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1、济钢 1750m3高炉开炉装料实践作者 : 李传辉安 铭 法泉营刘德楼董龙果浏览次数 :71济南钢铁股份有限公司第一炼铁厂摘要: 济钢 1750m3高炉采用枕木开炉方式,通过控制枕木填充过程,确定合理的开炉料结构,严格控制装料时 间和装料过程及炉料强度,选择合适的压缩率,缩短了装料时间,提高了装料的精度,完成了各项布料测试项 目,为高炉送风点火一次成功、顺利出铁提供了保障。关键字 : 高炉;开炉装料;压缩率;透气性1 前 言济南钢铁股份有限公司(简称济钢)1750m3高炉投产前,其管理模式和操作经验都是建立在小高炉的基础 上,没有现成的经验可以借鉴,特别是在开炉装料方面,由于高炉的容积、炉型、
2、炉顶设备等都发生了很大变 化,因此,做好开炉前的装料工作,确保高炉送风点火后顺利出铁,是首要问题。2 开炉方式的确定目前国内大型高炉开炉方式主要有两种:炉缸填充枕木开炉和全焦开炉。这两种方式各有优缺点:炉缸填 充枕木开炉由于枕木燃点、灰分低、易着火,燃烧后上部料柱可以快速松动,有良好的透气性,不易发生悬料 事故,同时有利于快速加热炉缸。缺点是浪费了大量木材,需要进入炉内作业,比较麻烦,况且为防止枕木自 燃,要求高炉烘炉后凉炉的时间比较长,安全保障条件要求比较高;全焦开炉的优点是大大降低了凉炉和装料 时间,缺点是焦炭湿度大,不易于加热炉缸,焦炭灰分中Al2O3含量高,造成开炉炉渣粘度大,流动性不
3、好,开 炉顺利出铁困难较大。 比较这两种开炉方式,认为枕木开炉技术比较成熟、稳妥。枕木的填充应注意: (1)保持填充部分的空隙度在50%以上,以增加炉缸透气性,有利于点火后炉缸枕木的快速燃烧; (2)为避免枕木部分以上装焦时大量焦炭顺枕木之间的缝隙进入炉缸,造成较大的配料计算误差,最上面 一层枕木要求密排; (3)枕木的填充要充分考虑点火后气流的均匀分布,在最后密排枕木层的上部、炉缸中心部位密排一个 3m 3m 2m 的枕木堆包,主要目的是点火后将煤气流向料柱中心引,有利于点火后料柱的整体松动; (4)为防止装料砸坏风口,在所有风口前立排一圈枕木,以防止高落差炉料直接与风口接触。3 开炉配料计
4、算要点3.1 确定开炉料结构 由于济钢烧结矿碱度为2.28,要控制开炉炉渣碱度1.05,就需要配加大量的球团。为避免大比例的球团还 原爆裂造成开炉料柱透气性恶化,不利于开炉进程顺利进行,选择了酸性熔剂硅石来调节炉渣碱度。但硅石的 熔化需要消耗大量的热量,所以开炉焦比选择比较高,全炉焦比为3.2t/t,而正常料焦比为 0.8t/t。同时为了保证 开炉铁水具有良好的流动性,还需要配加一定比例的锰矿,保证铁水中锰含量达到1.0%。 经计算,1750m3高炉开炉入炉料结构选择为:77.5%烧结矿 +13.5%球团矿+4%锰矿+5%硅石,正常料的吨铁 渣比控制在 380kg,铁水含硅控制在3.2%,以保
5、证高炉点火后,炉缸能够储备足够的热量,渣铁有足够的物理 热,良好的流动性,以减轻炉前的工作强度,加快开炉进程。 3.2 适当提高正常料装入位置 为使正常料经过充分预热还原后到达炉缸,使炉缸储备足够的热量,保证第一炉铁的顺利排出,在配料计 算过程中,适当提高了正常料的装入位置,由原来的炉身上部2m 提高到炉身上部 4.5m。实践证明,开炉后第一炉铁水物理热 1317,炉温 3.53%,渣铁流动性良好。 3.3 压缩率的选择 压缩率选择与原燃料的粒度组成、高炉内型及料柱组成有关,开炉前可以根据高炉不同部位的高度、截面 积、料柱重量计算出炉缸、炉腹、炉腰、炉身下部不同截面上的压强,然后通过特制试验装
6、置分别测出焦炭、 烧结矿和球团矿在不同压力条件下的压缩率。根据试验结果,炉缸、炉腹部位压缩率选择16%,炉腰、炉身下 部选择 15%,炉身中上部选择13%,全炉压缩率选择14%。 装料实践证明,压缩率选取合适,实际装料批数仅比计算装料批数少1.5 批,为精确控制第一炉铁水的成分 提供了保证,开炉后前三炉铁水实际成分与预算成分比较见表1。表 1 开炉后前三炉铁水实际成分与预算成分对比%项目Si Mn T/SiO2CaO MgO Al2O3预算3.20 1.00 34.81 36.93 8.75 16.30 第 1 炉3.18 0.97 1317 34.50 33.00 9.36 15.30 第
7、2 炉3.80 1.30 1369 35.00 35.00 9.31 15.90 第 3 炉3.90 1.35 1364 34.90 34.40 9.54 17.76 注:第 2、 3 炉因炉顶设备故障,不能及时加风,造成炉温偏高。4 装料过程控制4.1 控制原燃料质量 为保证料柱的透气性,对开炉原燃料的质量做了严格要求,尤其是原燃料的强度指标。在开炉装料过程中, 由于原燃料的落差比较大,摔碎比例将大大增加,为此要求烧结矿转鼓大于80%,球团矿转鼓大于90%,抗压 强度大于 3000N/个,焦炭的 M40 大于 85%,M10 小于 7%,反应后强度大于65%,反应性低于 28%。 4.2 控
8、制装料时间 无料钟炉顶在装料过程中,既要对槽下和炉顶相关设备进行带负荷试车,还要对工艺参数进行装料测试, 耗费大量的时间,这必然导致炉内料柱的不断压缩粉化,不利于点火送风后料柱的顺利沉降。所以解决该矛盾 是控制装料质量好坏的关键环节。 装料前由于原料入槽的相关工序相对滞后,使得烧结矿和球团等原料迟迟不能入槽。为最大限度地缩短装 料时间,决定先组织装下部净焦,待净焦装完后,利用预先编制好的配料计算程序,将所有的原燃料成分输入 计算机,得出装料结果,再继续进行后续装料过程,缩短了装料时间。 此外,采用先进的装料测试技术,缩短了装料测试时间。利用无钟炉顶装料测试技术,在炉顶建立了一个 立体的空间坐标
9、系,利用摄像系统自动对料流轨迹和料面形状进行测量,改变了传统人工进入炉内进行测量的 模式,减少了装料测试耗费的时间。 4.3 控制正常料矿石装入区域 在装料过程中,需对矿石在不同溜槽角度的落料轨迹进行测量。为了给高炉投产后布料调节提供准确数据, 要求测量的过程越充分越好,但没必要将炉料在所有档位的落料轨迹都进行一一测试,而且大量的矿石如果因 测试需要堆积在中心或边缘,点火后边缘和中心的煤气通道将会受到严重阻滞,将造成点火后料柱透气性差, 炉料下降困难,影响开炉进程。所以炉料轨迹的测量应以焦炭为基础,对开炉后需要经常使用到的档位区域进 行测量,例如 49 档,其它档位没有必要测量。 4.4 控制
10、最后 5 批料料面形状 装料过程的最后 5 批料需要对料面形状进行测定,测试35 套正常生产可能要使用的布料矩阵在炉内的分 布情况及炉喉断面上的矿焦比分布,同时测定炉料在炉内堆角大小的变化情况,最后根据测试情况,确定开炉 所用矩阵。在装最后5 批料的过程中,在满足测试要求的同时,应控制合理的料面形状,这对点火送风后上部 气流的合理分布相当关键。如因设备原因,如下料闸突然全开或布料圈数控制产生较大误差,造成料面形状过 于平坦或中心形成大堆包,要及时调整,使中心区域形成一个合理的漏斗形状,同时保持边缘有0.61.2m左右 的平台,以保证点火送风后上部气流稳定合理。5 结 语济钢 1750m3高炉通过选定可靠的开炉方式、 合理的配料结构, 严格控制装料时间和装料过程、原燃料强度, 点火开炉一次成功,2003年 8 月 31 日 22:18 点火,23:30 即开始下料, 9 月 1 日 5:23 开始引煤气, 13:20 开始 出第一炉铁,整个过程没有发生一次悬料,开炉过程非常顺利。选自山东冶金2005 年 04 期