休风率是指休风时间占规定作业时间(即日历时间减去按计划进行大、中修时间)的百分数,是高炉冶炼主要技术经济指标之一。 高炉工艺休风率是反映高炉炉缸工作状态和高炉操作水平的重要指标。反映了设备维护和高炉操作的水平。降低休风率是高炉增产的重要途径。实践证明,休风率降低1%,高炉产量可提高2%。高炉休风率、工艺休风率均偏高,可以通过转变炼铁理念、提高操控水平、注重厂内精料、积极开展降低风口小套烧损攻关等措施,高炉工艺休风率逐年下降,为高炉长期稳定顺行提供了有力的支撑。
高炉工艺休风率是反映高炉炉缸工作状态和高炉操作水平的重要指标。反映了设备维护和高炉操作的水平。降低休风率是高炉增产的重要途径。实践证明,休风率降低1%,高炉产量可提高2%。高炉休风率、工艺休风率均偏高,可以通过转变炼铁理念、提高操控水平、注重厂内精料、积极开展降低风口小套烧损攻关等措施,高炉工艺休风率逐年下降,为高炉长期稳定顺行提供了有力的支撑。下面介绍高炉工艺降低工艺休风率的主要措施。
风口小套是高炉中承受工作环境最恶劣的冷却元件。风口小套的损坏主要由两方面原因造成:一是炉况不顺、炉缸不活,回旋区渣铁渗透性差,风口小套易和铁水接触,产生强大的瞬间热流冲击而造成熔损;二是煤粉燃烧不充分、喷枪安装不合理,风口耐磨性差易造成风口磨损。风口小套损毁后,如不及时体风更换,轻则造成小套冷却水漏入炉内,导致炉温下行,重则可能因风口爆炸造成安全、生产事故。从生产实践中意识到,高炉风口小套使用寿命短是高炉工艺体风率高的主因所在,为此,连续几年组织开展提高风口小套寿命攻关,风口小套损毁数量逐年下降,大部分风口小套使用寿命超过1年,高炉工艺休风率高的现象得到有效控制。
炉况顺行、炉缸工作均匀活跃是减少风口小套损毁的前提,良好的渣铁温度和渣系为提高炉缸透气性和透液性提供了保证。坚持用渣铁物理热代替铁水中硅的质量分数来指导炉温调节,克服了没有在线测量装置的困难,坚持对铁水温度进行手工测量,摸索出了适合高炉的铁水温度为1470-1490℃,底线是1450℃。长期坚持用铁水温度来指导炉温调节,对保持长期的炉况顺行、炉缸工作均匀活跃、减少风口小套烧损发挥了重要作用。
由于以往没有建立风口小套使用周期寿命的概念,风口小套更换的时机是漏水后进行。
导入了风口小套使用寿命的概念,风口小套使用满1年后,即使没有漏水,也利用计划体风的机会更换下线。根据实际情况,将风口小套更换周期延长到1.5年,这样就有效降低了工艺休风率。对于使用年限长的小套,因直径发生不同程度变化,势必会引起高炉圆周方向进风不均,从而导致炉缸工作不均,而定期更换风口小套可以有效避免对炉缸工作的影响。
因二铁厂入炉料中锌负荷高,造成炉墙上涨、挤压风口三套,导致其变形,窜煤气火现象经常发生。而窜煤气火反过来又加剧了风口三套的上翘变形,增加了小套烧损的风险。引进了灌浆中套技术,中套换上去后,压浆处理,从而强化了中套和炉墙间的密封,基本上解决了风口二套间窜煤气火的问题,由此原因引起的工艺体风次数也大为减少。
1.根据现场的生产情况,对吹管进行了一定的优化设计。一方面对高炉吹管导枪孔径和角度进行调整,优化导枪孔与吹管前端距离,其中导枪孔孔径由∅2 mm扩大至∅40 mm,角度适当减小,避免煤粉直接与小套接触;另一方面,在弹子阀上增加固定喷枪的装备,喷枪采用铁丝固定后,枪头方向在高速气流作用下不易发生偏离,降低了风口磨损的概率。
2.优化磨机操控参数,确保高炉喷吹用煤粉中粒度小于200目的部分达70%以上,同时加大烟煤配入量,提高煤粉在风口前的燃烧率,消除了因未燃煤粉多而使风口小套内壁磨损加剧的现象。
要降低工艺休风率,高炉顺行是关键,而精料又是高炉顺行的基础。近年来,新钢铁前系统坚定走“经济炉料”路线,高炉外购焦用量由20%提高到60%以上,综合入炉品位由过去的59.67%降到53.94%。
由于无法左右外部条件,为了保持炉况长期顺行,确保工艺休风率持续下降,二铁厂大力推行了“厂内精料”的工作。
在料场增设过筛设施,对球团矿、块矿、外购焦等物料进行第一道过筛。通过合理控制振动筛参数,尤其是合理选择筛板孔距,有效提高了筛分效率,为减少粉末入炉量奠定了基础,同时对减少扬尘、提高金属回收率、充分发挥料场的风干功能也有积极意义。
由于高炉料仓高,造成了上料皮带通廊的导料管落差大,烧结矿在输送过程中因摔打而粉化严重。
为此,二铁厂在管理上推行了“半仓上料”的操作制度,即料仓严禁用空,半仓必须补充上料。同时,对落差大的导料管改造成阶梯式导料管,这样一方面可以减轻炉料的摔打,另一方面可以利用炉料自身形成的“料垫”保护衬板,延长导料管使用寿命。
加强槽下过筛管理,严格控制槽下各矿仓和焦仓的下料速度,保持各种物料筛网无堵塞、板结。同时,利用电脑监控原料过筛速率,在满足高炉槽下配料的同时,尽可能降低原燃料过筛速率,按照焦炭下料速率不超过20 kg/s、烧结矿和球团矿下料速率不超过35 kg/s的要求进行控制,从而有效提高了筛分效率,减少了入炉粉末。
由于外购焦用量大,供应的厂家多,造成焦炭品质波动大,加上焦炭存放于露天料场,水分波动频繁,不仅对焦炭的负荷影响较大,而且影响高炉炉温的波动。为此,二铁厂在焦炭称量斗中安装了清晰的标尺,通过观察标尺刻度,逐步掌握了入炉外购焦水分与入炉外购焦容积的关系。这种实行焦炭定容的操作方法,确保了入炉外购焦炭干焦质量的相对稳定,为减少炉温波动创造了条件。
上部调剂以稳定中心煤气流为主,适当发展边缘气流,并结合在线实时水温差监控系统,根据各层冷却壁水温差的变化及时调整布料矩阵。
针对原燃料外部条件变化大、风量萎缩和边缘气流发展等现象,积极、主动地搞好下部调剂工作,调整的思路如下:加长风口长度,缩小风口面积,确保实际风速大于250m/s,鼓风动能大于110kJ/s。经过多次调整,风口面积全部缩小至0.2m²以下,风口长度由420mm逐步加长至490mm。
在高炉操作上推行“经济炼铁”,破除高炉以产量为纲的生产理念,以炉腹煤气指数为控制依据,在产量、焦比、冶强间寻找最佳平衡点,最终确认了高炉的最佳经济冶强为1.48-1.58 t/m³·d,炉腹煤气指数60-64 m³/min·m²,从而消除了高冶强、高消耗的生产模式。同时,不断摸索低品质物料的冶炼规律,确保高炉在大渣比条件下保持了炉况顺序,稳定生产。
1.在布料方式上根据气流分布情况,采用稍发展边缘的装料制度,相应调整焦炭或矿石布料角度,将焦炭布料角度扩大或矿石布料角度缩小1°-1.5°,利用气流将循环富集粘结于炉墙上的碱金属冲刷,并通过排碱措施排出炉外,以避免其自然脱落后增加高炉内碱金属循环富集的总量。
2.保持适宜的风速和鼓风动能,使用高风温,适当富氧,确保渣铁物理热充足,改善其流动性;根据经济性的原则,平衡焦炭负荷,适当控制喷煤比并将其从145 kg/t降到140 kg /t,以改善料柱透气性和透液性;建立起富氧和喷煤量的简单关系,在长时间停煤或喷煤量小于一定量时,必须停止富氧,避免因控制煤量后,风口前理论燃烧温度大幅提高,小套承受的热负荷急剧上升而烧损的现象发生。
3.热制度选择上以适应上部发展边缘的布料制度为出发点,在排碱周期内,炉温做上限水平,铁中硅的质量分数控制在0. 50%-0. 65%,铁水温度大于1480℃,确保炉缸热量充沛、稳定,防止渣皮脱落对炉缸温度的影响。
4.造渣制度的选择是排碱操作的关键,既要有利于排碱,又要确保生铁质量不受大的影响。降低炉渣碱度排碱的机理是提高渣中SiO₂活度,使K₂O、Na₂O与SiO2结合形成硅酸盐,随炉渣排出炉外。操作上,要根据当时炉渣碱度及铁中硫做出调整,在原基础上降低二元碱度0.10-0. 15,即维持在1. 00-1. 05。排碱操作一般为2-3天,达到预期效果后立即恢复正常的炉渣操作制度。
送风系统故障是影响工艺休风率的另一大原因。由于送风围管温度高、煤气浓度高、空间受限等诸多原因,日常检查非常困难,因送风围管吹出而导致的体风也难于杜绝。在送风围管处安装了半自动吹扫装置,定期吹扫;同时,建立送风系统检查台账,强化日常温度检测,根据检测的温度变化,不定期地利用计划体风机会对热风炉出口、送风总管、送风围管三叉口等部位进行压浆处理。
炉外以排尽渣铁为首要目标,强化炉前管理,包括设备、人员、铁前的基础检查工作。积极开展劳动竞赛,在炉前四班引进竞争机制,对炉前四大指标:全风堵口率、铁量差、铁口深度合格率、出铁正点率实行分类考核,提高岗位员工的责任心和积极性,消除了因渣铁未及时出尽而造成炉内憋压的现象发生,为炉内操作创造了有利条件,在一定程度上降低了风口小套破损机率。
通过确立炉况长期顺行、炉缸工作均匀活跃的高炉操作观念,加上大力实施“厂内精料”和提高风口小套使用寿命攻关等措施,高炉工艺休风率逐年下降,并在全国同类型高炉中处于领先水平。
1.坚持炉况长期稳定顺行、炉缸工作均匀活跃的各项措施是降低工艺休风率的关键。
2.在入炉物料品质不断劣化,尤其是入炉物料品种多、生矿使用比例大的条件下,强化各道工序过筛、降低粉末入炉量,是确保高炉炉况长期稳定的重要措施。
3.入炉物料劣化后带入的有害杂质量加大,高炉定期排碱对稳定炉况有积极意义。