淺談高爐操作爐型管理與爐況順行

正常的操作爐型應該是既能維持生產穩定、低耗、優質,又能使高爐有長壽的內型,即內壁表面光潔、下料順暢,渣皮穩定。維持一個合理的高爐操作爐型,盡量減少爐況波動,是實現高爐長壽的關鍵。高爐是一個極其復雜的化學反應器,在同一時間起作用的因素很多,爐型變化的形式多種多樣,正常渣皮脫落,不會對爐況順行造成一定的影響,但當發生爐墻粘結或渣皮大面積脫落等爐型變化時,如不盡快采取措施則會造成爐況失常,并對產量造成一定的影響。綜合分析高爐操作爐型變化特點、調控手段,并結合爐型變化導致高爐爐況失常的實例,提出有關高爐操作爐型管理方面的建議,以饗讀者。

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1　高爐爐型變化的特點及影響因素

正常的高爐操作爐型表現為內壁表面光滑、渣皮穩定,但在實際高爐生產中,因造渣制度、裝料制度、送風制度、熱制度及外界原料等因素變化的影響,高爐操作爐型會發生粘結或渣皮脫落等變化,對高爐順行造成了很大的影響,嚴重的渣皮脫落,還會導致冷卻壁大面積的損壞。分析爐墻粘結的因素主要有:①原料含粉高,邊緣煤氣流不發展,發生邊緣管道;②造渣制度不穩定,爐渣性能變化大,渣鐵流

動性差,易造成爐墻粘結;③爐溫控制差,波動大,高爐軟熔帶頻繁上下波動;④長時間冶煉高硅低硫鐵多,爐渣流動性差;⑤冷卻壁漏水或冷卻水水壓、水溫的變化導致冷卻強度過大;⑥布料制度不合理,導致局部邊緣氣流或邊緣管道。而造成爐墻渣皮大面積脫落的主要影響因素是:送風制度、裝料制度不合理,邊緣氣流發展;冷卻制度發生變化導致冷卻強度偏低,形不成穩定的渣皮。

2　爐型管理與非正常爐型的調控

目前,在高爐操作中很難對爐內行為進行直接測量,還只能通過間接的方法獲取爐內信息,由于企業對爐型管理認識上的差距而導致爐型管理手段的各異:①對中小型企業來說,在爐型管理上未建立一套完善的監控體系,只是通過爐身溫度變化規律,獲取煤氣流分布及爐料分布的信息,渣皮形成及脫落,并由此來區分爐型的不同特征,實際生產中,并未對爐型管理制定一套嚴格的管理體系,致使爐型變化不能及時發現并采取措施;②中國大中型企業,已將高爐爐型管理列入管理對象,引進專家診斷系統,主要對爐體熱負荷、渣皮形成與脫落情況、管道發生情況、滑崩料情況進行管理,及時分析高爐操作爐型的變化特點、變化規律、影響因素、將非正常的爐型轉變為正常狀態,使爐況保持了長久穩定順行。非正常爐型與正常爐型的表征特點見表1。

爐型發生變化時須及時采取措施,使高爐操作爐型轉為正常操作爐型;否則,爐型的變化會導致爐況失常,進而影響高爐各項經濟技術指標。一般采取的措施是:①布料特性決定了煤氣流分布,進而決定了爐內溫度場的分布和軟熔帶的形狀和位置,特別是爐墻處爐料的軟熔行為會引起爐墻渣皮結厚或脫落,通過布料制度的調整,有效控制煤氣流的分布,是使高爐型恢復正常爐型的重要手段。當爐墻發生粘結時,主要采取放邊措施,適當發展邊緣氣流,爐墻發生渣皮脫落時要采取壓邊措施控制邊緣煤氣流;②控制好爐溫、爐渣堿度,處理爐墻粘結,適當將爐溫控制在上限水平,嚴禁低爐溫操作,一般生鐵中w(Si)嚴格控制在0. 45%以上,放低爐渣堿度,生鐵含硫以二類鐵為主,確保良好的渣鐵流動性;③控制冷卻強度,渣皮脫落不易形成渣皮時,要提高水壓,提高該部位的冷卻強度。出現粘結,要適當降低水壓,降低該部位的冷卻強度;④處理下部粘結時,適當進行洗爐。

3　爐況失常舉例與幾點體會

2005年1月原料供應緊張,自1月10日起450m3高爐開始使用含粉較高洋球,13日高爐開始出現滑尺,高爐未采取措施,14日高爐滑尺頻繁,且出現管道形成,進而高爐不吃風,連續坐崩料,爐況失常,休風發現高爐嚴重偏料,南料線低,北料線高,東南6號風口爐身中部有粘結物。分析其原因是:① 1月10日使用含粉較高的洋球,造成上部料柱透氣性變差,邊緣氣流不發展,邊緣管道形成較多,高爐頻繁出現坐料,邊緣局部粘結;②在爐況出現局部邊緣管道的情況下,爐溫控制差,波動大,低爐溫次數多,軟熔帶頻繁上下波動,加之頻繁采取放頂壓操作而加劇了爐墻粘結;③操作者對爐墻粘接的重視不夠,也未采取措施進行處理,致使爐墻粘結面積不斷擴大,終引起嚴重偏料且導致煤氣流嚴重失常。

2005年3月31日,因山后料廠進行皮帶調試,焦炭未經過篩進入高爐,大量面子入爐,料柱透氣性變差。在此期間,燒結調整配比,造成渣中三氧化二鋁上升,高時達到19%～ 20%,爐渣流動性變差,自4月2日爐況開始波動,出現小滑尺及管道。接受1月份爐況失常的教訓,考慮主要是爐墻已出現局部粘結,故調整布料制度,改三環為單環,適當放邊,降低爐渣堿度,配加螢石進行洗爐,同時聯系原料廠調整配比降低渣中w(Al2O3)18%以下,爐況很快轉入正常。

通過上述實例的對比分析體會到:①高爐生產中,由于受各種因素的影響,高爐操作爐型會發生變化,非正常的操作爐型會導致爐況波動,進而造成爐況失常,因此高爐應建立起完善的爐型管理體系,綜合利用高爐冷卻壁溫度和熱負荷的變化,及時了解爐型的波動及變化,維護高爐操作爐型,有力促進爐況長久穩定順行;②在高爐日常操作中,要嚴格控制好爐溫、堿度,避免連續高硅低硫操作,重視渣鐵的流動性,維持高爐合理的操作爐型;③重視高爐中部調劑,通過調整冷卻系統參數來達到及時調整、維護爐型的目的;④經一段時間的強化冶煉后,要適當進行疏導,利用發展邊緣煤氣流動對爐墻不規則部位進行清理。

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