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首钢高炉炼铁技术的进步

浏览 839 次 来源: 发布日期:2014-02-14 16:50:22

近年来,首钢炼铁以高炉稳定顺行为核心,热轧带肋钢筋正常料期、焦炭料期。正常料期又可分为炉内存在正常料的前、后两个时期,焦炭料期又可分为炉内全部为焦炭且料面在炉身下部,炉内全部为焦炭且料面在炉腰,炉内全部为焦炭且料面在炉腹及炉缸上部的前、中、后三个时期。由此,可以明确降料面停炉过程中各阶段的重点和定量化原则。以按降料面阶段对风量水平主动控制为核心,结合高炉降料面停炉的具体条件,建筑用圆钢定量化降料面停炉技术细化了降料面停炉过程的各项参数。实践表明,降料面停炉过程中的实际参数与计划吻合,降料面过程实现了安全、高效、环保。

高炉开炉:高炉开炉技术的定量化,规范了高炉开炉过程的阶段和各项参数控制标准,锚杆钢为开炉后经济技术指标的快速提升奠定了基础。开炉过程划分为三个阶段:软熔带成型阶段、出渣出铁适应阶段和矿批、负荷加重阶段,由此可以明确开炉过程中各阶段的重点工作和定量化原则。以加风曲线为核心,结合高炉开炉的具体条件,定量化开炉技术细化了开炉过程的各项参数。实践表明,开炉过程中的实际主要参数与计划吻合。

铜冷却壁使用助高炉“延年益寿”

铜冷却壁使用:首钢2号高炉为实现长寿与高效,采用铜冷却壁薄炉衬结构,在炉腹、炉腰、炉身下部安装3段铜冷却壁,作为国内较早使用铜冷却壁的高炉,开发了铜冷却壁热电偶温度连续监测系统、铜冷却壁炉墙内型管理模型等,高炉操编辑以理论引导实践,借助铜冷却壁炉墙内型管理模型,在实践中深化对铜冷却壁的认识。

高炉炉腹、炉腰、炉身下部是高炉长寿的制约环节,抗震螺纹钢在该部位使用铜冷却壁,依靠渣皮的保护,实现了高炉炉腹、炉腰、炉身下部的长寿,同时薄壁炉衬增加了高炉容积,实现了高炉高效生产。

铜冷却壁需要其热面的渣皮来实现对自身的保护。铜冷却壁热面的渣皮对炉内煤气分布的变化十分敏感,圆周方向局部渣皮频繁脱落危害极大,是炉内煤气分布不稳定的表现,必须及时调整、稳定煤气分布。实现渣皮的稳定成为铜冷却壁高炉稳定、顺行的关键,也是铜冷却壁高炉与其他高炉最重要的区别。铜冷却壁热电偶能够定性反映软熔带根部大致位置,反映渣皮厚度变化、渣皮脱落情况,监测高炉内型变化。

冶炼控制技术为稳定顺行夯实基础

炉缸工作状态控制:高炉稳定顺行要求炉缸工作活跃,中心死焦堆具有足够的透气性和透液性,炉缸环流减弱。高炉冶炼要采取活跃炉缸中心死焦堆的措施,保持适当的炉缸炉底和侧壁温度,维持活跃的炉缸工作状态。炉缸侧壁温度、炉缸炉底温度反映了炉缸内的温度场变化。随着产量的提高,炉缸侧壁温度和炉底温度都呈升高趋势。随着煤比的提高,炉缸侧壁温度呈升高趋势而炉底温度则呈下降趋势。炉缸工作活跃指数是监测炉缸工作状态的重要参数,为高炉长期高煤比生产下的冶炼参数调整提供依据,以达到高炉的稳定顺行。

提高原燃料质量,在高炉下部保持足够、稳定的鼓风动能的基础上,上部装料制度控制中心与边缘煤气的合理分配,从而达到高炉顺行,这些措施有利于提高炉缸工作状态活跃性。通过对炉缸工作活跃指数的监测,及时调整各项高炉冶炼参数,保持指数在正常范围内,实现了高炉在高煤比下的稳定顺行,且炉缸侧壁温度保持在较低水平,实现了炉缸的长寿。

煤气分布控制:合理煤气分布涉及高炉稳定顺行、节能降耗、长寿等问题。边缘煤气流的过分发展,不但会造成炉体热负荷升高,影响高炉寿命,而且煤气利用率变差,能量消耗高,影响高炉长期稳定顺行。边缘煤气流的稳定,有利于冷却壁的保护和渣铁保护层的稳定。中心煤气流对煤气利用、能量消耗、强化冶炼产生影响,也对边缘煤气流的稳定产生直接影响。高炉合理煤气分布的目标是实现高炉的稳定顺行,在此基础上提高煤气利用,实现高炉炼铁的节能降耗和高炉的长寿命。

高炉炉喉径向煤气分布指数反映了不同高炉、不同焦炭负荷下的炉喉径向煤气分布特征。各高炉的炉喉径向煤气分布指数可能存在差异,同一高炉、不同冶炼条件下的炉喉径向煤气分布指数也是如此。各高炉应逐步建立自身的炉喉径向煤气分布指数体系。相对于高炉煤气分布的形态,高炉日常操作中对炉喉径向煤气分布的稳定性重视不足,往往不能及时发现炉况波动的前兆。炉喉径向煤气波动指数反映了不同高炉、不同焦炭负荷下的炉喉径向煤气稳定程度。当炉况顺行较差时,十字测温第一点、第二点、第五点、第六点处炉喉径向煤气波动指数大,十字测温第三点、第四点处炉喉径向煤气波动指数与炉况顺行时基本相同。炉况顺行主要取决于对炉喉中心区域与边缘区域煤气流速波动幅度的控制。

科学管理实现高炉优质高产

有害元素管理:在高炉冶炼时,还原出来的Zn马上气化进入煤气,上升过程中有一部分随煤气逸出炉外,但易在管道中凝集,大部分又被氧化成ZnO并被炉料吸取再度下降还原,形成循环。Zn蒸汽在炉内循环,沉积在高炉炉墙上,可与炉衬和炉料反应,形成低熔点化合物而在炉身下部甚至中上部形成炉瘤。当锌的富集严重时,料柱空隙度变小,透气性变坏且炉墙严重结厚,炉内煤气通道变小,炉料下降不畅,高炉难以接受风量,崩、滑料频繁,对高炉顺行和经济技术指标产生影响。首钢高炉对原燃料ZnO含量和高炉锌负荷进行上限管理,在高炉锌负荷超出管控标准后,及时调整相关原燃料的ZnO含量。

碱金属在高炉中能降低矿石的软化温度,使矿石尚未充分还原就已经熔化滴落,增加了高炉下部的直接还原热量消耗,可能引起球团矿的异常膨胀而严重粉化,强化焦炭的气化反应能力,使反应后强度急剧降低而粉化,造成料柱透气性严重恶化,危及生产冶炼过程进行。液态或固态碱金属黏附于炉衬上,既可能使炉墙严重结瘤,又可能直接破坏砖衬。碱金属氧化物与耐火砖衬发生反应,形成低熔点化合物,并与砖中Al2O3形成钾霞石、白榴石体积膨胀,使砖衬剥落。首钢高炉对原燃料Na2O+K2O含量及高炉碱金属负荷也进行了上限管理。

炉前定量化管理:首钢高炉合理控制各项炉前作业指标,炉前作业水平不断进步,满足了高炉强化冶炼的需要,出铁管理、铁口管理和操作管理是炉前作业管理的基本内容。出铁管理包括出铁间隔时间与出铁时间、渣前时间、渣铁流量、理论出铁次数;铁口管理包括铁口中心线、铁口深度与铁口角度、铁口直径;操作管理包括泥套维护、严禁潮铁口出铁、炮泥质量管理。首钢高炉充分利用无水炮泥强度高、抗渣铁侵蚀性能好的特点,合理规划适合高炉自身的出铁管理和铁口管理指标,实现了铁次少、出铁间隔短、出铁时间长的出铁方式,更好地满足高炉高产、优质、低耗、长寿的需要。


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