如图7所示,磨煤系统将煤粉研磨至要求尺寸(200目以下比例占50%~80%)后送至喷吹系统的粉仓,打开下料阀,煤粉下至喷吹罐,松动阀是疏松煤粉以便顺利下料。完成装煤之后,冲压阀对喷吹罐冲压至要求水平后待用。等工作罐煤粉即将喷吹完毕之前,实行自动卸压平衡换罐,即工作罐将剩余压力卸给待用罐,多余压力通过放散阀排出。换罐完成后,工作罐停止喷吹,开始装煤;待用罐开流化阀使煤粉处于‘沸腾’状态,开空气吹送阀和出煤阀,煤粉、氮气和空气在混合器相遇,在高压空气的作用下吹送至高炉的煤粉分配器,为了保证各个风口的喷煤均匀,分配器与各个风口的管道距离相等以实现等距离喷吹。在风口煤粉通过喷枪喷入风口。总之要求喷吹系统喷煤按时按量喷吹至高炉,流量稳定均匀。 2#高炉送风操作及热平衡的调剂
高炉送风制度决定煤气的原始分布,对炉料与煤气的适应影响重大,不仅影响炉料的顺利下降,同时也影响高炉下部热量水平。炉缸热量充足和稳定与送风制度的各个参数水平息息相关。2#高炉各项送风参数与热参数分别如表5所示,表6为炉顶参数。
表5 2#高炉送风参数与热参数
风系 参数 热系 参数 风量 28万m3/h 风温 1200℃ 风压 0.4 MPa 富氧 5000m3/h 顶压 215KPa 富氧率 1.3%-1.7% 压差 185KPa 湿度 8-10 g/m3 透气性 15万 喷煤量 38-43t/h 鼓风动能 110kj/s T理 2100 ℃
表6 炉顶参数 炉顶温度 东北 266℃
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炉顶煤气 东南 227℃ H2 2.5% CO 24% CO2 21% 煤气利用 47% 西北 290℃ 西南 272℃ 各项参数对炉内的影响
风量:即单位时间从热风炉送入高炉热风的体积,风量越大,冶炼强度越大,风口焦炭消耗越快,炉腹煤气指数越大,炉料下降越快,产量越大。当料速慢过慢,而透气性好的条件下,可适当提高风量,跑足料批。
风压:从热风送至高炉的热风具有一定压力,热风压力来自风机,操作中通过风机静叶开度和叶轮转速来调节风压。一般来说,正常情况下风压与风量成正比。渣铁未出尽、出铁不及时、炉温过高煤气体积膨胀等情况都会致使风压过高,在操作中应尽量保持风压稳定,以维持料速均匀稳定。
顶压:顶压是操作者设定的炉顶煤气压力,一般通过TRT的静叶开度和调压阀组的开度来调剂,在TRT工作状态中静叶开度根据炉顶煤气流量自动调节,例如煤气量大时,静叶开度自动变大;因此炉顶压力是一个动态定值。提高顶压即高压操作,有利于高炉接受大风量而提高产量,同时也致使风口回旋区缩小,有利于发展边缘煤气,可抑制大喷煤导致的煤气过度中心发展。同时炉内均压升高有利于抑制直接还原,在风量不变的情况下,煤气体积缩小,煤气流速下降,煤气在炉内停留的时间延长,增加了矿石和煤气的接触时间,有利于矿石还原,有利于降低焦比。
全压差(ΔP):风口入炉热风压力与顶压的差值。当提高顶压时,全压差变小,煤气阻力损失变小,透气性变好,风量自动增大。因此,一般来说,顶压与风量、风压成正比。
透气性指数(Q2/ΔP):即风量的平方与全压差的比值,透气性指数越大,煤气阻力小,有利于顺行,2#炉一般要求透气性指数不小于13万。影响透气性指数的因素很多,主要是焦炭的热强度。随着大喷煤的发展,焦炭负荷越来越大,焦炭在炉内停滞时间越来越长,焦炭熔损越发严重,对透气性极为不利,因此需大力提高焦炭质量,保证高炉顺行。
喷煤:由于煤粉反应性优于焦炭,喷煤量提高,煤粉在风口消耗空气越多,风口焦炭消耗变慢,炉料下降变慢,因此喷煤量经常作为调节料速的手段之一。喷煤也是重要的炉温调节手段之一,由于喷煤存在热滞后性(2#炉为3.5h),煤粉先在风口吸热热分解,理论燃烧温度下降,待煤粉完全反应后热量回升。因此,要正确分析炉温趋势,做到早调而且调节量准确,调节量不宜过大,一般为0.5~
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1.0t/h,最大控制在2t/h。提高喷煤量,煤气流增大,气流中心发展,炉缸边缘温度下降,炉缸中心温度上升。另外,未然煤粉影响透气性对炉况顺行不利,但其在一定程度上又可以降低焦炭熔损速度。
富氧:富氧后,热风中氧气含量增大,风口焦炭消耗变快,炉料下降变快,产量变大,因此富氧也是调节料速,产量的重要手段。富氧流量提高,理论温度升高,燃烧变快,有利于大喷煤的发展。由于富氧致使每批炉料消耗的热风体积减少,所以当提高富氧率时,单位料批产生的煤气体积减少,不利于炉身炉料的预热,而喷煤致使煤气体积变多,因此,富氧与喷煤相辅相成。
风温:风温是调节炉温的重要手段,其调剂效果与喷煤,富氧,改变焦炭负荷等手段相比更快速直接。风温越高,带入热量越多,风口燃烧焦炭减少,煤气发生量减少,上部矿石预热程度减少,软熔带往下迁移,间接还原区扩大,有利于降低焦比。由于炉缸温度梯度提高,软熔融化变快,软熔带变窄,有利于改善透气性,另一方面,炉温升高,煤气体积膨胀,煤气阻力增大,并且高温加剧SiO的挥发而堵塞炉料空隙,影响下部透气性。 炉内下部操作与炉况的调节
在日常操作中主要把握料速和炉温的稳定。其中控制料速主要是为了确保产量,料速过快则容易导致原料供给不足而造成亏料;料速慢过慢产量难以完成。炉温的稳定主要是为了确保铁水的优质率。
当炉温过高形成热难行时,煤气体积膨胀,下部压力增大,压差增大,风量自动减少,透气性恶化,料批下降变慢,此时切不可加风或者大富氧跑料,应适首先考虑撤氧,其次撤风温和减少喷煤,若上述措施效果不明显,则考虑减风。若炉温持续上行则应考虑提高焦炭负荷,适当扩批重。在必须降风温时,应一次减到需要水平,恢复时要根据炉况接受程度逐步提到正常水平,一般速度在50℃/h,切忌大起大落。
当炉温向凉时,风压逐渐下降,风量自动增加。煤气体积收缩,下部压力变小,压差降低,透气性变好,料批下降逐步变快,炉料在炉内停留时间变短,预热和间接还原不足,容易导致低料线和炉凉。此时应适当减风,在未出渣铁前减风应密切注意风口状况避免灌渣;同时加大喷煤,提高风温,减慢料速,维持炉
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温的稳定;若炉温持续下降则应立即退焦炭负荷。
由于目前柳钢原料性能日趋下降,2#炉焦炭反应性指数CRI经常超过30%,反应后强度CSR最差的时候为53%,导致炉内经常悬料。悬料主要现象有:探尺下降缓慢或停滞,风压逐步上升,透气性恶化。风压过高有悬料趋势时,应禁开下密封圈,以防压料造成煤气紊乱;已经悬料时,首先考虑撤风温,控氧,停煤,若效果不明显则应立即坐料处理。处理上部悬料的坐料,首先考虑撤顶压、减风操作,顶压下降后,煤气快速逸出,料层受煤气托力减小,则料批下降。若还是坐不下来,则立马开放风阀,放风后风量减少,风压急剧下降,料批下落。一般坐料后有些许亏料,应调整布料角度赶料,各个参数缓慢恢复悬料前水平。
低料线是常见的异常炉况,一般是由于炉顶上料设备故障不能及时下料造成,或者是坐料、料速过快导致。低料线容易造成煤气紊乱而吹出管道,致使矿石预热不足,容易引诱炉凉;同时煤气利用率低,顶温过高对设备影响大。出现低料线时,应立马减风、加大喷煤、适当撤氧,减慢料速以及时赶上料线。若炉顶设备长时间故障,应立即休风处理。
炉温的波动直接影响铁水[Si],[S]的含量,除了料速,风量,喷煤,富氧等内部操作因素的影响外,炉温还有可能受其他因素影响。冷却系统的破损漏水情况严重时可能导致炉凉;另外,炉墙渣皮的掉落也导致炉温的波动;因此,操作者应时刻关注冷却系统水的流量和水温差,水温差越高说明炉墙变薄,水量有异常,说明可能存在漏水,遇到这些异常时应及时处理。
由于炉料从炉喉下降到风口需要一定时间,即一个冶炼周期。2#高炉冶炼周期为6小时,约42批料。由于炉温的波动,难免会有加净焦的操作,在有净焦到达风口时,应及时减少喷煤量迎净焦,以免形成热难行。炉温高时,焦炭反应减少,多余的焦炭滑入炉缸进入死焦柱,当炉温低时,死焦柱的焦炭反应增多,炉缸的死焦在动态中保持一定高度,为维持炉缸透液性保持炉缸活跃均匀,应该保持合适的死焦柱高度。
管道行程也是高炉常见的异常炉况,管道行程形成时,煤气直接逸出,煤气利用率下降,顶温升高,风压快速下降,风量增大,严重时可能导致炉凉。在管道的形成与破坏过程中,风压波动幅度很大,上部温度波动大,很可能导致炉墙结瘤。工长应密切关注炉顶十字测温及炉顶成像仪的情况,遇到管道时及时查明
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部位调整布料制度,适当减风。
风口是煤气的发源地,通常风口的情况比其他观测手段更直接明确的表明炉况。炉况正常时,风口明亮,无生降,无挂渣,回旋区焦炭运动活跃,料批下降速度均匀,炉温过热时,风口明亮刺眼,风口干净清洁,无杂物。炉温低行时,风口发暗,有生降出现,并出现挂渣,严重时可能发生灌渣。风口的尺寸以及开闭情况也是调整炉况的重要手段之一。风口直径,长度,形状直接影响鼓风动能的大小,影响初始煤气的分布,当风量不变的情况下,增加风口长度或者缩小直径均可时煤气向中心发展。有时某个铁口长期过浅时还需要关闭该铁口正上方的风口,减少煤气对泥包形成的影响。风口是高炉重要一环,应该确保风口的正常,特别是休风前必须保证出尽渣铁,以免出现灌渣。
2#高炉造渣制度及渣处理工艺
选择造渣制度主要取决于原料条件和冶炼铁种。在选择炉料就结构时,应考虑让初渣生成较晚,软熔的温度区间较窄,这对炉料透气性有利,初渣中FeO含量也少。炉渣在炉缸正常温度下应有良好的流动性,1400℃时黏度小于1.0Pa.s,1500℃时0.2~0.3Pa.s,黏度转折点不大于1300~1250℃。炉渣应具有较大的脱硫能力,Ls应在30以上。当炉渣成分或温度发生波动(温度波动±25℃,mCaO/mSiO2波动±0.5)时,能够保持比较稳定的物理性能。 碱度调节
2#高炉碱度的调节主要根据铁水硫含量和流动性来调节。一般是通过改变入炉原料中烧结矿和球团的比例实现碱度对铁水成分以及炉渣流动性的控制。R容易调整,但很难一步到位,计划休风时,一般考虑提早2个班将R校准。炉渣R调整以后,一个冶炼周期后,实际炉渣R不一定与计算的R相符,一般需1.5个冶炼周期,这是因为炉渣R比重小些,炉渣容易滞留在炉内局部区域,从而造成R的波动。炉渣的热熔比铁水要高,炉渣R的波动容易造成软熔带的波动,给炉况及煤气流造成一定的影响。
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炼铁厂高炉车间实习报告



