CN101696458A

CN101696458A - 一种高炉定量化降料面停炉方法

Info

Publication number: CN101696458A
Application number: CN200910093648A
Authority: CN
Inventors: 张贺顺; 刘国友; 王胜; 陈军; 马洪斌; 任健
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Co Ltd; Shougang Corp
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2010-04-21

Abstract

一种高炉定量化降料面停炉方法，属于高炉炼铁技术领域。停炉过程划分为两个阶段：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工作及定量化原则。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，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，降料面过程安全、高效、环保。

Description

一种高炉定量化降料面停炉方法

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种高炉定量化降料面停炉方法。

背景技术

首钢1号、3号高炉分别于1994年8月、1993年6月开炉，截止2009年7月，高炉单位容积产铁量分别达12126吨、12826吨，接近国际先进水平。随着两座高炉炉龄的增长，炉体冷却壁均出现不同程度的损坏，为减缓炉体冷却壁的损坏，两座高炉定期进行喷涂造衬，但在降料面停炉工作中存在降料面操作随意性强、人为性强的特点，导致各次降料面操作出现参数变化大、爆震频繁、炉顶放散阀起火、放散煤气时间长等问题，严重威胁着降料面停炉过程的安全、高效、环保。随着对高炉长寿的要求，国内进行降料面停炉操作的高炉越来越多，从这部分高炉降料面停炉的过程来看，普遍面临着同样的问题，降料面停炉过程的随意性导致对资源的浪费、对环境的污染、对设备的损害，并且严重威胁高炉的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉定量化降料面停炉方法，规范高炉降料面停炉过程的阶段及各项参数控制标准，为降料面停炉过程的安全、高效、环保提供保障。

1、高炉定量化降料面停炉的操作要点

本发明包括停炉过程两个阶段：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。

定义软熔带位置系数，以此确定炉内软熔带的平均位置，由此计算炉内焦炭总量，软熔带位置系数也同时确定了炉内正常料与焦炭料的位置，首钢高炉软熔带位置系数在0.50～0.55。

(1)正常料期

正常料期为炉内存在正常料的时期，正常料前期与后期的划分依据料柱高度确定，正常料前期对应的料柱高度占正常料料柱高度的60％～65％。

①炉内存在正常料的情况下，风量按较高水平控制，正常料前期按全风量的88％～92％控制，正常料后期按全风量的78％～82％控制。

②第一次出铁安排在耗风量达到正常料所需耗风量的25％～30％时出铁，控制出铁量在炉内正常料生成铁水量的40％～50％，即使铁口未喷也堵口。

(2)焦炭料期

焦炭料期为炉内正常料与软熔带已经消失、只剩焦炭的时期，焦炭料前、中、后期分别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三个时期。

①炉内只剩焦炭后，对风量水平严格控制，防止出现气流、管道，焦炭料前期按全风量的68％～72％控制，焦炭料中期按全风量的48％～52％控制，焦炭料后期按全风量的38％～42％控制。

②料面位置进入炉腹时必须停气，停气前减风至0.30Kg/cm²～0.35Kg/cm²，打开炉顶放散阀，然后再将风量加至规定的水平(全风量的38％～42％)。

③全部风口数10％～20％的风口见空之后，安排第二次出铁，出净预留的渣铁后，料面沉降至风口下沿。

2、高炉定量化降料面停炉的理论分析

降料面停炉过程中，为避免因风量水平与料层厚度不匹配造成炉内煤气不稳定而出现顶压冒尖现象，按降料面阶段对风量水平进行主动控制。以炉内存在的炉料情况为依据，降料面过程分为以下阶段：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。

降料面过程炉内炉料复杂，自风口带向上依次为死焦堆焦炭、正常料及盖面焦，且各段炉料压缩率不一，炉内焦炭数量的计算困难。利用首钢历次降料面停炉的经验，定义软熔带位置系数，以此来模拟炉内软熔带的平均位置，这样，炉内三段不同炉料的体积可以确定，由此计算炉内焦炭总量，降料面过程的吨燃耗风与各高炉正常生产的吨燃耗风一致，对历次高炉降料面过程总耗风量的计算表明，两座高炉软熔带位置系数基本一致。

结合总耗风量计算中的软熔带位置系数，料面位置的计算分为：耗焦量小于正常料的焦炭量，炉内存在软熔带，通过耗焦量计算正常料减少的体积，从而得到料面位置；耗焦量大于正常料的焦炭量，炉内软熔带消失，通过耗焦量计算炉料减少的体积，从而得到料面位置。

顶温控制的原则是既要保护炉顶设备，又要避免大量冷却水落至料面与炽热的焦炭反应生成H₂，实现安全降料面，温度控制范围一般在350～500℃。降料面过程中对于各打水管流量的调整要抓住顶温变化趋势，及时、微量调整，对于风量、风温下降引起的顶温下降要同时减少各打水管流量，对于渣皮脱落并覆盖在料面上引起的单方向顶温下降可不对打水管流量进行调整。

降料面过程前期的顶压突然升高现象多是由于炉内煤气分布不稳定，炉内产生了气流、管道，与风量水平匹配的高顶压有利于稳定炉内煤气，减少顶压的波动。降料面过程中除非因各种原因导致O₂混入炉内上部空间，否则在料面降至炉腹前，炉内发生爆震的可能性极小。为了停气时的高炉安全及减少停气操作时煤气流速突然增大对炉内料柱的冲击，料面降至炉腰位置，逐步降低顶压。

降料面过程使用高风温有利于提高炉缸的热度，促进炉墙脱落渣皮的熔化、渗透，但高风温的使用提高了顶温控制的难度，且由于下部煤气体积的增加，对于减少降料面过程的煤气不稳定现象也是不利的，风温的使用范围一般在800℃～1000℃，在炉顶打水能力满足要求的基础上，随着对降料面过程中煤气控制能力的增强，可进一步提高风温使用水平。

(1)正常料期

按降料面阶段对风量水平主动控制，避免因风量水平与料层厚度不匹配造成炉内煤气不稳定，基本原则是炉内存在正常料的情况下，风量可按较高水平控制，正常料前期按全风量的88％～92％控制，正常料后期按全风量的78％～82％控制，正常料前期与后期的划分依据料柱高度确定。

降料面过程的出渣出铁是料面能否降至风口以下的关键，第一次出铁安排在耗风量达到正常料所需耗风量的25％～30％时出铁，控制出铁量在炉内正常料生成铁水量的40％～50％，即使铁口未喷也堵口。

(2)焦炭料期

风量控制的基本原则是炉内只剩焦炭后，对风量水平严格控制，防止出现气流、管道，焦炭料前期按全风量的68％～72％控制，焦炭料中期按全风量的48％～52％控制，焦炭料后期按全风量的38％～42％控制。

回收煤气能够控制环境污染，创造经济效益，但降料面过程后期焦炭料层已经很薄，如何使吹入的热风全部与焦炭燃烧而不残留氧气，如何使煤气成分中H₂含量不超标，为此要求降料面过程煤气稳定，在焦炭料层很薄的情况下不出现气流、管道，同时将顶温控制在适当水平，但H₂％＞12％、O₂％＞0.8％时或料面位置进入炉腹时必须停气。停气时炉顶压力瞬间大幅下降，导致炉内下部的高温煤气瞬间加速向上运动，在打水量无法及时调整的情况下，炉顶温度快速上升，超过了高炉煤气的着火温度，使高炉煤气在放散阀处点燃，这严重影响降料面停炉时的高炉安全，停气前减风至0.30Kg/cm²～0.35Kg/cm²，打开炉顶放散阀，然后再将风量加至规定的水平。

在多个风口见空之后，安排第二次出铁，由于降料面期间铁口深度下降的影响，第二次出铁仅有少量铁水排出，但大部分炉渣能够排出。若要求实现料面的大幅沉降，则要深入研究降料面过程中铁口深度的影响因素及应对措施，力争保持正常的铁口深度，若对料面沉降的幅度无要求，则出净预留的渣铁后，料面可以实现沉降至风口下沿的目的。

3、有益效果

规范了高炉降料面停炉过程的阶段及各项参数控制标准，按降料面阶段对风量水平主动控制，使炉内煤气稳定，解决了降料面过程参数变化大、爆震频繁、炉顶放散阀起火、放散煤气时间长等问题，减少了对资源的浪费、对环境的污染、对设备的损害，杜绝了对高炉安全的威胁。实践表明降料面停炉过程中的实际参数与计划吻合，降料面过程安全、高效、环保。

具体实施方式

2009年7月31日，3号高炉降料面至风口带，停炉进行3天计划检修，对炉内炉喉钢瓦下沿至炉腹部位进行喷涂造衬。停炉前，以降料面停炉技术的定量化原则为基础，结合高炉停炉的具体条件，计算、规划了降料面停炉过程中各阶段的节点、控制原则，细化了降料面停炉过程的各项参数。

表1高炉降料面停炉定量化控制参数

表2高炉降料面停炉定量化操作参数

7月30日8:00～10:00，高炉停风小修，10:00送风，降料面停炉。1小时22分钟后第一次出铁，出铁时耗风量23.7万m³，未净堵口，出铁50分钟，铁量219吨，出渣32分钟。11小时45分钟后停气，停气时耗风量220.9万m³。第二次出铁在多个风口见空后，铁量极少，出渣135分钟。7月31日4:00停风，停风时总耗风量296.1万m³，降料面过程中爆震得到了很好的控制。停风后观察，炉内料面基本平坦，边缘低于风口下沿，中心有直径约4米、高约2米的馒头状突起。3号高炉降料面停炉过程的各项参数与计划吻合，降料面过程安全、高效、环保。

表3高炉降料面停炉实际操作参数

Claims

1.一种高炉定量化降料面停炉方法，包括停炉过程两个阶段：正常料期、焦炭料期，定义软熔带位置系数；其特征在于，控制如下技术参数：

(1)正常料期：正常料期为炉内存在正常料的时期，正常料前期与后期的划分依据料柱高度确定，正常料前期对应的料柱高度占正常料料柱高度的60％～65％；

炉内存在正常料的情况下，正常料前期按全风量的88％～92％控制，正常料后期按全风量的78％～82％控制；

第一次出铁安排在耗风量达到正常料所需耗风量的25％～30％时出铁，严格控制出铁量在炉内正常料生成铁水量的40％～50％；

(2)焦炭料期：焦炭料期为炉内正常料与软熔带已经消失、只剩焦炭的时期，焦炭料前、中、后期分别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三个时期；

炉内只剩焦炭后，焦炭料前期按全风量的68％～72％控制，焦炭料中期按全风量的48％～52％控制，焦炭料后期按全风量的38％～42％控制；

料面位置进入炉腹时必须停气，停气前，炉内减风至0.30Kg/cm²～0.35Kg/cm²，打开炉顶放散阀，然后再将风量加至全风量的38％～42％。

全部风口数10％～20％的风口见空之后，安排第二次出铁，出净预留的渣铁后，料面沉降至风口下沿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的软熔带位置系数为0.50～0.55。