馬鋼2號2500 m3 高爐干濕焦轉換操作實踐

錢章秀,左 俊,吳示宇

(1.安徽冶金科技職業學院 安徽馬鞍山 243000;2.馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼2號2500 m3高爐第二代爐齡于2017年10月10日點火投產。每年受焦爐設備計劃檢修影響,需要大比例使用濕焦,高爐操作人員通過研判分析,采取合適的應對措施,保證了高爐可在轉換濕焦期間平穩過渡。2#爐2021年干濕轉換自5月8日開始至6月15日結束,共38天。本文分析了此次干濕焦轉換對高爐的影響及應對措施。

1 制定預案

為使干濕轉換過程可控,根據前幾年轉換濕焦經驗,在目前爐況基礎上,以爐況穩定順行為目標,主要從焦炭負荷、送風制度、裝料制度、熱制度等方面制定預案。

1.1 焦炭負荷

以使用濕焦前的負荷為參考,濕焦40%時,退負荷0.2左右,負荷退守根據實際爐況不設底線。逐步提升濕焦量至目標比例,待目標比例下達后,視爐況順行程度,高爐可以分步恢復負荷。干濕轉換結束后,3天后焦炭負荷可根據爐況水平小幅恢復,一周后恢復至正常使用干焦時的負荷水平。

1.2 送風制度

目標風量與氧量維持干濕轉換前水平,暫定目標風量4900 m3/min,富氧11000 m3/h,如因頂溫低則適當下調氧量,未出現頂溫低則氧量使用不受限制。為避免出現異常爐況,嚴格控制壓差,壓差175 KPa作為控制上限,與干濕轉換前基本相同?？刂评碚撊紵郎囟仍?220-2320 ℃,調整負荷時要酌情調整富氧、濕度等參數,將理論燃燒溫度嚴格控制在標準以內。

1.3 裝料制度

維持原有裝料制度。制度調整思路以“疏導中心穩定邊緣”為原則,發展兩道氣流?？紤]到有頂溫低的現象,在裝料制度上做出以下預案:頂溫低于控制標準時,首先減氧1000 m3/h和退0.1負荷,同時將礦石平臺適當調整,平臺寬度縮小0.2°,邊緣和中心同時縮小,頂溫回升后氧量和負荷恢復再觀察;如頂溫再次低于控制標準,則重復以上措施[1]。

1.4 熱制度

干濕轉換期間以穩定爐溫和保證爐溫充足為目標,正常爐況下要求鐵水物理熱＞1500 ℃,[Si]處于0.35-0.50%之間,[S]:0.020-0.030%。嚴禁低爐溫操作,對低爐溫做出明確規定,除氣流異常和燃料比低于正常水平外,出現低爐溫且無增熱措施下達時,及時增熱且視低爐溫水平減風控制料速;連續4 h 低爐溫且無上行趨勢時及時減風減氧,并負荷退守[2]。

1.5 渣鐵處理

控制斷渣時間＜30 min,加強鐵口維護與監視,要保證鐵口深度3.1-3.3 m,出現卡焦時及時捅鐵口,并酌情調鉆桿開口,連續兩爐未出現卡焦時鉆桿調回。

1.6 原燃料管理

加強對槽下篩網的檢查清理,在滿足稱量要求的前提下,盡量減小T/H 值。T/H 值控制標準礦≤110 t/h,焦≤65 t/h。每班不少于1次在槽下觀察原料實物。關注原燃料成分波動,根據實際渣堿度靈活調整,在焦炭結構變動的情況下盡可能維持用礦結構穩定。

1.7 爐況恢復原則

優先恢復風量、氧量參數,再配合負荷恢復?；謴拓摵蓷l件:8 h 風量不低于目標風量,且壓差寬松;無3 m 以上崩料,鐵口出鐵無卡焦現象;操作燃料比≯522 kg/t·Fe,爐溫合適充沛,PT＞1500 ℃,同時滿足以上條件時逐步恢復負荷。

2 干濕轉換前高爐爐況及存在問題

2.1 轉換前爐況概況

2#爐2021年爐況一直保持爐況穩定順行,干濕轉換前一個月焦炭負荷平均4.55,產量6675 t。4月下旬受外圍影響,頻繁限氧,高爐爐況波動一段,退負荷應對,5月4日開始爐況基本恢復順行狀態,負荷恢復至4.5后維持,為干濕焦轉換做準備。

圖1 高爐指標

2.2 高爐存在的問題

干濕轉換前爐芯溫度雖然相對歷史數據偏高,爐芯溫度長期在400 ℃以上,爐缸活躍,但爐芯和側壁溫度均呈下降趨勢,主要是受4月下旬頻繁限氧和爐況波動影響。

圖2 高爐參數

圖3 爐缸溫度

3 干濕轉換期間具體情況及應對措施

3.1 焦炭結構

2#爐槽下共有5個焦炭倉,分別為5B-9B,排料時9B先排,5B 最后排。5月8日14∶00確認8-9B濕焦下達,改水分,用量40%,退負荷0.1至4.40。在布料時8-9B 大部分會分布在焦炭平臺靠外側,盡量避免濕焦進入中心部位。

圖4 焦炭結構

3.2 濕焦性能和成分

使用的兩種焦炭性能見表1。濕焦相較于外購臨渙干焦,M40指標差距明顯,反應后強度也較差,另外粒度遠低于臨渙焦,但灰分和揮發份優于臨渙焦。濕焦水分變化見圖6,水分為每日8∶00、18∶00、22∶00,分別在高爐槽下取樣測量,濕焦水分基本在3-10%之間波動,其中5月16日白班水分最高測得13.3%,波動較大,對爐溫平衡影響大。

表1 焦炭性能

圖5 濕焦水分

圖6 高爐指標

3.3 對爐況的影響

8日干濕轉換開始后,為減小濕焦對兩道氣流的影響,濕焦進8B和9B,采用7B 先排料,達到濕焦盡量布在平臺上的目的。16日取消7B先排,主要是考慮到濕焦在平臺上,焦粉不易被氣流吹出,對爐況造成負面影響。

8日高爐退負荷至4.4;9 日白班加300 kg/t輕料穩爐,后去輕料退負荷至4.3;11-12日濕焦比例提至45%一段;10-15日爐況出現下滑,頻繁出現風壓突升現象,且壓差整體偏高,16-17日進行了料制調整,適當發展中心氣流,對邊緣進行了小幅抑制,調整后風壓突升現象由好轉但未消除,風量恢復但邊緣流下降;本次調整后短期爐況較順,但20日開始出現中心滑料多,滑料后壓差持續偏高,爐況迅速下滑,為解決漏斗偏大,頻繁出現中心滑料后壓差持續偏高風量萎縮的問題,25日繼續調整料制,縮平臺適當疏松邊緣,角度整體內推,此次料制調整緩解了滑料堵中心的現象[3],風量適量恢復,但未完全消除這種現象,調整后爐況止住下滑趨勢且穩定性好轉,但受壓差影響目前負荷仍偏低,負荷4.3并加階段300 kg/t輕料;至5月底壓差仍整體偏高,高爐去輕料并退負荷至4.25維持。6月3日再次調整料制,主要兩道氣流分布不合理,壓差高風量萎縮,通過調整上下部制度優化兩道氣流,上風量吹透中心,下部配合調整,達到降低壓差恢復風量的目的。調整后達到了降低壓差的效果,4日開始爐況明顯改善。

干濕轉換開始后,受焦炭水分、氣流波動、負荷退守等因素影響,燃料比大幅上升,同時爐溫波動增加。

圖7 高爐參數

3.4 干濕轉換后爐況及恢復

14日開始9B 進自產一煉干焦,下達后用量25%,15日8B 進一煉干焦下達后干濕轉換結束。14日開始在滿足加負荷條件后,高爐負荷逐步上攻,至16日負荷已加至4.5,恢復至干濕轉換前水平。同時風量加至4900 m3/min,富氧12000 m3/h,產量保持6700 t以上。參數已恢復至正常水平。后續隨著原燃料條件正常,2#爐將瞄準目標產量,繼續提升煤比,提升指標,在保持爐況穩定的情況下實現高爐的穩定順行和低成本要求。

4 結語

馬鋼2#高爐2021年干濕焦轉換,通過前期制定預案,有效把控干濕轉換全過程,通過制定參數控制標準、負荷攻退標準、爐況恢復和退守標準以及低頂溫預案,在干濕轉換前保持爐況穩定和活躍的爐缸狀態,轉換過程中嚴格執行預案,并對出現的具體爐況進行針對性分析,對布料制度作出微調,保持兩道氣流和穩定,維持全風和全氧,從而達到良好的高爐指標。在干濕轉換結束后,迅速恢復至干濕轉換前狀態。