析中O2、H2含量始终在规定的范围之内,故决定继续送煤气, 04: 40发现个别风口挂渣,表示料面已到风口上沿,高炉仍维持较高风量; 05: 20个别风口吹空后,决定放散煤气,此时逐渐降低风量和风温以减少炉顶打水量,避免因打水量过大使风口温度降得太低而影响焦炭燃烧。
为了深空料面,炉前操作也要给予配合,整个停炉过程共出铁3次,末次铁适当提高铁口角度,于05: 18两场同时出铁,与上次铁间隔达6小时13分钟,共出铁183 t, 06: 28出铁完毕,此时,积存于炉缸的渣铁基本出净,风口全部吹空,即联系休风。此次停炉深空料线历时15小时30分钟,共回收煤气14 h,料面深空到风口中心线以下500～600mm。停炉后查看,炉缸中心部位料面比边缘料面高出1. 0m左右,呈“馒头”形状。
随着高炉内衬喷涂技术的广泛应用,近年来鞍钢每年均有3～4座高炉应用深空料线操作技术,且收到了令人满意的效果。
高炉停炉操作实践表明,在高炉停炉过程中要对炉内渣铁量进行准确计算,以便确定出铁时间。
在停炉过程中当发现个别风口吹空时,应立即组织出最后一次铁,此时,有条件的高炉可适当提高铁口角度,最后一次出净预留的渣铁后,料面可以大幅度降低。采用这一方法在操作上要注意两点:一是不要预留过多的渣铁,尤其是停炉前炉况不佳的高炉和炉皮严重破损的高炉,以防止个别风口涌渣和灌渣,给停炉带来新的困难。二是当料层很薄时,应适当控制风量和打水量,以免对停炉安全带来不利影响。
过去空料线回收煤气停炉操作一般规定停炉风量不能超过正常风量的80% ,但此次7号高炉停炉前期使用风量与正常风量接近,有时高于正常风量。
我们认为,在打水能力足够、不吹出“管道”且煤气成分中O2、H2含量不超过规定范围的情况下,是可以使用大风量的,尤其在停炉前期,安全系数相对较大,使用大风量可大大缩短停炉时间。总的来看,鞍钢高炉停炉空料线全过程平均送风比(风量/有效容积)高于国内其他高炉。同时,增加风量、不降低风温可以缩短停炉时间,但有一定的限度,一定要认真判断炉况,在安全的前提下正确使用风量、风温。
与停炉时使用大风量相适应,炉顶压力要作相应的调整。过去铁厂规定: 大高炉( 7、10、11 号高炉) 停炉炉顶压力为0. 08MPa, 中、小高炉为0. 06MPa。为了使用较大风量,近年来改为:大高炉0. 10MPa,中、小高炉为0. 08MPa。实践证明,适当提高炉顶压力能够在确保安全的基础上缩短停炉时间。
停炉盖面焦的使用也有了一定改变,盖面焦的作用前面已经提到,但盖面焦量过多不但造成浪费,且延长停炉时间。目前我们认为,停炉前炉况较好的高炉,可以相应减少盖面焦的数量,大高炉一般20～40 t,中、小高炉10～20 t即可,炉况较差的高炉因有大量渣皮脱落,则应适当增加盖面焦数量。停炉C曲线是判断料线深度的一项重要手段。
但有时煤气取样中的CO2 %并没有按所示曲线变化,而是始终无规律地波动,有时拐点并不十分明显。事后分析原因认为:
(1)由于打水量较大导致煤气中H2和水蒸气含量较高,从而降低了CO2的比例;
(2)炉皮裂缝处大量漏煤气,导致煤气成分紊乱。
故此时实际料面只能靠综合因素加以判断。对打水量较低的高炉停炉操作,其CO2变化规律还是与C曲线基本一致的。
(1)某些高炉检修需要使料面深空到风口中心线以下。鞍钢对7号高炉等几座高炉进行了深空料线停炉操作的尝试,取得了较好效果,为检修后高炉的顺利开炉创造了有利条件。
(2)采用大风量、不降低风温、炉缸预留渣铁、适当提高炉顶压力、减少盖面焦的数量、提高铁口角度、用炉顶煤气取样中CO2含量预测料面高度等方法,可在安全停炉和炉顶设备完好的基础上达到深空料线的目的。
(3)采用深空料线停炉法,可有效地回收高炉煤气,控制环境污染,创造可观的经济效益。
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