连载| 高炉工长实用技术手册——高炉炉况与调节

一、正常炉况的标志

正常炉况的标志是炉缸均匀活跃,炉温充沛稳定,下料均匀顺畅,煤气分布稳定合理,表现在以下几个方面:

1. 风口明亮,圆周工作均匀,无生降,不挂渣,不涌渣,焦炭活跃,风口破损少。

2. 炉渣热量充沛,流动性良好,放渣顺畅,不带铁,上下渣温度相近,炉渣碱度正常,渣中FeO在0.5%左右。

3. 铁水明亮,流动性良好,炉温在规定范围内波动,端口呈现灰口,上下两炉[Si]波动<0.15%。

4. 下料均匀、顺畅、整齐。没有料尺陷落、停滞、时快时慢现象,上料前后两尺基本一致,差别不超过0.25m。

5. 风压、风量微微波动,无锯齿状曲线基本呈直线,风量与料线相适应。

6. 炉喉煤气CO2%或十字测温曲线为趋于平坦的双峰曲线,边沿与中心相近,最高位置位于第三点位置。

7. 炉顶、炉喉和炉身温度分别在各自适宜的范围内波动,变化不大。

8. 炉顶煤气压力平稳,无向上尖峰。

9. 冷却设备正常,无局部或个别水箱水温差升高现象。

10. 炉内压差稳定在正常范围内,透气性指数稳定。

11. 出铁均匀,渣铁比例正常。

二、炉况的综合判断制度

炉况的综合判断必须分析以下情况,对炉况的波动方向、幅度做出正确的判断。

1. 铁水情况(生铁含Si和铁水物理热)、铁样断面;

2. 渣水情况、渣样断面及炉渣分析;

3. 风口工作情况及冷却情况;

4. 热风压力曲线变化情况;

5. 风量曲线变化情况;

6. 炉顶煤气、炉喉、炉身、炉基温度的变化情况;

7. 炉顶煤气压力曲线变化情况;

8. 炉料下降速度及均匀程度;

9. 混合气CO2含量情况;

10. 入炉原料情况;

11. 炉尘吹出量情况;

12. 炉内摄像观察煤气流变化情况

13. 其他经验判断法 。

三、炉况异常的原因:

1.煤气分布变化的原因:

① 炉顶布料不合适;

② 送风制度不合适;

③ 上、下部调剂不合适;

④ 原燃料质量变坏;

⑤ 热制度不稳定;

⑥ 渣铁连续出不净;

⑦ 高炉操作内型发生变化。

2.高炉热制度变化的原因:

① 煤气流失常;

② 原燃料物理和化学性质的发生变化;

③ 称量误差;

④ 炉渣成分不合适;

⑤ 冷却设备损坏,漏水入炉;

⑥ 长期深料线作业;

⑦ 送风制度不稳定;

⑧ 风温波动大;

⑨ 连续下部崩料;

⑩ 炉况调剂不适当或不正确;

⑪ 煤量失常。

3.造渣制度方面的原因:

① 热制度失常,炉温大幅度波动;

② 拉错料、配错料 、称量误差;

③ 入炉原料成分不准确,波动大;

④ 入炉料AL2O3大幅度增加。

总之,原料的理化性能和高炉其他操作条件的变化,长期亏料线及不正确的操作都能引起高炉热制度、

造渣制度、煤气流分布的变化,而他们又互为因果关系,因此在处理失常时要进行综合判断,查明原因,

进行调剂。

四、炉况异常的表现及处理:

炉况异常与正常炉况相比,炉况波动较大,煤气流分布偏向某一方面,下料不够顺畅,值班工长能用一般调节手段,在短期内可以纠正的称为异常炉况。一般表现为下列几个方面:

1.煤气流分布异常,边缘气流过盛或不足及管道行程。

(1)边缘气流过分发展征兆:

① 风压平稳而又显著降低,风量相应增加;

② 炉身、炉喉、炉顶温度显著上升,炉顶温度曲线变宽;

③ 炉喉CO2%曲线边缘偏低,中心升高,严重时呈馒头状,十字测温曲线呈“u”字形。

④ 炉身炉腰水温差升高。

⑤ 风口迟钝,有生降,严重时出现风口涌渣或自动灌渣。

⑥ 出渣时,上渣热,下渣凉,且炉渣温变化大,出铁时高[S]高[Si],物理热不足,石墨碳减少;

⑦ 初期时下料正常。长期中心透气性恶化时,则下料有停滞现象或崩料出现。

处理措施:

① 如顺行无问题,可采用加重边缘的装料制度;

② 缩小矿批(或调整αk角),疏松中心,以抑制边缘气流;

③ 长期边缘过分发展,上部调节无效,可暂堵风口缩小风口直径;

( 2 )中心气流过分发展征兆:

① 炉顶温度曲线变窄,温度靠拢;

② 炉身、炉喉温度降低;

③ 热风压力偏高且波动大,严重时出铁前后变化更为显著;

④ 风量波动大,当减风操作时,风量趋于平稳;

⑤ 料速不均匀,出铁前料速转慢,出铁后料速转快,常伴有小滑线,但不易悬料;

⑥ 炉喉CO2%曲线,边缘高,中心低,严重时呈“漏斗”状;十字测温曲线呈倒“u”字形。

⑦ 风口亮度降低,且暗,风口涌渣,但无灌渣现象;

⑧ 上渣温度低,下渣温度高,渣口难打,严重时渣中带铁多;

⑨ 铁水物理热低,化学成分低[Si]低[S]。

处理措施:

① 采取疏松边缘的装料制度,适当减轻负荷;

② 批重偏小时,可适当扩大矿石批重;

③ 可提高料线;

④ 扩大风口面积;

(3)管道行程:

煤气流沿高炉断面分布不均,局部气流强烈发展,称为管道。管道产生的原因:

原料粉末较多,风量与料柱透气性不适应压差过高,热制度波动,布料器工作失常,炉渣碱度过高等。高炉出现管道往往伴随出现的是崩料,炉温必然大幅度波动,处理不及时造成炉子大凉。

管道行程征兆:

① 风量、风压不稳,随着崩料激烈波动。崩料前风压逐步下降风量增大。崩料后管道堵住,风压升高风量锐减,管道吹开后,风压又下降;

② 透气性指数剧烈波动。初期随管道的产生而升高,当管道堵塞时突然降低;

③ 与管道最接近的炉顶,炉喉温度显著升高?鸦

④ 炉顶煤气压力不稳,上料或崩料时有上升尖峰;

⑤ 探尺有停滞与陷落现象;

⑥ CO2曲线混乱,管道处下凹,十字测温在管道处温度明显升高。

⑦ 风口工作不均匀,管道处的风口下料块,暗红有时有生降。

⑧ 局部边缘管道,相应水温差升高;

⑨ 渣温和铁水温度波动大。

处理措施:

① 富氧鼓风的高炉应停氧;

② 在管道处压料;发生中心管道时,无料钟炉顶可临时焦角大于矿角的装料2-4批。边缘局部管道发生时临时改变布料溜槽的转角,进行偏布料。

③ 减风5%-20%,并相应减少喷煤量;

④ 炉温高时,可降低风温;

⑤ 临时减轻负荷,采用疏松边缘装料制度;

⑥ 经常产生管道应扩大矿批;

⑦ 固定位置经常出现管道,应暂时将管道方向的风口直径缩小或堵死该风口;经常发生管道应减轻焦炭负荷,降低全风水平并考虑调整基本制度。

⑧ 恶性管道,若炉温许可,可以放风坐料,复风压差比正常低0.01KPa以下。要适当加些净焦,既疏松料柱,又有防炉凉作用。

2.高炉热制度异常,炉凉或炉热。

(l)炉凉:

炉凉是由于炉内热量利用率降低,焦炭实际负荷过重(如矿石还原性与焦炭质量变差),长时间低料线作业,严重塌料,渣皮滑落,冷却设备漏水,无计划休风,称量不准确,操作经验不足,造成操作失误或者反向操作等。

征兆:

① 热风压力逐渐降低,风量自动升高

② 在不增加风量的情况下,料速加快;

③ 炉顶温度和炉喉温度降低;

④ 压差降低,透气性指数升高;

⑤ 容易接受提风温措施;

⑥ 生铁含硅下降,生铁含硫升高;

⑦ 风口暗淡有生降;

⑧ 渣温不足,渣中FeO升高,出铁时,铁流火花矮而密集;

措施:

① 及时增加喷煤量,提高风温(富氧高炉要减氧或停氧),必要时减少风量,控制料速,使料速与风量相适应;

② 及时查清炉凉原因,如炉凉原因是长期性的,应减轻焦炭负荷;

③ 为防止提温造成悬料,可临时改为按风压操作,确保炉况顺行;

④ 炉凉时除采取提风温,增加喷煤、减风量外,上部应加净焦或减轻焦炭负荷;

⑤ 当风口涌渣时,炉外应积极组织好炉前及时出净渣铁,防止风口自动灌渣;

⑥ 谨慎处理炉凉悬料,在有风口灌渣危险时,悬料必须出净渣铁并适当喷吹铁口后才能坐料、休风,坐料时打开挂渣风口的窥视孔,防止弯头灌渣。

(2)炉热

征兆:

① 随着炉子向热,风压逐渐升高,风量逐渐减小;

② 下料缓慢引起难行、塌料及悬料;

③ 炉顶煤气压力下降有时突然波动向上;

④ 炉顶煤气温度升高:

⑤ 风口明亮耀眼,渣铁温度升高,生铁含硅量升高;

⑥ 炉热时渣铁流动性好,铁水明亮耀眼,铁水火花明显减少,出渣出铁时表面火苗长,冲成水渣呈白色。

措施:

① 炉热料慢时,首先减喷煤量;

② 炉热难行时,可撤风温并一次减到所需水平。可临时采取疏松边缘的装料制度;

③ 出现热难行时,在减少喷煤量的同时,可减少富氧量;

④ 热难行时,可临时减风量;

⑤ 引起炉热是长期因素的,应加重焦炭负荷;

⑥ 突然性炉热事故应立即检查原燃料变化和入炉计量;

⑦ 在处理炉热时,注意炉子的热惯性和改变喷吹量的热滞后性,防止炉温大幅度波动。

五、失常炉况及处理

失常炉况:严重影响正常生产,除采用正常调节手段外,必须改变冶炼制度方可纠正的炉况。常见的有:低料线、连续崩料、悬料、炉缸严重堆积、炉墙粘结、大凉、炉缸冻结等。

1.炉况失常的处理原则:

(1) 首先分析失常原因,统一操作思想,抓住主要矛盾,制定处理方案加以实施。

(2) 操作风量、风温、富氧、喷煤和焦碳是处理炉况的关键因素,一定要使送风制度与炉内透气性相适应,避免炉温波动,注意造渣制度。

(3) 要有时间观念,处理要及时果断,但恢复时间则要看炉况的失常程度不能急于求成,避免反复。

(4) 处理炉况失常一要注意失常的方向,二要注意失常的幅度。

(5) 注意避免处理一种失常而引起另一种失常。

(6) 当炉子有剧冷和其它失常同时发生时,先处理炉冷再处理其它失常。

(7) 炉况出现失常时,要注意顶温控制,顶温不宜长时间过高,以避免产生大量热损失。

2.低料线:

低料线是指料面低于规定料线0.5米以上。

(1)低料线的危害

① 炉顶温度升高,损坏炉顶设备;

② 煤气流分布失常,影响高炉炉况顺行;

③ 破坏炉料的预热和还原,造成高炉大凉;

④ 成渣区波动,容易造成炉子粘结;

⑤ 严重低料线,会造成风口灌渣、吹管灼穿等事故。

(2)低料线处理

① 由于原燃料供应不足,装料系统设备故障造成的低料线,要果断减风至炉况允许的最低水平(以风口不灌渣为限)。故障消除后,首先装料,待料线到达规定要求后,在逐步恢复风量,严重时可以休风(不明原因下的低料线,休风时要进行炉顶点火)。

② 设备事故影响上料时,高炉工长要同设备检修人员,准确地估计所要处理时间。如一小时以上不能上料时,要抓紧配铁水包,出铁后休风处理;

③ 炉况不顺造成低料线,应根据情况适当减风,待炉况稳定,且料线正常后,逐步恢复风量;

④ 炉顶温度大于400℃时,开通炉顶蒸汽(或炉顶喷水降温装置)控制炉顶温度,当炉顶温度恢复正常时,及时停蒸汽或停止喷水(要有专人负责);

⑤ 低料线减风50%以上,持续时间超过2小时,出铁后堵风口2-5个;

⑥ 低料线时,要根据低料线的深度和持续时间相应减轻焦炭负荷:

⑦ 严重低料线(料线不明),在赶料线时首先要加净焦1-3批或更多,并跟数批轻料,初期赶料线可快些,料线接近适当放慢赶料速度;

⑧ 料线接近正常水平,可适当发展边缘,压差较正常低0.01KPa;

⑨ 当低料线下达到成渣区域时,可适当采用疏松边缘的装料制度,视顺行情况,适当减风等低料线炉料过后再逐步恢复风量至正常水平;

⑩ 低料线加炉料作用时,要注意稳定炉温和炉况顺行。

2.连续崩料:

连续崩料是炉况失常的前兆,它不只影响炉料的预热和还原,而且严重时,将造成炉缸热量不足,恶化散料层的透气性,堵塞软熔层的气孔,加剧炉子的恶化状况,进一步发展会造成炉子大凉,风口灌渣,风口烧穿,甚至炉缸冻结。故操作者必须采取果断措施,预防和制止连续崩料。

(1)征兆:

① 料尺不断的停滞和崩落,中间可能有几批正常料,但随后又崩落;

② 炉顶煤气压力剧烈波动,频繁出现高压顶峰,炉顶有时有不正常声响;

③ 风压、风量曲线呈锯齿状波动;

④ 透气性指数随风压、顶压、风量变化而相应波动并逐渐降低;

⑤ 风口工作不均衡,部分风口出现生降,严重时风口涌渣;

⑥ 炉温急剧下降,渣温低,流动性变差,严重时放不出渣。

(2)措施:

① 改常压、停氧,减少喷吹,迅速减风10-20%,直到不崩料为止,使风压、风量达到平稳;

② 连续崩料,必须减风,风量减到能够制止崩料和风压达到平稳水平,可减轻焦炭负荷并加适量净焦,疏松料柱,防止炉冷;

③ 采用疏松边缘的装料制度,适当临时缩小矿批,必要时经过讨论决定采用倒装;

④ 崩料时或崩料现象消除前,禁止加风量

⑤ 加强出铁放渣,尽量出净渣铁,涌渣的风口可在外部打水,防止吹管烧穿;

⑥ 休风后恢复风压操作,风压不大于0.06MPa,保持风量和风压适应关系,避兔强行加风;

⑦ 出铁后彻底放风坐料,回风压力应低于放风前压力,争取料尺自由活动;

⑧ 崩料制止,炉温回升,下料正常后,在正常料部分下到炉腰以后,根据炉况顺行情况,先逐渐恢复风量,后恢复风温和焦炭负荷,在恢复过程中,尽量避免出现反复。

3. 悬料:

炉料停滞下降,持续时间达两批料以上,称悬料。

(1)征兆:

① 下料转慢,探尺有停滞与陷落现象,悬料后料线不动

② 风压不稳且有上升趋势,风量相应减少,悬料后风压急剧上升,风量骤减;

③ 炉顶煤气压力下降,炉顶温度逐渐升高;

④ 风口呆滞,个别风口出现大块生料,严重时焦炭停在风口前不动;

⑤ 透气性指数显著下降。

(2)悬料的预防:

悬料是难行、管道和崩料的最终体现,因此在操作过程中要贯彻以“预防为主”的方针;

① 在处理低料线时,当净焦下到成渣区域以前,不许加风或提高风温;

② 原燃料质量恶化时,禁止采取强化冶炼措施;

③ 渣铁出不净时,不允许增加风量;

④ 恢复风温时,每小时不许超过50℃;

⑤ 增加风量时,每次不大于50-150m3/min,加风间隔时间不低于半小时;

⑥ 高炉向热行时,可先减喷吹物和酌情降低风温。

(3)当出现悬料后应采取以下措施:

① 高炉憋风难行时按以下顺序调剂:减少氧量-减少煤量-减少风量,争取自己崩料;

② 悬料若炉渣碱度过高引起,应加配酸料;

③ 炉凉引起难行,应先降风量,任何性质的悬料,严禁加风温;

④ 采用以上措施无效或料尺不动,则应考虑坐料;

⑤ 坐料前应考虑炉内积存的渣铁数量以及炉况进程,要及时出净渣铁,坐料前应安排专人看好风口,防止风口灌渣,如风口涌渣时,要外面打水冷却,防止吹管烧穿;

⑥ 根据悬料程度可采取下列顺序进行坐料:减风——排风——休风(坐料不易下时,可采取休风坐料),坐料前应考虑到炉内有坐料空间;

⑦ 坐料后应改用疏松边缘的装料制度,可同时缩小矿批,并相应减轻焦炭负荷,根据炉温水平与料线深度加入若干净焦防止炉冷;复风风量应低于正常水平,待料尺、风压、风量适应后,先恢复风量而后恢复风温和喷吹物;

⑧ 悬料后20分钟之内进行坐料(应考虑炉内渣铁量),复风后再次悬料应估计炉缸又烧去2—4批焦碳,再次坐料,坐料前应赶上料线,排风坐料时间不得超过5分钟;

⑨ 连续坐料,料柱透气性严重恶化时应集中加入若干批焦炭,疏松料柱;

⑩ 顽固悬料甚至休风坐料不下时,可复风但压力不大于正常风压,当风口区燃烧一定空间时,打开铁口喷吹,再坐料;

⑪ 冷悬料比较顽固,难以处理,每次坐料后必须采取低风压小风量高风温恢复,并适当加焦,转热后应小幅度恢复凤量,注意顺行和炉温,防止热悬料和炉温反复。恶性冷悬料应耐心恢复,避免连续坐料,只有等净焦下达后才能转好,此时应及时退位全焦。

⑫ 悬料期间禁止喷吹煤粉。若悬料是因喷煤、富氧不均匀引起,应消除此因素。

(4)坐料注意事项:

① 坐料前联系风机房、热风炉及煤气管理室,并经其认可;

② 坐料前炉顶和除尘器通蒸汽或氮气;

③ 高压转常压操作,并相应减风15-20%;

④ 放风或休风坐料时关闭混风阀;

⑤ 坐料时除尘器禁止清灰;

⑥ 坐料时周围禁止工作人员往来,不许上炉顶工作;

⑦ 非特殊情况不许用热风炉倒流休风坐料;

⑧ 料未彻底坐下来,禁止更换风口操作。

4.炉子大凉:

(1)炉子大凉的原因:

① 原燃料质量严重恶化;

② 称量系统不准确,误差远高于规程;

③ 冷却设备烧坏,大量向炉内漏水;

④ 渣皮或炉墙塌落;

⑤ 长期休风向炉内漏水;

⑥ 发生大事故状态下的紧急休风,来不及变料;

⑦ 高炉配料单写错,多上矿石熔剂或少上焦炭。

(2)征兆:

① 风量、风压拉锯,炉子不接受风量;

② 风口前出现大块生料,甚至未熔的炉料,风口发红,有涌渣、挂渣现象。普遍表现为不接受喷吹;

③ 渣温剧烈降低,呈黑色,流动性极差。生铁含[Si]骤降,含[S]升高,铁水难以流动;

④ 炉前渣铁处理困难,严重时渣铁难以从铁口排除:

⑤ 探尺曲线有停滞现象,炉况难行;

⑥ 炉顶煤气温度急剧向上尖峰,并且相互重叠;

⑦ 炉顶煤气压力有向上尖峰,常有悬料现象。

(3)措施:

① 查找大凉原因,根除造成大凉的因素,应首先检查冷却设备是否漏水;

② 根据造成炉凉因素初期征兆,及时增加喷煤量、提高风温、富氧、减少风量、控制料速,使料速和风量相适应。可以加足够焦炭(可集中加3-20批);

③ 风口尚好,能接受喷吹时,可将风量减到70-80%,尽量维持少量喷吹。为保证喷吹燃料的完全燃烧和提高风口区理论燃烧温度,在可能的情况下应使用一定的氧量,渡过重料以待轻料与空焦的下达;

④ 局部风口不接受喷吹,局部停喷,大部分风口不接受喷吹,则应全部停喷,及时减少风量,减到风口不来渣水平,并大幅度减轻焦炭负荷,缩小矿批;

⑤ 如炉渣碱度高则应降低碱度,装料制度按炉子顺行和煤气曲线情况而定;

⑥ 当风口涌渣时,及时放净渣铁,如有可能增加出铁次数;并组织专人看风口,防止自动灌渣、烧出,如此时发生悬料,出鉄时应大喷铁口,坐料时应打开风口窥孔,防止弯头灌渣;;

⑦ 伴随产生大塌料时,注意插空焦,且赶料不宜过快,严防凉悬料:

⑧ 应尽最大努力在大凉期间内不发生其它事故迫使高炉休风,如果体风可堵部分风口。

⑨ 高炉发生炉凉时,加风温不宜过急,防止引起炉况难行,加重炉凉;

⑩ 炉冷严重,炉缸冻结时,其处理方案由厂部、车间研究决定。

5.炉缸严重堆积:

(1)原因:

① 原燃料质量恶化,焦炭强度降低,长期炉温过低,炉渣AL2O3高,造成炉缸堆积;

② 长期边缘重,长期慢风作业造成炉缸边缘堆积;

③ 长期中心重,造成炉缸中心堆积;

④ 长期高炉温、高碱度操作,造成石墨碳堆积;

⑤ 风渣口及炉缸部位冷却壁长期漏水造成局部堆积。

⑥ 长期煤量过大,未燃烧煤粉积聚炉缸,造成炉缸中心堆积。

(2)征兆:

① 不接受风量,风压偏高,透气性指数降低,只能维持较低水平操作。

② 管道行程多:

③ 风口工作不均匀,容易产生漏渣、灌渣;

④ 风口破损增多;

⑤ 渣口难打,渣中带铁多,铁口较容易维护;

⑥ 中心堆积上渣量显著增多,出铁后放渣时间提前;

⑦ 下料不均,出铁前风压升高,风量减少,料速减慢,出铁过程中料速加快;

⑧ 边缘堆积一般先烧坏风口、后烧坏渣口,中心堆积一般先坏渣口,后坏风口;

⑨ 边缘结厚部位水箱温度降低。

(3)措施:

① 改善原燃料质量,提高焦炭强度;

② 冶连铸造生铁时,改为冶炼炼钢生铁;

③ 提高生铁的含Mn量;

④ 适当降低炉渣碱度或添加洗炉剂;

⑤ 采用有利于顺行的装料制度,控制两股煤气流均匀发展;

⑥ 风口等冷却设备漏水及时发现处理。

⑦ 降低喷煤量,适当增加富氧量,改善炉缸热制度。

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