承鋼2500m3冶煉釩鈦礦大高爐開爐技術(shù)進(jìn)步.doc

承鋼2500m3冶煉釩鈦礦大高爐開爐技術(shù)進(jìn)步【摘 要】承鋼煉鐵廠共有八座高爐，年產(chǎn)能力800萬噸，主要冶煉釩鈦礦，其中三座2500m3大高爐，分別于2006年、2008年、2009年送風(fēng)投產(chǎn)，在開爐過程中，通過對開爐技術(shù)的反復(fù)摸索，最終總結(jié)出了一套完整的開爐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了2500m3冶煉釩鈦礦大高爐5天達(dá)產(chǎn)，為冶煉釩鈦礦大高爐順利實(shí)現(xiàn)快速開爐達(dá)產(chǎn)達(dá)效提供了技術(shù)保障，本文主要介紹承鋼在2500m3大高爐開爐技術(shù)上所取得的進(jìn)步。【關(guān)鍵詞】大高爐 釩鈦礦 開爐 技術(shù)進(jìn)步1.概述承鋼煉鐵廠現(xiàn)有八座高爐，年產(chǎn)能力800萬噸，主要冶煉釩鈦磁鐵礦，配備有3臺(tái)180m2燒結(jié)機(jī)、3臺(tái)360m2燒結(jié)機(jī)、2座12m2豎爐，其中5#、新4#、新3#三座2500m3大高爐，分別于2006年12月1日、2008年9月16日、2009年8月23日送風(fēng)投產(chǎn)，5#高爐于2009年1月3日至6月20日停爐檢修，6月21日再次送風(fēng)點(diǎn)火，由于我廠2500m3大高爐是世界上冶煉釩鈦礦最大的高爐，國內(nèi)外沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可循，經(jīng)過這四次對2500m3大高爐的開爐，對開爐操作制度進(jìn)行了反復(fù)的摸索，最終形成了一套完整的冶煉釩鈦礦2500m3大高爐開爐技術(shù)，為今后大高爐順利實(shí)現(xiàn)快速開爐達(dá)產(chǎn)達(dá)效提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。5#高爐、新4#高爐、新3#高爐有效容積2500m3，分別配備3座承鋼旋流頂燃式熱風(fēng)爐， 5#高爐采用串罐式無鐘爐頂，新4#高爐、新3#高爐采用并罐式無鐘爐頂，高爐都采用皮帶上料方式，高爐本體主要參數(shù)如下:表1項(xiàng) 目符 號(hào)單 位5#新4#新3#有效容積Vum3250027302730爐缸直徑Dmm112001140011400爐腰直徑dmm126001278012780爐喉直徑d1mm840084008400有效高度Humm292002920029200死鐵層深度h0mm220024002400爐缸高度hmm470047004700爐腹高度hmm350035003500爐腰高度h3mm180018001800爐身高度h4mm172001720017200爐喉高度h5mm200020002000爐缸斷面積m105.7102.07102.07爐腹角78.6978.7578.75爐身角83.0482.7282.72u2.342.282.28風(fēng)口數(shù)個(gè)303030鐵口數(shù)個(gè)4442.開爐指標(biāo)三座2500m3大高爐四次開爐30天內(nèi)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下:表2指標(biāo)單位5#（1）新4#爐5#（2）新3#爐開爐時(shí)間年.月.日06.12.108.9.1609.6.2109.8.23實(shí)際產(chǎn)量t46323.92 122375.48 136157.27 151732.76 平均日產(chǎn)t1494.32 3947.60 4392.17 4894.61 利用系數(shù)t/m3d0.60 1.58 1.76 1.96 一級(jí)品率90.46 84.23 81.38 86.10 Si+Ti均值1.511 0.601 0.865 0.643 Si+Ti合格率1.96 74.6455.01 81.47入爐品位55.54 55.89 56.79 58.23 礦耗kg/t1872 1799.84 1712.21 1643.19 焦比kg/t591 487.11 441.38 390.97 煤比kg/t083.49 103.46 134.36 焦丁比kg/t02.62 5.75 17.90 綜合焦比kg/t591 560.43 528.75 512.78 球比27.22 36.18 34.43 31.58 風(fēng)溫916 1041 1134 1132 鐵損9.03 6.00 2.75 1.17 休風(fēng)率20.65 5.97 5.50 5.22 噴煤開始時(shí)間天48683達(dá)產(chǎn)時(shí)間天60655懸料次數(shù)（開爐至達(dá)產(chǎn)）次0100崩料次數(shù)（開爐至達(dá)產(chǎn)）次45000三座2500m3大高爐經(jīng)過四次開爐，開爐期間各項(xiàng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都取得了明顯的進(jìn)步，其中達(dá)產(chǎn)時(shí)間由60天縮短為5天，開爐30天中綜合焦比由591kg/t降低到512.78kg/t，入爐焦比由591kg/t降低到了390.97kg/t，利用系數(shù)由0.60 t/m3d升高到1.96 t/m3d，并且實(shí)現(xiàn)了送風(fēng)64小時(shí)后噴煤，月噴煤比由0提高到了134.36kg/t，大大降低了開爐成本，實(shí)現(xiàn)了快速開爐達(dá)產(chǎn)達(dá)效。3.烘爐及鐵口處理2500m3高爐四次開爐烘爐均采用焦炭烘爐結(jié)合鐵口通風(fēng)的方式，這種方式可和熱風(fēng)爐烘爐同步進(jìn)行，既節(jié)省時(shí)間又免去了高爐的二次涼爐，且可提前加熱爐缸達(dá)到爐缸提前預(yù)熱的目的。從開爐后高爐運(yùn)行狀態(tài)看，烘爐效果良好。在鐵口泥包及孔道烘烤方面，采用內(nèi)部焦碳烘烤結(jié)合外部混合煤氣烘烤，但從這幾次開爐初期鐵口使用效果來看，這種烘烤方法短時(shí)間內(nèi)不能滿足2500 m3高爐鐵口泥包烘烤的要求，由于在送風(fēng)點(diǎn)火后出第一爐鐵前繼續(xù)鐵口通空壓風(fēng)，導(dǎo)致鐵口部位烘烤效果較差，出渣出鐵產(chǎn)生不同程度的噴濺，且造成了出鐵初期鐵口維護(hù)困難，5#爐、新4#爐開爐第一爐鐵鐵量都在100噸以上，在開爐第三天左右爐前都出現(xiàn)了不同程度的跑大流，對達(dá)產(chǎn)進(jìn)程產(chǎn)生了影響。新3#高爐第一次鐵出渣50噸，無鐵，兩次出渣后對鐵口孔道進(jìn)行了充分的預(yù)熱，避免了直接接觸高溫鐵水造成鐵口泥包、孔道及鐵口窩開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。在爐況基本順行的前提下，第一個(gè)鐵口出鐵量大于500噸，儲(chǔ)鐵大溝過鐵順暢的情況下，第一個(gè)鐵口見風(fēng)時(shí)立刻打開第二個(gè)鐵口，保證第二個(gè)鐵口第一次出鐵時(shí)或風(fēng)或渣，對鐵口進(jìn)行了預(yù)熱和烘烤，隨后正常使用。在后序生產(chǎn)中沒有出現(xiàn)鐵口維護(hù)困難和跑大流現(xiàn)象。此種開爐鐵口處理方法不用鐵口噴吹，第一爐鐵鐵口好開，爐前工作強(qiáng)度小，同時(shí)免去了噪音和環(huán)境污染。4.儲(chǔ)鐵式大溝的使用三座2500m3高爐均采用儲(chǔ)鐵式大溝，5#高爐第一次開爐時(shí)采用干式大溝出鐵，后在生產(chǎn)過程中逐步改造為儲(chǔ)鐵式大溝，其它三次開爐時(shí)都直接設(shè)計(jì)為儲(chǔ)鐵式大溝，由于開爐初期爐溫較高，渣鐵黏度大，考慮到其對儲(chǔ)鐵式大溝使用壽命的影響，在新4#高爐和5#高爐第二次開爐時(shí)對大溝進(jìn)行了處理，使用半儲(chǔ)鐵式大溝出鐵，即在主溝內(nèi)砸入一層500mm有水鐵溝料，避免高粘度渣鐵直接接觸大溝澆注料，隨著出鐵量的增加和渣鐵黏度的降低，鐵溝料被逐步?jīng)_刷干凈，自然轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)鐵式大溝。但由于主溝內(nèi)砸料，造成主溝容積減小，前三次開爐均出現(xiàn)了爐前跑大流事故，導(dǎo)致高爐減風(fēng)，影響了高爐達(dá)產(chǎn)進(jìn)度，因此，在新3#高爐開爐時(shí)，直接使用了儲(chǔ)鐵式大溝出鐵，將撇渣器用專用模具檔死，第一次打開鐵口全部是渣，對大溝進(jìn)行了充分預(yù)熱，在新3#爐開爐后大溝一次性通鐵量達(dá)到15萬噸以上，達(dá)到了大溝的設(shè)計(jì)壽命，未對大溝的使用壽命造成影響。同時(shí)杜絕了爐前跑大流事故的發(fā)生，加快了高爐達(dá)產(chǎn)進(jìn)程。5.開爐料結(jié)構(gòu)四次開爐均采用自產(chǎn)普通燒結(jié)礦（低釩鈦礦）+外購普通球團(tuán)礦（低釩鈦）的爐料結(jié)構(gòu)，為改善渣鐵流動(dòng)性，5#高爐第一次開爐時(shí)配加大量的錳礦和螢石，由于錳礦價(jià)格較高，且錳礦和螢石同時(shí)配加，與單純配加螢石的效果相差不大，因此在之后的新4#、新3#高爐開爐時(shí)取消了錳礦，只配加部分螢石，同樣渣鐵流動(dòng)性較好，未對爐內(nèi)和爐外操作造成影響。在裝開爐料過程中，5#高爐第一次開爐料結(jié)構(gòu)為凈焦+空焦（焦炭+燒結(jié)礦）+負(fù)荷料（負(fù)荷料+集團(tuán)焦），并分別在凈焦和空焦后集中加螢石20噸，負(fù)荷料中配加錳礦和螢石。其它三次開爐時(shí)爐料結(jié)構(gòu)都為凈焦+空焦（焦炭+灰石）+負(fù)荷料，其中5#高爐二次開爐和新3#高爐開爐時(shí)在風(fēng)口帶集中加入約140m3木材，便于送風(fēng)點(diǎn)火初期風(fēng)口快速著火，并在木材燃燒后產(chǎn)生空間以便松動(dòng)整個(gè)料柱，使整個(gè)料柱在形成軟熔帶之前具有良好的透氣性，消除送風(fēng)初期的崩料、懸料現(xiàn)象，提高送風(fēng)初期爐況順行程度，為前期快速加風(fēng)創(chuàng)造了條件。表3 開爐料結(jié)構(gòu)開爐料單位5#（1）新4#5#（2）新3#送風(fēng)料線m44.65.75凈焦加入量t875759.68511127螢石/錳礦t200020空焦焦炭加入量t275350256200爐渣堿度倍0.871.071.110.96螢石/錳礦t202017.0112.8負(fù)荷料焦炭加入量t290302.5266344焦比Kg/t710648786664爐渣堿度倍1.021.061.150.95螢石/錳礦t1086918.5535.2全爐焦比t/t2.93.133.663.23表4 開爐料加木材對送風(fēng)初期爐況的影響送風(fēng)初期參數(shù)單位5#（1）新4#5#（2）新3#送風(fēng)風(fēng)溫400750450500起步風(fēng)量m3/min1059750570750風(fēng)口著火時(shí)間min50351520風(fēng)口全亮?xí)r間min16013030120料動(dòng)時(shí)間min2801801702605#高爐二次開爐風(fēng)口著火時(shí)間較短，主要原因是開爐前爐缸中殘留大量的固態(tài)涼渣鐵，烘爐時(shí)烘爐紅焦在風(fēng)口帶部位，因此送風(fēng)后能迅速著火；新3#高爐開爐初期料動(dòng)時(shí)間較長，主要原因是送風(fēng)初期由于送風(fēng)裝置跑風(fēng)嚴(yán)重，加風(fēng)進(jìn)度較慢及休風(fēng)63分鐘處理，剔除這部分因素的影響，新3#高爐開爐時(shí)料動(dòng)時(shí)間應(yīng)該在150分鐘以內(nèi)。6.送風(fēng)參數(shù)的選擇6.1 送風(fēng)面積的確定表5風(fēng)口參數(shù)單位5#（1）新4#5#（2）新3#風(fēng)口個(gè)數(shù)個(gè)14242024風(fēng)口直徑mm125612010+1251120風(fēng)口面積m20.17970.2940.21890.2716.2 堵風(fēng)口原則由于5#高爐送風(fēng)初期采用的是3200m3/min的小風(fēng)機(jī)因而堵風(fēng)口較多， 5#高爐第一次開爐和新4#高爐開爐時(shí)，堵風(fēng)口原則都是一方面保證送風(fēng)風(fēng)口盡量均勻，另一方面出鐵鐵口上方的風(fēng)口不堵，以利于出鐵；5#高爐第二次開爐時(shí)由于爐缸中殘留大量的固態(tài)涼渣鐵，采用了集中堵風(fēng)口的方式，堵存鐵量較多部位的風(fēng)口，即采用偏風(fēng)口送風(fēng)，選擇存固態(tài)渣鐵較少部位的鐵口出鐵，且其上方風(fēng)口不堵，利于出鐵；新3#高爐開爐時(shí)采用對角線均勻堵風(fēng)口方式，其中每個(gè)鐵口上方各堵一個(gè)風(fēng)口。此種堵風(fēng)口方式未對出鐵產(chǎn)生一定的影響，因此新高爐開爐堵風(fēng)口盡可能均勻，沒有必要強(qiáng)求鐵口上風(fēng)口全開。7.操作制度的調(diào)劑7.1 加風(fēng)進(jìn)程5#高爐是當(dāng)時(shí)世界上第一座冶煉釩鈦礦最大的高爐，第一次開爐時(shí)沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可循，開爐前設(shè)備安裝調(diào)試不到位，采用邊調(diào)試邊生產(chǎn)的方式，開爐最初的十天，由于外圍消缺因素太多，風(fēng)壓風(fēng)量基本上是隨外界條件的變化進(jìn)或退，風(fēng)口也隨著休送風(fēng)頻有增減，風(fēng)口面積和礦批的調(diào)整基本上是以適應(yīng)風(fēng)量為原則。負(fù)荷的調(diào)整是在焦炭批重基本不動(dòng)的基礎(chǔ)上增加礦批重。在其它三次大高爐開爐時(shí)，吸取了5#高爐開爐的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，開爐前進(jìn)行了充分的空負(fù)荷、重負(fù)荷試車，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，大大降低了開爐初期的設(shè)備休慢風(fēng)率，加快了加風(fēng)達(dá)產(chǎn)進(jìn)程。新4#高爐開爐初期，由于加風(fēng)過快，上部裝料制度與風(fēng)量沒有很好的匹配，造成中心過度開放煤氣利用率降低，出現(xiàn)了爐溫下降過快的現(xiàn)象，被迫減風(fēng)控制并補(bǔ)加凈焦，對達(dá)產(chǎn)進(jìn)程造成了一定的影響，且在初期爐前發(fā)生了出鐵跑大流事故，影響爐內(nèi)加風(fēng)進(jìn)度。5#高爐二次開爐時(shí)借鑒新4#高爐的經(jīng)驗(yàn)，爐溫控制比較合理，降爐溫過程順利，也沒有出現(xiàn)大的設(shè)備事故，但同樣發(fā)生了爐前跑大流事故，被迫減風(fēng)出鐵。新3#高爐整個(gè)加風(fēng)進(jìn)程基本和計(jì)劃相符，但由于渣下地影響了部分進(jìn)程。圖17.2 下部操作制度的調(diào)劑表6 下部操作制度的調(diào)劑送風(fēng)時(shí)間開爐爐次風(fēng)量m3/min送風(fēng)面積m2標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速m/s鼓風(fēng)動(dòng)能kgm/s風(fēng)溫點(diǎn)火24小時(shí)5#（1）1866 0.1797 173 19289 819 新4#2576 0.2944 146 5183 861 5#（2）2340 0.2225 175 9755 913 新3#3303 0.3499 157 6307 860 2448小時(shí)5#（1）1694 0.1858 152 7569 854 新4#2934 0.3067 159 6190 983 5#（2）3186 0.2319 229 9832 879 新3#3653 0.3130 195 6400 922 4872小時(shí)5#（1）1795 0.1688 177 12376 890 新4#3331 0.3189 174 7291 1015 5#（2）3853 0.2794 230 10078 976 新3#4158 0.3180 218 9315 1013 7296小時(shí)5#（1）2358 0.1852 212 15613 896 新4#3585 0.3189 187 7987 974 5#（2）3779 0.2926 215 9314 985 新3#4092 0.3435 199 8767 1029 96120小時(shí)5#（1）2665 0.2155 206 11644 920 新4#3723 0.3189 195 9048 1036 5#（2）4520 0.3074 245 12216 1027 新3#4728 0.3367 234 11647 1097 121144小時(shí)5#（1）2411 0.2332 172 8508 924 新4#4286 0.3557 201 10697 995 5#（2）5005 0.3326 251 14355 1101 新3#4661 0.3402 228 11836 1157 145169小時(shí)5#（1）2832 0.2161 218 13006 926 新4#5156 0.3680 234 11891 1027 5#（2）4933 0.3275 251 14136 1141 新3#4696 0.3396 230 11810 1148 7.3 上部裝料制度的調(diào)劑表7 上部裝料制度的調(diào)劑送風(fēng)時(shí)間高爐批重（t）料制點(diǎn)火24小時(shí)5#（1）30k36.5(3)34.5(3)32.5(3)34.5(1)，J39.5(2)37.5(2)36.5(2)32.5(2)29.5(2)新4#39.5k36(3)33(4)30(3)，j36(3)33(3)30(3)27(3) 5#（2）37K37(2)35.5(2)34(2)32.5(2)，J40(3)37(3)34(2)31(2)28(2)18(1)新3#36.6k36(3)34(4)31(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)2548小時(shí)5#（1）30k36.5(3)34.5(3)32.5(3)34.5(1)，J39.5(2)37.5(2)36.5(2)32.5(2)29.5(2)新4#42k38(3)36(3)34(2)32(2)30(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3) 5#（2）35K35(2)33(4)30.5(2)，J40(3)37(3)34(2)31(2)28(2)18(1)新3#37.5k35(3)33(4)30(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)4972小時(shí)5#（1）30k34(2)32(3)30(3)32(1)，J38(2)36(2)34(2)31(2)28(2)新4#41k36(4)34(4)31(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）40K35(2)33(4)30.5(2)，J40(3)37(3)34(2)31(2)28(2)18(1)新3#40.5k35(3)33(4)30(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)7396小時(shí)5#（1）31k34(2)32(3)34(3)32(1)，J38(2)36(2)34(2)31(2)28(2)新4#45k38(2)36(3)34(3)31(2)，j36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）39K38(2)36(4)34.5(2)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1)新3#44k35(3)33(4)30(3),J38.5(3)36.5(3)34(2)31(2)28(2)26(1)97120小時(shí)5#（1）34k34(2)32(3)34(3)32(1)J38(2)36(2)34(2)31(2)28(2)新4#48k38(2)36(3)34(3)31(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）46K40(1)38(2)36(4)34.5(2)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1) 新3#46.5k36.5(3)34.5(4)32.5(3),J40(3)38(3)35.5(2)32.5(2)29.5(2)26(1)121144小時(shí)5#（1）33k33(3)31(3)29(3)31(1)，J36(2)34(2)32(2)29(2)26(2)新4#52k38(2)36(3)34(3)31(2)，J36(3)33(3)30(3)27(3)5#（2）48K42(1)40(2)38(2)36(2)34.5(2)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1)新3#52k37.5(2)36(3)34(3)32(2),J39.5(3)37.5(3)35(2)32(2)29(2)26(1)145169小時(shí)5#（1）31k33(3)31(3)29(3)31(1)，J36(2)34(2)32(2)29(2)26(2)新4#60k37(2)34.5(3)32(3)30(2)，J37(3)34(3)31(3)28(3)5#（2）50K42(2)40(2)38(2)36(2)34.5(1)，J43(3)40(3)37(2)34(2)31(2)18(1)新3#54k37.5(2)36(3)34(3)32(2),J40(3)38(3)35(2)32(2)29(2)26(1)7.4 降爐溫過程高爐開爐過程中，爐溫控制是一項(xiàng)重要內(nèi)容，直接影響著加風(fēng)達(dá)產(chǎn)進(jìn)度，因此選擇合適的開爐焦比和造渣制度是很重要的，在點(diǎn)火送風(fēng)后，負(fù)荷料的焦比與加風(fēng)進(jìn)度的合理匹配是控制爐溫的關(guān)鍵點(diǎn)。四次大高爐開爐過程中，對開爐焦比和堿度以及降爐溫過程進(jìn)行了反復(fù)摸索。5#高爐第一次開爐初期降爐溫過程較緩慢；新4#高爐開爐初期加風(fēng)過快，導(dǎo)致爐溫下行劇烈，后慢風(fēng)及補(bǔ)凈焦再次提爐溫，對加風(fēng)進(jìn)程造成了一定的影響；后兩次開爐時(shí)，在爐溫控制方面吸取了前兩次開爐的經(jīng)驗(yàn)，在5#高爐第二次開爐時(shí)，由于爐缸中殘留大量的固態(tài)涼渣鐵，初期爐溫控制較高，但降爐溫過程相對比較順利，新3#高爐開爐爐溫和降爐溫過程都控制的比較合理，是新3#高爐開爐初期能夠快速實(shí)現(xiàn)噴煤的前提。表8 四次開爐首爐鐵爐溫堿度控制范圍首爐鐵單位5#（1）新4#5#（2）新3#Si+Ti5.4342.1825.4723.204物理熱1259133313311500R2倍0.911.051.381.17圖2 開爐降爐溫過程圖3 開爐過程中堿度控制范圍8.設(shè)備消缺5#高爐第一次開爐時(shí)，由于配套的大風(fēng)機(jī)沒有完工，被迫使用3200小風(fēng)機(jī)開爐。由于施工工期較為緊張，采取邊上料邊調(diào)試的方式進(jìn)行，導(dǎo)致開爐初期設(shè)備事故較多，開爐一個(gè)月中由于設(shè)備