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重钢2500m3高炉停炉节能减排技术的研究实践

作者:刘向辉,赵仕清,黎均红,魏功亮,宋明明 来源: 日期:2016/5/25 人气:698 评论:0

为配合公司电网改造及处理热风炉三叉口部分耐火砖垮塌,重钢2号高炉(2500m3)于2015年3月19日实施了空料线打水停炉。在停炉前一天5:56首先进行预休风操作,为进一步加快停炉进程,空料线提前至8m,12:22复风降料面,20:47放散煤气,5:26高炉休风,降料面过程回收煤气8.25小时, 累计回收煤气172万m3本次停炉第一次采用深空料线回收煤气技术,也就是将料线降至炉腹位置时放散煤气过去的停炉方式相比新的方式更经济、更环保。

1 预休风

1.1 预休风前的准备工作

(1)洗炉。鉴于2#高炉停炉前长期处于低强度冶炼,而且有炉缸局部堆积现象存在,为改善渣铁流动性,最大限度减缓炉缸堆积,达到清洗炉缸的目的,于3月12日16:49开始加锰矿600kg/批,3月13日加至800kg/批。同时,由于2高炉炉墙温度有下降趋势,炉墙存在粘结现象,为使降料面过程的顺利进行及炉墙粘结物的清理, 3月16日14:07起料批中添加萤石400kg/批,3月17日19:27添加量达到600kg/批。洗炉期间操作参数一般控制为:[Si]=0.6~0.8%、[Mn]=0.8%左右、R2=1.00~1.05,保证炉缸热量充沛,铁水物理热≥1500

(2)其他调整手段从配比3.9%开始逐步降低自产钒钛球的配比,至取消。焦炭负荷由3.95t/t逐步退降低3.59t/t, 直至改全焦。适当降低配料碱度,由1.05逐渐降低至0.96。具体调整情况见表1。

(3)预休风前校核所有仪器仪表,重点校核好煤气在线分析仪及炉顶温度等,以及安装好炉顶打水临时管道、煤气取样管道,管道安装完毕后要求试水、试压。

(4)提前一天将放铁的铁口角度提高,从正常的10°提高至最大角度。

表1   重钢2高炉停炉前炉内调整情况

日期

时间

矿批

t

烧结矿

t

钒钛球t

澳矿

t

綦江矿

t

马矿

t

萤石

t

锰矿

t

硅石

t

焦批

t

焦丁

t

负荷

t/t

配料

碱度

3月12日

61

48

2.4

1.2

0.9

8.5

0.3

14.5

1.2

3.95

1.05

16:49

60

48.3

1.2

1.2

1.2

8.1

0.6

0.3

14.5

1.2

3.88

1.04

3月13日

06:20

60

48.3

1.2

1.2

1.2

8.1

0.8

0.3

14.6

1.2

3.86

1.00

3月16日

10:58

60

49.8

3.6

1.5

5.1

0.8

0.4

14.6

1.2

3.86

1.03

14:07

59

49

3.5

1.5

5

0.4

0.8

0.4

14.6

1.2

3.79

1.02

3月17日

23:58

57

47.4

3.4

1.4

4.8

0.4

0.8

0.4

14.9

1.2

3.59

1.01

19:27

55

45.7

3.3

1.4

4.6

0.6

0.8

0.5

18.8

1.0

2.81

0.96

1.2 预休风经过

2014年10月以来,2#高炉长期处于低强度冶炼状态,炉缸堆积现象存在,风口小套频繁烧坏,3月17日对风口中、小套及炉体各部位进行检查,预休风更换了漏水小套,同时,捅掉所有风口陶瓷套。17日12:23采取复风操作后炉况顺行,按既定措施于19:27改加全焦停炉料,改全焦后出现滑料煤气利用下降的情形,未得到及时控制,从而导致炉温下行18日0:00出现低炉温,铁水中[Si]降至0.13%,随即通过减风措施控滑料提炉温,2h后炉温回升滑料消除,使得高炉能够按原计划按时休风。为了进一步加快停炉进程, 18日3:00逐步降低料线,5:56高炉开始进行休风,休风期间共加38批之后加入盖面净焦60t,料线降至8m。预休风从5:56至12:22共计6h26min,炉顶安装临时打水枪3根,安装调试雷达3#探尺使其至26m,采用双铁口出铁,休风后没有夺余铁凼。预休风前出铁见表2。

表2  炉前出铁情况

炉次

铁口号

出铁时间

出铁时间,min

[Si],%

[S],%

物理热,

20743

1

22:34-2:42

248

0.46

0.085

1489

20744

3

3:30-6:10

160

0.83

0.029

1483

1

4:05-6:06

121

-

-

-

1.3 预休风期间的设备安装

相比于重钢以往降料线停炉方式,该方法对炉顶打水装置要求较高,特别是雾化效果要求较高,同时,对炉顶煤气成分监控设备要求也高。

(1)安装打水枪。预休风后检查并更换雾化效果差的喷雾枪,调试水量,确保能够达到120t/h。外,在炉顶小道门、休风道门及点火道门分别增加管径1.5寸打水枪,每根枪上安装2个1寸的螺旋雾化喷头,如图1。接3根1.5寸的水管到炉顶,供水管放置于安装位置,并在风口平台水管处安装控制阀及流量计,最终要求打水能力达到150t/h以上。采用中压工业水水源,在直径250mm中压工业水管上接一根80mm水管到风口平台,并安装总阀,总阀后分成3根1.5寸的水管,安装流量计和控制阀,然后分别接到炉顶3个道门处,并将附近3个风口的出水接流量计前备用。

(2)其它安装。、安装雷达探尺,将3#长探尺量程调至26m;、将煤气光谱分析仪搬至中控室,以便及时分析炉顶煤气成分;、重点检查炉顶压力、上升管温度等检测点,确保降料线过程正常使用。

2 降料面操作控制

各项准备工作完毕后,于18日12:22复风开始降料面,复风2h58min后,采用直径70mm钻头双铁口铁水累计放铁351。20:00雷达探尺坏,无法检测实际料面位置,采用风耗估算料面位置,并结合煤气成分分析及在线分析,认为料面进入炉腹,20:47开始进行煤气放散。由于不能直接检测实际料面,2:00轮流观察风口,风耗并结合以往停炉经验,3:00放下3#探尺,得到料面位置24.93m,随即3:14开3#铁口,3:20开1#铁口,之后在3#铁口上方进行空吹操作,5:20全部进行空吹,5:26进行休风操作并堵铁口。降料面过程参数控制见表3。

表3  重钢2号2500m3高炉降料面过程参数控制

时间

料线,mm

冷风流量

Nm3/min

热风压力

Kpa

热风温度

炉顶压力

Kpa

炉顶温度,

打水量m3

长探尺

雷达料线

1

2

3

4

平均

13:00

834

1123

40

1024

13

349

252

243

281

281.3

8.7

14;00

1075

3020

181

1094

100

304

254

194

250

250.5

77.9

15:00

1311

3257

190

1090

117

292

276

133

267

242.0

72.2

16:00

1379

1534

3295

188

1055

111

270

223

115

273

220.3

87.2

17:00

1700

3317

178

1001

109

254

200

155

282

222.8

107.8

18:00

1834

3210

161

1002

100

222

198

161

297

219.5

100.5

19:00

1937

3187

160

1001

96

205

169

149

330

213.3

154.1

20:00

2768

137

1001

86

229

163

133

363

222.0

117.8

21:00

2181

91

1001

52

229

165

119

334

211.8

94.7

22:00

2059

72

1002

11

281

162

156

374

243.3

76.6

23:00

2526

71

1001

12

331

140

176

434

270.3

89.2

0:00

2534

71

992

12

342

103

174

459

269.5

90.5

1:00

2555

69

964

12

340

102

193

526

290.3

98.1

2:00

2551

68

985

12

226

96

165

409

224.0

101.4

3:00

2493

2530

66

991

12

167

107

103

376

188.3

119.5

4:00

2266

56

967

18

220

174

115

380

222.25

96

5:00

2436

59

919

15

215

145

132

140

158.0

46.7

5:26

17.1

合计

1556

 

本次降料面操作中,风量消耗为271.6万m3,打水量为1556t,除第4点炉顶温度偏高外,其他三点炉顶温度均在350以下,平均290整个过程中,借助3#长探尺、雷达探尺、耗风、煤气分析综合判断料面位置趋势图如2。整个过程顺利,较好控制压量关系,没有出现炉顶爆震,风口无灌渣、无损坏。




4 降料面的出铁经过

(1)预算炉内剩余铁量。根据预休风后料线计算炉身上部容积为487.01m3,扣除102m3附加焦炭体积,根据以往停炉经验,认为炉身下部1m有渣铁,对应体积约为1745.81m3,则实际正料体积为1156.8m3,炉内剩余铁量为559t。

(2)实际出铁情况。降料面过程总共有两次出铁,具体情况见表4,炉渣参数见表5,合计出铁约708t,比计算多出149t。

表4  降料面过程炉前出铁情况

出铁口

开口时间

堵口时间

重量,t

物理热,

[Si],%

[S],%

备注

3号铁口

15:20

15:42

155.6

1415

0.78

0.82

两个铁口同时出铁

1号铁口

15:25

16:09

195.4

1430

0.85

0.92

3号铁口

3:14

5:30

249

1423

2.58

1.38

两个铁口同时出铁

1号铁口

3:20

5:26

107.6

1400

-

-

表5  降料面过程炉渣参数,%

炉号

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

FeO

MnO

S

TiO2

碱度

20475

33.82

13.92

39.8

6.84

0.73

1.1

1.31

1.31

1.18

20476

34

14.31

39.6

6.87

0.7

1.03

1.33

1.59

1.16

20477

33.52

14.36

38.9

6.67

0.7

1.07

1.35

1.89

1.16

5 结束

(1)本次停炉历时17h04min,打水1556t,耗风271.6万m3,回收煤气8h25min约172万m3,相当于少排放63.7万m3CO2,整个停炉过程安全、有序、经济、环保。

(2)本次停炉过程炉顶温度基本可以控制在350以内,煤气放散前后炉内风压风量风温控制较为合理,炉顶零爆震、风口破损灌渣现象

(3)预算炉内渣铁存量时,由于每座高炉生产情况不尽相同,软熔带位置差别比较大,计算理论铁量时容易与实际产生一定的差异。

(4)最后一炉铁出铁量356.6t,出渣铁后不久,风口开始吹空,停炉后大部分料面距风口中心线超过1.5m以上,说明本次停炉最后一次渣铁存量控制比较合理。

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