连载| 高炉工长实用技术手册——高炉基本操作制度

一.587m3高炉主体设备性能

1.高炉炉型尺寸如下:

名 称

单 位

数 值

高炉公称容积

m3

587.45

炉缸直径

mm

6100

炉腰直径

mm

7000

炉喉直径

mm

5300

有效高度

mm

19300

死铁层高度

mm

1233

炉缸高度

mm

3200

炉腹高度

mm

3000

炉腰高度

mm

1800

炉身高度

mm

9500

炉喉高度

mm

1800

炉腹角

 

81°28′9″

炉身角

 

84°3′11″

高径比

 

2.91

风口高度

mm

2880

铁口数量

1

风口数量

16

料车容积:

 

5.5m3

无钟炉顶料罐容积:

 

18m3

2.冷却壁参数

部位

段次

冷却器形式

联接方式

冷却器数量

温差

炉缸

1

光面

双联

30

≤2℃

 

2

光面

双联

30

≤2℃

 

3

光面

双联(铁口两侧共6块单联)

32

≤2℃

 

4

光面

双联

30

≤3℃

 

5

光面

单联

30

≤3℃

炉腹

6

镶砖

双联

30

8-10℃

 

7

镶砖

双联

30

8-10℃

炉腰

8

镶砖(带凸台)

双联

30

8-10℃

炉身下部

9

镶砖(带凸台)

双联

30

8-14℃

 

10

镶砖

三联

28

8-14℃

炉身中部

11

镶砖(带凸台)

三联

28

8-14℃

 

12

镶砖(带凸台)

三联

28

8-14℃

炉身上部

13

镶砖(带凸台)

四联

28

8-14℃

炉底

 

φ50×6

 

14

2-3℃

炉喉钢砖

     

16

 

风口小套

     

16

≤10℃

风口中套

     

16

≤4℃

风口大套

     

16

≤5℃

二.送风制度(下部调剂制度)

送风制度的目的在于保证高炉合理的初始煤气流分布,活跃且均匀炉缸工作,保证充沛且稳定的炉温,为充分发挥“风”的作用和最大限度的利用设备潜能创造条件。

送风制度包括:风量、风温、湿份、喷吹、燃料、富氧、风口面积、数量、长度等。

1.风量

(1) 风量越大,燃烧的焦炭越多,冶炼强度越高,当焦比不变时,风量越大,产量越高。

(2) 风量越大,风口风速越大,鼓风动能越大,风口前的燃烧带越大,有利于活跃炉缸,有利于炉缸截面温度趋向均匀,有利于炉缸煤气均匀分布,有利于提高炉渣的脱硫能力等,所以增加风量有利于高炉顺行。

(3) 风量越大,煤气流速越大,能使料柱疏松,提高炉料的空隙度,反之又有利于增加风量。

(4) 风量越大,风口前焦炭越活跃,有利于喷吹燃料的燃烧,允许增大喷吹量。

(5) 风量越大,热风带入的物理热越多。

(6) 风量越大,煤气流速越大,上升煤气流对下降炉料的阻力也越大,对炉料顺利下降不利,甚而产生“流态化”现象,故增加风量应考虑对顺行的影响,防止管道等现象产生。

(7) 高炉风量应保持动态平衡,以保证冶炼强度,炉缸煤气分布和炉缸热制度的相对稳定。

风量调剂:在各种条件许可的情况下,应尽量采用全风(全风概念是:风机达到额定电流或排气压力)操作并力求稳定;

1.1下列情况下应加风量:

(1) 减风原因已经消除时;

(2) 风机达未达到额定电流,而按高炉进程有加风的可能时;

(3) 短期休风后送风,应尽快恢复到正常水平。

1.2下列情况下应减风量:

(1) 连续两小时下料批数超过正常时(正常情况下,每两小时下料批数相差不超过1批,班下料批数不超规定批数的±1批),料速首先通过富氧或煤量调剂;注:当采取其它措施能使料速减慢达到正常时(如:增加煤量、减少富氧等),可不减风。

(2) 风压超过正常,炉况难行时;

(3) 出现管道、连续崩料时;

(4) 炉子剧冷、风压锐降时,减风时,为防止风口灌渣,减风要慢并设专人观察风口;

(5) 因炉温低、炉况憋风等造成的减风,顶温在控制范围内,尽量保持70%以上风量,可通过煤粉、富氧进行调剂;

(6) 料线过深或长时间亏料,估计半小时赶不上料线或炉顶温度过高时;

(7) 出铁严重晚点、铁口过浅、渣铁严重出不净时;

(8) 因原、燃料紧张或上料系统发生故障,不能上料时;

(9) 因一切原因造成高炉不能正常生产,有减风必要时;

(10) 突然停煤时。

1.3在下列情况下,可用放风阀放风,放风时应注意防止风口灌渣:

(1) 出铁失常时;

(2) 处理悬料、管道、偏料等时;

(3) 高炉发生突发性事故影响正常生产时;

2.风温

风温是鼓风质量标准之一,鼓风带入的热量是高炉主要的热源之一,又是最经济的高炉能源。提高风温有利于活跃炉缸,有利于提高炉缸温度,有利于提高喷吹量,有利于降低焦比。为此,热风温度应保持在最高水平,一般不作为调节手段。特殊情况下可降风温操作:

(1) 风温过高,对进风件产生威胁时;

(2) 因炉温上升幅度较大造成高炉难行时;

(3) 特殊炉况恢复时期,炉温过高,调整负荷下达还早时;

(4) 在加、减风温时,应考虑到对煤粉置换比造成的影响及风口前理论燃烧温度变化对高炉产生的影响;

(5) 减风温时,一次减风温幅度可以较大,加风温时要视炉况掌握好幅度,当喷煤量大于140Kg/t·Fe

或风温低于1000℃时加风温幅度可大些,但一般不宜超50℃,每次相邻两次加风温间隔不低于20分钟。

(6) 在降风温时,应注意防止炉温急剧下滑而产生炉凉现象,在高炉能够正常接受风温时,应尽快把风温用全。

3.喷吹燃料(煤粉)

(1) 炉况不同,喷吹物的数量与质量不同时,所取得的焦炭量也不同。当风量大,风温高,富氧多,煤气利用好,炉况顺利,炉缸工作均匀活跃,喷吹物质量好,喷吹物少而均匀时,置换比高,反之则低。

(2) 随着喷吹物的增加,促使煤气中心发展,改变了炉缸工作状态,则上下部调剂要匹配,保持合理的煤气分布。

(3) 喷吹燃料存在热滞后性,一般开始作用的时间滞后3小时左右,要掌握“热滞后”时间,及早调节,确保调节准确。

(4) 风量不变,压差随着喷吹量增加而升高。

(5) 正常情况下,可用较大喷吹量,但如炉温过低,风量小,风口前出现熔融的大块,使喷吹物燃烧恶化,反而使炉缸温度降低,发生事故。

(6) 喷吹燃料时,会降低风口区理论燃烧温度,喷吹量过大而使渣铁物理热降低,故增加喷吹量应与提高风温和富氧相匹配。

(7) 炉凉增加煤粉量,可能引起暂时更凉;炉热减少喷煤量,炉缸可能更热,因此,必须提前调剂,才能减少炉温波动。

(8) 检查各风口煤量,达到风口均匀喷吹;检查煤粉有无冲刷风口现象,如不正常通知冷却工调整喷枪;检查直管内喷枪损坏情况,损坏严重时要进行更换或停止该风口喷吹,避免造成直管烧穿。

(9) 炉况严重失常时,应降低焦碳负荷,少喷或停喷煤粉。

4.富氧

富氧有利于提高冶炼强度,提高理论燃烧温度,提高炉缸温度,有利于提高喷吹量,使产量提高和降低焦比,高炉富氧后能降低炉顶温度,能促使边沿煤气流发展。鼓风中每增加1%氧量,等于增加4.78%风量。

4.1高炉停、送氧程序

(1) 送氧操作:高炉具备送氧条件后,工长通知调度使用富氧;打开支管快切阀,调节流量调节阀;

(2) 停氧操作:高炉若须进行停氧操作,首先调节流量调节阀至最小,再关闭快切阀;

4.2富氧操作:

(1) 高炉只能在炉况顺行、风压平稳、高炉易于接受氧气时,才能富氧。

(2) 高炉向凉时可临时增氧,同时增加喷吹量,只增氧不增喷吹量,不仅不会提高炉缸温度,相反使料速加快,使炉况进一步恶化。

(3) 高炉过热难行时,减少喷吹的同时,可减少富氧量。

(4) 炉况不顺,特别是发生崩料、悬料时,首先要停氧。

(5) 禁止低风量高富氧冶炼操作。

(6) 高炉休风前停止富氧。

4.3富氧、喷煤调剂的有关规定:

(1) 正常情况下,要保持富氧量和喷煤量的稳定,不宜频繁调整;

(2) 高炉有向凉趋势时,下部调剂顺序为:增加煤量、减少风量、提高氧量;高炉有向热趋势时,下部调剂顺序为:增加风量、减少煤量、减少氧量;

(3) 一般调剂中,减氧时富氧率不能低于1%,减煤时煤量不能低于正常煤量的30%;

(4) 大幅度减氧(富氧率减到1%以下时)或长期停氧时,要考虑富氧量变化对煤粉置换比的影响;

(5) 因故突然停煤时,工长调剂原则:

A. 要根据停煤时间长短适当补加净焦,1小时之内的停煤,补足煤粉折合的焦碳量;1小时以上的停煤,首先要补加相当于一个小时喷煤量的焦炭,然后再变停煤负荷,同时要考虑由于煤粉减少后造成碱度上升因素增加酸性料配比。

B. 停煤后,风压、风量的控制应到位,风压、风量的使用应结合料速,停煤后料速要比正常料速低10%以上;同时,要密切注意渣铁物理温度变化,要争取渣铁物理温度不出现下滑;

C. 停煤后氧量使用要根据炉温情况、炉况顺行程度适当掌握;

D. 停煤后若出现崩料现象,应视料线深浅酌情补焦;

(6) 短期休风后(小于4小时),送风风量不低于全风作业的70%,根据炉况尽快恢复正常的氧量和煤量;

(7) 氧量、煤量、风温的使用要相互结合,风口前理论燃烧温度一般控制在2100±50℃;

(8) 由于其他原因需要减风作业时,喷煤量可以随下料速度的变化而调整,以保证综合负荷的稳定;

(9) 停煤时,负荷调整计算中煤粉置换比按0.85计算,若富氧量较大时,煤粉置换比可按1.0计算;

(10) 计划送煤时,在重负荷下达之前2——3小时(视当时富氧情况定)可正常喷煤,特殊情况如炉温低时,工长可提前送煤。

★下部调剂顺序为:氧量 → 煤量 → 风温 → 风量

5.风口的选择

高炉定型后设有固定的风口个数,但在生产条件变化较大时,应调整风口送风总面积,以确保下部煤气流的分布。

(1) 有计划的变动冶炼强度,炉顶压力和喷吹数量时,要相应的增大或缩小风口面积。

(2) 原燃料质量恶化时,应适当缩小风口面积。

(3) 较长时间的炉况异常,炉缸不活跃,慢风作业采用上部调剂无效时,应及时缩小风口面积。

(4) 开炉和长期休风后,为加快恢复,应缩小风口面积。

三.装料制度(上部调剂制度)

高炉的装料制度与送风制度对煤气分布的影响是相互制约、相互补充的。因此装料制度应与送风制度相适应。装料制度包括:料线、批重、布料溜槽工作制度和装料顺序等。

1.料线

我厂规定的料线零点为炉喉钢砖内侧上沿拐点。料线在碰撞点以上,料线越深,堆尖越靠近边缘,边缘分布的炉料越多。正常生产时应避免单尺上料(炉顶温度超过400度时,应将探尺提起以防烧断)。

2.批重

每批料中矿石的重量叫批重;缩小批重加重边缘,扩大批重加重中心,大批重有促进煤气均匀分布和改善煤气利用的作用。

3. 装料顺序

是指装矿石和焦碳入炉的先后顺序,先矿后焦是正装,先焦后矿是倒装,正装加重边缘,倒装加重中

心;在料线不变的情况下,从加重边缘到加重中心的排列顺序如下:

正同装 → 正分装 → 混同装 → 倒分装 → 倒同装 → 双装

★:双装利用料层较厚的特点,有促进煤气均匀稳定的作用,也有堵塞中心气流的作用。

KK ↓, JJ↓, 或JJ↓, KK↓

KKK↓,JJJ↓,或JJJ↓,KKK↓

(K为一车矿,J为一车焦,↓表示开下密封阀和节流阀,通过布料溜槽往炉内布料)

4.布料溜槽工作制度

4.1 溜槽角度:是指溜槽α、β角度。通过调整布料溜槽角度,实现单环、多环、扇形、定点等布料。

与炉顶摄像镜头配合使用,能够起到很好的布料效果。通过摄像镜头观察炉内煤气流分布情况,若某处出

现煤气流过分发展,可以采用调整溜槽角度或定点布料的方法,抑制该处煤气流。正常生产时溜槽α角度

要稳定在一定范围。

4.2溜槽转速:通过调整溜槽每分钟的布料圈数配合料流调节阀的开度(γ)来达到均匀布料的目的。

正常情况下溜槽转速为每分钟8~12圈。

5.装料制度需注意的问题:

5.1不同种类的矿石对布料的影响与矿石的粒度和堆比重等因素有关,当装料制度不变时,原则上小块

矿石加重边缘,大块矿石加重中心;片状加重边缘,粒状加重中心;堆比重大、散沙性小的矿石加重边缘,反之亦反;

5.2装料制度要确保以中心煤气流为主的两条煤气通道。

5.3禁止长期使用剧烈发展边缘的装料制度;

5.4正常情况下执行既定的装料制度,装料制度应力求稳定。短时间的装料制度的变动,由值班工长决

定,并报车间主任;

5.5两根探尺偏差在250mm以上时,应采取有效措施纠正偏料,并防止炉内装料过满;

5.6严禁长期深料线作业,深料线作业时间不准超过2小时;

5.7炉顶温度的控制要参照干除尘煤气入口温度,干除尘入口温度小于100℃或大于250℃的时间不得超

过10分钟;当煤气入口温度低于90℃或高于270℃,仍不能放料压顶温或采取其他有效措施时,应采取切煤气措施,当干除尘煤气入口温度达到正常值后,方可联系引煤气;

5.8因设备故障或其他原因造成亏料,估计在20分钟内不能正常上料时,应根据料线深浅和炉顶温度,

适当控制风量,适量补加净焦;确实不能上料,减风至最低或休风。

5.9当布料溜槽出现停转时,高炉工长联系有关人员检查处理,若短时间内不能恢复,工长应减风至高

炉允许的最低状态,顶温高时,可补加净焦暂压顶温,此时不宜上负荷料,待铁后进行休风处理;

5.10高炉切煤气操作时,顶温控制要求为:保证气密箱温度小于45℃。

四.热制度和造渣制度

充沛而稳定的炉温,物理热充足,流动性良好的炉渣和铁水是高炉稳定顺行的必要条件。

1.铁水成分

Si

小于等于4.5%

0.25-0.45%

0.025-0.045%

0.140-0.170%

2.铁水温度:1460-1480℃(铁水明亮)

3.炉渣碱度:CaO/SiO2=1.05-1.2(靠近长渣)

4.炉渣二元碱度的调整应结合炉渣中MgO变化,一般炉渣中MgO>9%时,R2应控制在中下限。

5.炉渣流动性:近似玻璃态,流动性好,能拉短丝。

6.当炉渣碱度超过规定范围,值班工长应根据高炉炉况、原燃料条件、生铁含硫、实际炉渣碱度和其他

高炉酸性料配比等情况进行调整;

7.高炉出铁时,值班室正副工长应经常取渣样,拉丝观察断口,并保持渣样(一天),以便对比调节。

8.在保证生铁质量前提下,应尽量把碱度控制在规定中下限,有利于高炉顺行,降低炉前劳动量;

9.高炉工长应密切关注炉渣化学成分,如:渣中MgO、 AL2O3等含量,当炉渣碱度正常但炉渣流动性很差

时,可适当上提炉温,同时查明原因,进行调整;

10.高炉操作者要保持稳定的炉温,要运用各种操作手段,使铁水温度>1460℃,生铁含硅量尽量减少波

动,要求相邻的两炉铁含硅量波动范围<0.2%,超过0.2%高炉工长应视为特殊情况进行分析、调整

11.生铁含硅要严格控制在操作方针范围内,超出范围工长要进行调整。尤其是过低炉温(Si<0.20%)

要引起重视,连续两炉必须采取有效措施提炉温。

12.炉冷可能导致铁水含硫升高时,工长应采取积极措施尽快提升炉温;

五.高压操作

高压操作是强化高炉冶炼的一种操作方法,高压操作提高了炉顶煤气压力,提高鼓风和煤气密度,降低煤气流速和炉内压差,从而使鼓入炉内的风量增加,一般每提高炉顶压力10KPa,可提高冶炼强度2-3%。

高压操作引起炉内气流分布的变化,炉料运动的变化和炉缸工作的变化,在采取高压操作时,必须调整上下部操作制度使其与高压操作相适应,高压操作才能发挥最大的作用。

1.高压操作的均压制度

1.1完成高压操作由煤气总管前的高压阀组执行,在主控室可通过PLC自动执行器手动操作完成。

1.2手动操作:将压力定值器逐步调至所需数值,并观察PLC上所显示的高压阀组动作状态,直到达到

所需炉顶压力值。

2.高压操作时的冶炼要求

2.1高压操作使炉顶压力提高后会导致煤气流的边缘发展,因此必须进行上下部调剂,保持合理的煤气流。

2.2炉顶压力必须与风量相适应,提高炉顶压力必须增加风量,以保持一定的风速,如风量不能增加,则

不应提高炉顶压力,短时间慢风作业时(减风10%),必须相应降低炉顶压力,炉顶压力高低取决于

炉况及高炉的设备状态,由厂领导决定。

2.3只有在炉况顺行条件下,风量到全风的75%左右时,才适宜转高压操作。

2.4在高压操作时发生悬料或其它事故时,应首先转为常压操作,然后再按常压操作处理,严禁在高压时

强迫坐料,大量放风和高压放散煤气等。

2.5高压、常压互相转换时要缓慢进行,风量的调整大致以保持压差相近为原则。

2.6各冷却水压力必须大于风压50KPa,否则应降压或常压操作。

3.高压和常压的转换程序

在进行高低压转换前,必须通知:热风炉、布袋除尘、风机房、卷扬机房、煤气站等,并按规定发出高压转换信号。

3.1常压转高压的转换程序

(1)自动切换:将高压转换信号输入PLC,给出炉顶压力值,密切注视高压阀组运行指示及炉顶压力表值,正常完成切换后,将顺序转入自动。

(2)手动切换

① 将PLC操作退出自动,改为手动;

② 将压力定值器调制指定的数值。

③ 将调解阀组中Φ350mm调解阀转动到手动位置,并开到50%(或45%)的位置;

④ 逐个缓慢关闭Φ700mm调解阀,并完全关闭另一个 Φ700mm调解阀,在完全关闭一个后在逐渐关闭另一个,直至达到需要的炉顶压力位置;

⑤ 在改高压的过程中,根据高炉炉况适当加风,保持或稍低于常压的压差水平;

⑥ 将Φ350mm的手动状态改为自动。

3.2由高压转常压的转换程序

(l)自动切换:将高压转常压信号输入PLC,给出炉顶压力值,密切注视高压阀组运作指示及炉顶压力表值,正常完成切换后,将顺序转入自动。

(2)手动切换

① 将PLC操作改为手动操作;

② 将压力定值器调至规定值;

③ 将Φ350mm的自动调节阀改为手动。

④ 适当减风,控制炉内压差等于或稍高于高压的压差水平。

⑤ 依次逐个打开Φ700mm和Φ700mm调解阀;

⑥ 全开Φ350mm自动调解阀;

⑦ 达到顶压规定值后转入自动程序。

4.高压操作时应注意

4.1无钟炉顶各阀组能否正常运行。

4.2无钟顶充氮压力能否正常运作,且高于炉顶压力100KPa以上。

六.操作制度的调整

高炉的冶炼条件是经常变化的,有时直接影响到高炉的顺行和产品质量。各种条件对高炉操作制度的影响如下:

1.原料条件的影响

原料条件的变化对高炉操作有根本的影响;原料品位高,渣量少,强度高,粉末少,透气性好,有利

于风量的接受此时允许提高压差,采取提高冶炼强度且可降低焦比;原料品位低,渣量大,强度差,粉末多,透气性变坏,高炉的压差升高,可采取既疏松中心又疏松边缘的操作制度;焦炭强度降低,应降低压差,争取减少风、渣口破损,原料合硫量增高时,应提高炉温和炉渣碱度;原料A12O3升高(渣中A12O3>17%)应控制[Si]在中、上限水平。

2.冶炼强度的影响

冶炼强度增大时,下部应适当扩大风口面积,上部扩大矿石批重,冶强降低时则相反。冷却强度亦应予以调整,以保证各部位的水温差。

3.调整操作制度

调整操作制度应首先发挥上部调剂的作用。下部调剂只有在治强有较大变动时才进行。在改变上部调剂时,应注意以下两点:料线不正常时,不急于改变装料制度;料速不正常时,不宜急于调整炉顶压力。

4.几种特定情况下的调节

4.1正常情况下调节喷煤量,每小时不超过1000kg,当改变焦炭负荷的炉料下达前3小时左右,应

相应调节喷煤量。

4.2高炉过热时,可采用短时间的停止喷煤,但时间不宜过长,以防炉冷。

4.3当改变了装料制度或深料线炉料下达风口前,应根据炉况调节喷煤量。

4.4由于热风炉故障等原因被迫降低风温时,应根据影响时间的长短及风温降低幅度的大小,尽量准确地 调整焦炭负荷或喷煤量。

风温每变化100℃时:

风温在800——900℃,综合负荷调整4——5%;

风温在900——1000℃,综合负荷调整3.5——4.5%;

风温在1000℃以上,综合负荷调整2.5——3.5%;

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