CN101818221A - 高炉小中修后能快速达产的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高炉小中修后能快速达产的方法，主要包括停炉前炉况的调整，开炉过程相关工艺参数的选择等。本发明通过制定科学的开炉方案和充分的准备，采用合理的送风和装料制度，及时排放渣铁，实现高炉顺利开炉、快速达产的目的，达产进度达到了令人满意的一周。本发明整个生产过程安全、有序、科学、高效，高炉利用系数5天可达2.253t/m³.d，并在整个开炉达产期间，渣铁流动性良好，铁水质量合格、非计划休风少，极大地节约了人力、物力，取得了良好的效果和经济效益。

Description

高炉小中修后能快速达产的方法

技术领域

本发明涉及高炉小中修后能快速达产的方法，属于高炉冶炼技术领域。

背景技术

高炉从点火投产开始，经过一定时间后，由于自身恶劣的生产、工作环境，高炉会出现不同程度的损坏，如炉喉钢砖上翘严重，上部炉身砖衬跨塌、侵蚀严重。其结果造成操作炉型不规则，炉内煤气流分布紊乱，管道、滑料、悬料频繁，严重影响高炉稳定顺行，给高炉操作带来极大的困难，因此需要进行维修。通常根据维修的规模和工作量以及对生产的影响程度，高炉维修主要分为小中修和大修，它们都需要休风停产，因此必然会对生产带来较大影响。大修、中修周期时间通常5-10年，根据高炉炉墙、炉缸破损情况确定，一次大修需要停产30-40天左右。由于小中修相对大修频繁一些，因此对小中修的研究在实际生产中更迫切些。小中修的工作主要包括更换炉喉钢砖，更换铁口方向的部分冷却壁，炉身上部砌砖，深度喷涂等一系列生产。如何在小中修中最低成本的维护高炉，使生产快速恢复，使停产带来的损失降到最低，是本领域技术人员一直在研究的问题，因为休风停产的时间越长，对企业带来的损失就越大，而这种损失通常以数十万元计。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种高炉小中修后能快速达产的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

高炉小中修后能快速达产的方法，本方法要经过停炉、小中修和开炉三大阶段，开炉步骤依次为清理炉缸、高炉烘炉、开炉配料、开炉送风、喷吹铁口和开炉及达产期间的制度调整。其中：停炉前炉况进行如下调整：停炉前四天开始配加萤石0.09-0.15吨/批，锰矿0.8-0.9吨/批，维持出炉[Mn]在0.9-1.05％，洗炉期间[Si]控制在0.50％-0.65％；停炉前一天焦比提高到625±20kg/t，矿批25.6±2吨/批；预休风前料面上再加25±1吨停炉盖面焦，预休风前所加盖面焦之前的10批料焦比为900±20kg/t；停炉前一天出炉[Si]0.85％-1.00％，炉渣二元碱度按1.05-1.10控制。

同时，停炉前四小时进行降料面操作，通过下料降低炉顶温度，使炉顶温度控制在350℃以下，使休风后料面料线控制在8-9米，预休风前上料系统和装料系统全部腾空。

其中，清理炉缸需要清理干净覆盖料，清除水渣；在炉缸四周清理出1.2±0.1米宽和1.2±0.1米深的空间，两个铁口方向清到铁口为止，铁口与炉内用氧气烧开连通。

高炉烘炉采用热风烘炉，风温不大于400℃，烘炉时间大于36小时。具体制度为：高炉烘炉时先按25℃/小时的速率升温到150℃，在150℃条件下保温10小时，再按20℃/小时的速率升温到400℃，在400℃条件下保温12小时。

其中，开炉送风时开炉风量800-1000m³/min，风压为200±10kpa。

其中，开炉及达产期间的制度调整包括热制度调整、送风制度调整、装料制度调整和造渣制度调节，通过热制度的调整，使负荷增至2.83±0.1t/t，使[Si]％降到0.40％-0.60％。

本发明通过制定科学的开炉方案和充分的准备，采用合理的送风和装料制度，及时排放渣铁，实现高炉顺利开炉、快速达产的目的，达产进度达到了令人满意的一周。

本发明整个生产过程安全、有序、科学、高效，高炉利用系数5天可达2.253t/m³.d，并在整个开炉达产期间，渣铁流动性良好，铁水质量合格、非计划休风少，极大地节约了人力、物力，取得了良好的效果和经济效益。

附图说明

图1-本方法中高炉烘炉曲线图。

具体实施方式

本发明高炉小中修后能快速达产的方法要经过停炉、小中修和开炉三大阶段。其中：停炉前炉况进行如下调整：停炉前四天开始配加萤石(主要成分为氟化钙CaF₂)0.09-0.15吨/批，锰矿0.8-0.9吨/批，维持出炉[Mn]％在0.9-1.05％，洗炉期间[Si]％控制在0.50％-0.65％；停炉前一天焦比提高到625±20kg/t，矿批25.6±2吨/批；预休风前料面上再加25±1吨停炉盖面焦，预休风前所加盖面焦之前的10批料焦比为900±20kg/t；停炉前一天出炉[Si]％为0.85％-1.00％，炉渣二元碱度按1.05-1.10控制。

同时，停炉前四小时进行降料面操作，通过下料降低炉顶温度，使炉顶温度控制在350℃以下，使休风后料面料线控制在8-9米，预休风前上料系统和装料系统全部腾空。

其中，开炉步骤依次为清理炉缸、高炉烘炉、开炉配料、开炉送风、喷吹铁口和开炉及达产期间的制度调整。其中，清理炉缸需要清理干净覆盖料，清除水渣；在炉缸四周清理出1.2±0.1米宽和1.2±0.1米深的空间，两个铁口方向清到铁口为止，铁口与炉内用氧气烧开连通。

而高炉烘炉采用热风烘炉，风口风温不大于400℃，烘炉时间大于36小时。具体制度为：高炉烘炉时先按25℃/小时的速率升温到150℃，在150℃条件下保温10小时，再按20℃/小时的速率升温到400℃，在400℃条件下保温12小时。

其中，开炉送风时开炉风量800-1000m³/min，风压为200±10kpa。

其中，开炉及达产期间的制度调整包括热制度调整、送风制度调整、装料制度调整和造渣制度调节，通过热制度的调整，使焦比增至2.83±0.1t/t，使Si％降到0.40％-0.60％。

以下结合一个具体的小中修实施例来对本方法进行详细说明。

现状：某高炉于2002年1月28日点火投产，2005年12月11日第一块冷却壁损坏，到2008年9月21日总共烧坏9块冷却壁。小中修前炉喉钢砖渣裂、上翘严重，上部炉身砖衬跨塌、侵蚀严重，造成操作炉型不规则，炉内煤气流分布紊乱，管道、滑料、悬料频繁，严重影响高炉稳定顺行，导致高炉燃料比较高，给高炉操作带来极大的困难。

为了最低成本的维护高炉，恢复生产，本次小中修对破损及磨损严重的冷却壁总共更换了42块，炉身上部11弦冷却壁以上至钢砖下沿的砖衬全部重新砌筑，更换全部钢砖，风口中心线以上至11弦冷却壁进行了喷涂。2008年12月14号5:40，高炉停风后开始检修，2009年1月9日18:16分开始送风，共计20多天，由于各方面准备充分，开炉过程顺利，一周达产。做到了安全、有序、科学、高效、高炉利用系数5天达2.253t/m³.d(开炉期间的主要技术经济指标见表1)，并在整个开炉达产期间，渣铁流动性良好，铁水质量合格、非计划休风少，极大地节约了人力、物力，取得了良好的效果。

表1开炉达产期间主要技术经济指标

具体操作如下

一、停炉

1.1停炉前炉况调整

(1)焦炭负荷的调整。从12月5日开始，取消V-Ti球团矿；12月10日开始适当发展边缘气流，并适当减轻焦碳负荷，既有利于保全风作业，尽可能的稳定炉况顺行，又能在停炉前置换炉缸焦柱；保证炉缸工作活跃，又利于出尽渣铁。停炉前一天再次减轻焦碳负荷，焦比提高到625kg/t，矿批25.6吨/批。14号夜班在加盖面焦前的10批料焦比为900kg/t，预休风前料面上再加了25吨盖面焦。

(2)日常操作方针调整。停炉前一周开始适当提高炉温，前一天出炉[Si]0.85％-1.00％，炉渣二元碱度按1.05-1.10控制。

(3)配加萤石、锰矿。为冲刷炉墙粘结物，从12月10日夜班开始，配加萤石0.1吨/批，锰矿0.8-0.9吨/批，维持出炉[Mn]在1.0％左右；洗炉期间[Si]控制在0.50％-0.65％。

通过上述一系列对炉况的调整，到预休风时炉况稳定运行。

1.2降料面操作

12月14日夜班02:00开始预降料面，炉顶温度高时，通过下料降低顶温，控制顶温＜350C，休风后看斜面，料线在8-9米。在最后一炉铁打开时，开始累计加入25吨停炉盖面焦，同时保证铁口大喷。预降料面时，采取了控制下料，顶温高时布正常料，以控制炉顶温度。同时，预休风前上料系统和装料系统全部腾空。

(1)降料面具体操作

二次降料面21:30送风，送风后炉况稳定顺行较好，入炉风量1732m³/min，20分钟以后逐渐加至2000-2100m³/min，但连续出现炉顶压力暴增现象，炉料被吹穿，有管道产生。后把风量控制在1900m³/min，风压控制在100-120kPa左右。在整个降料面过程中，未出现任何冷却设备烧坏的情况；降料面期间从热风压力趋势图上观察，未出现爆震；整个过程放两炉铁，共计200多吨；至4:00部分风口已吹空，到5:00所有风口吹空，休风停炉。

(2)炉顶打水量及N₂的控制

为了保证安全和快速停炉，炉顶的温度控制至关重要。本次停炉采用专业旋转喷水头打水，雾化效果特别好，控制炉顶温度效果明显。打水量的控制主要依据炉顶四点温度的变化，加以调整。整个过程中炉顶温度不得大于450℃，每当升到400℃时，打开高压泵雾化水，当温度降到200℃时停止打水，打水要求均匀，控制煤气中H₂＜10％，最大不大于15％，O₂％不大于2％，整个过程水压6.5公斤，水量基本稳定在60-80t/h，共打水472.6吨。同时，空料线到炉身中下部时，开大炉身下部N₂流量，以防止炉内O₂浓度增大，发生爆震，整个停炉过程用了7小时30分钟。

二、小中修(具体操作和现有技术一致)

2.1更换炉喉钢砖

从小中修停炉时钢砖的破损情况可以看出，钢砖的破损主要表现在钢砖下部炸裂变形严重，钢砖下部上翘严重，通过测试，钢砖下部上翘最严重的部位上翘400mm左右，平均上翘300mm左右。2006年3月开始对炉身上部进行喷涂，到2008年12月看出，钢砖上翘变形的情况基本上没有发展，炉身上部喷涂对钢砖起到了较好的保护作用，有效地抑制了钢砖的上翘变形，但钢砖的炸裂情况有所发展。此次小中修对钢砖进行了全部更换，以规范炉喉布料，使炉身上部煤气流合理分布。

2.2砌筑炉身上部砖衬

5号高炉本届炉龄设计炉衬为三层砖，总共厚度为690mm，小中修停炉后发现，11弦冷却壁以上还有部分砖衬，风口中心线以上至11弦冷却壁未见砖衬，冷却壁原有的镶砖全部被侵蚀完，整个炉内未见冷却壁镶砖。炉身上部的砖衬由于每隔半年进行了遥控喷涂，上部还残留了部分砖衬，下两层支梁式水箱处的砖衬侵蚀较严重，支梁式水箱露出0-100mm左右，砖衬侵蚀厚度400mm左右。所以此次小中修对炉身上部11弦冷却壁以上至钢砖下沿的砖衬全部重新进行了砌筑，保证上部炉型的规则，以形成合理的操作炉型。

2.3更换破损的冷却壁

小中修停炉前冷却壁共破损了9块，其中5弦1块，6弦4块，7弦1块，8弦3块，均匀布在铁口方向。破损冷却壁均安装了铜冷却棒，停炉时发现这些破损的冷却壁中5、6弦的冷却壁还有部分残余，7、8弦的冷却壁均没有残余，冷却棒周围也没有渣皮。从其余未烧坏的冷却壁来看，5、6弦冷却壁的头部及7、8弦的冷却壁下方磨损严重，7、8、9弦冷却壁下方上翘，部分冷却壁下方螺栓被拉断。中修停炉时5、6弦冷却壁共损坏5块，分别是5弦36号，6弦1、3、4、36号。中修停炉时7、8弦冷却壁总共损坏4块，分别是7弦35号，8弦5、7、36号；9弦5号损坏严重。5、6弦冷却壁侵蚀相对严重，特别是5弦冷却壁上部由360mm侵蚀到100mm左右，再侵蚀冷却壁水管将露出并烧坏，但由于5、6弦有渣皮保护，虽然冷却壁侵蚀严重，但相对破损较少；7、8、9弦冷却壁的破损主要表现在下方侵蚀严重。

2.4炉内喷涂

本次小中修停炉后观察，炉身中下部砖衬全部磨损，部分冷却壁厚度都被磨损、侵蚀了一半以上。停炉后除铁口上方遗留了一大块渣皮，其余炉墙渣皮基本全部脱落。上部砌砖以后，高炉内径过度出现不平滑曲线，呈现上部小，从支梁式以下大的格局。这将严重影响高炉操作炉型的形成，将造成煤气流分布上下不和，分布混乱，影响高炉顺行。为了避免此类情况发生，采取从风口往上至支梁式水箱进行喷涂造衬，缓解内型过度不平滑的问题，同时，也能起到对中下部冷却壁保护的作用。

三、开炉(开炉步骤一致，具体参数、工艺有创新)

3.1清理炉缸

为保证开炉后炉缸尽快活跃，有良好的透液、气性，烘炉之前清理干净覆盖料，将水渣尽量清除，在炉缸四周清理出1.2米深，1.2米宽的空间，两个铁口方向清到铁口为止，要求铁口与炉内连通，可用氧气烧通，在炉内烧通的铁口上面加500公斤工业盐，以促进铁口周围燃烧，以提高温度。

3.2高炉烘炉

高炉采用热风烘炉，计划烘炉时间36小时。烘炉目的是缓慢驱赶高炉上部砖衬砌体以及喷涂料内的结晶水、物理水，使耐火材料砌体均匀、缓慢而又充分膨胀，避免水分突然大量蒸发，产生爆裂和裂缝导致耐火材料砌体损坏，避免在耐火材料气体内产生热应力集中或晶格转变导致气体损坏，在一定程度上消除冷却设备的内应力，提高喷涂料的强度，延长喷涂料的寿命。整个过程严格按照烘炉曲线进行，见图1。

3.3开炉配料

本次小中修开炉全炉焦比3.2t/t，正常料焦比0.9t/t。炉渣碱度：全炉炉渣碱度0.7，空料碱度为0.65，正常料炉渣碱度为1.1。正料使用15％澳块矿，自产球团20％，烧结矿65％，锰矿300kg/批，石灰石，白云石造渣；正常料后用烧结矿和自产球调整碱度，焦比0.9t/tfe。

3.4开炉送风

开炉送风风口4个，出铁口上方4个风口全开，总面积0.0491m²。具体风口分别为1#、2#、17#、18#，开炉风量800-1000m³/min，风压为200kpa。堵14个风口，堵风口用炮泥掺砖粉堵严，保证不得自动吹穿。点火温度850C。在开炉过程中根据炉况顺行、质量、设备运行状况增减风量，基本上每次加风30～60m³/min，以促进快速达产。

3.5喷吹铁口

小中修高炉开炉，喷吹铁口是关键。冷冻的炉缸需要通过热风把热量带到炉底，尽快加热炉缸。操作中保证山边铁口喷吹见渣，喷吹要通畅，堵塞时及时组织人员捅或用氧气烧。

3.6开炉及达产期间的制度调整

为了促使高炉能迅速达产，在开炉达产期间，各工艺制度根据具体情况及时调整，有利于稳定炉况。

(1)热制度的调整

开炉前期尽快降低炉温，有利于炉况发展，尤其是重钢这样的低钒钛矿冶炼，高炉温不利于渣铁分离，同时给炉前工作带来极大难度。从9日到14日炉温开始显高，先后把负荷从1.66t/t增至2.83t/t从表1中可看出；通过迅速增加焦炭负荷，于14日[Si]％降到0.53，相继[Si]稳在0.40％-0.60％，炉缸的工作状态大大改善，对高炉前期顺行和快速达产起到一定作用。

(2)送风制度的调整

开炉前期炉温较高，炉况显蹩，风量提高速度较缓，同时谨慎开风口(见表1)稳定炉况，确保顺行。9-13日炉温高，顺行欠佳，先后出现4次悬料，风温一直用不上来。11日1:00开出加湿3000Kg/h，到13日开最高增加到4000Kg/h以利顺行，逐渐用起风温；风口逐个打开，保证足够的鼓风动能，并适当提高炉顶压力，促使形成稳定的煤气流。

(3)装料制度的调整

开炉初期规定装料α矿＝28°，α焦＝26°，后逐步改为α矿＝29°，α焦＝27°，11日开始矩阵布料为O₄₄₃ ¹²³C₃₃₂₂₁ ¹²³⁴⁵。随着矿批的增大，外环角度也逐步增大到α矿＝37.5°，α焦＝38°，促进了煤气流的稳定和合理分布。

(4)造渣制度的调节

根据渣铁流动性，逐步减少、取消石灰石配比，适当降低碱度；同时在开炉期间适当加入锰矿，白云石以增加渣铁流动性，渣铁分离效果好，有利于炉况顺行，促进开炉进程。

本次高炉开炉五天达产，是所属企业历次开炉中最成功的一次之一，尤其是中修开炉，在炉缸处于冻结的情况下，能迅速恢复炉况，达产是历史上少有的。开炉期间设备问题少，为高炉开炉工作奠定了坚实的基础。其中可取用的涉及技术层面的经验有：

(1)选择合适的开炉方式、开炉料及开炉参数是开炉顺利的保证，同时尽快加风、提负荷、降低焦比，快速捅风口，为快速达产创造条件。尤其是烘炉前清理炉缸尤为重要，铁口必须与炉内连通，才能快速加热炉缸，恢复生产。

(2)此次开炉，逐步减少、取消石灰石配比，适当降低碱度；同时在开炉期间适当加入锰矿，白云石以增加渣铁流动性，渣铁分离效果好，有利于炉况顺行，加速炉况恢复。

Claims (7)

1.高炉小中修后能快速达产的方法，本方法要经过停炉、小中修和开炉三大阶段，开炉步骤依次为清理炉缸、高炉烘炉、开炉配料、开炉送风、喷吹铁口和开炉及达产期间的制度调整；其特征在于：停炉前炉况进行如下调整：停炉前四天开始配加萤石0.09-0.15吨/批，锰矿0.8-0.9吨/批，维持出炉Mn％在0.9-1.05％，洗炉期间Si％控制在0.50％-0.65％；停炉前一天焦比提高到625±20kg/t，矿批25.6±2吨/批；预休风前料面上再加25±1吨停炉盖面焦，预休风前所加盖面焦之前的10批料焦比为900±20kg/t；停炉前一天出炉Si％为0.85％-1.00％，炉渣二元碱度按1.05-1.10控制。

2.根据权利要求1所述的高炉小中修后能快速达产的方法，其特征在于：停炉前四小时进行降料面操作，通过下料降低炉顶温度，使炉顶温度控制在350℃以下，使休风后料面料线控制在8-9米，预休风前上料系统和装料系统全部腾空。

3.根据权利要求1或2所述的高炉小中修后能快速达产的方法，其特征在于：清理炉缸需要清理干净覆盖料，清除水渣；在炉缸四周清理出1.2±0.1米宽和1.2±0.1米深的空间，两个铁口方向清到铁口为止，铁口与炉内用氧气烧开连通。

4.根据权利要求3所述的高炉小中修后能快速达产的方法，其特征在于：高炉烘炉采用热风烘炉，风口风温不大于400℃，烘炉时间大于36小时。

5.根据权利要求4所述的高炉小中修后能快速达产的方法，其特征在于：高炉烘炉时先按25℃/小时的速率升温到150℃，在150℃条件下保温10小时，再按20℃/小时的速率升温到400℃，在400℃条件下保温12小时。

6.根据权利要求3所述的高炉小中修后能快速达产的方法，其特征在于：开炉送风时开炉风量800-1000m³/min，风压为200±10kpa。

7.根据权利要求3所述的高炉小中修后能快速达产的方法，其特征在于：开炉及达产期间的制度调整包括热制度调整、送风制度调整、装料制度调整和造渣制度调节，通过热制度的调整，使焦比增至2.83±0.1t/t，使Si％降到0.40％-0.60％。

Images