攀鋼4＃高爐冷卻壁維護與生產(chǎn)實踐

42 2010 年第 33 卷第 4 期 攀鋼 4 高爐冷卻壁維護與生產(chǎn)實踐 柳 林 （攀鋼 釩 煉鐵廠） 摘 要 : 對攀鋼 4#高爐冷卻壁的破損情況進(jìn)行了分析 ,認(rèn)為冷卻壁破損的主要原因是 爐況不順 ， 強化冶煉 措施 ， 休風(fēng)率高等。 通過 采取增加冷卻 水 強度 和 水溫差的 日常檢查 、壓漿造襯、減少非計劃休風(fēng)、 穩(wěn)定 高爐 爐況 、 降低冶煉強度 、 提高爐渣堿度、縮小風(fēng)口面積、 維持 爐缸活躍并 控制高爐邊緣氣流 ， 實現(xiàn)了 高爐的順行穩(wěn)定生產(chǎn) 。 關(guān)鍵 詞 :高爐 ； 維護 ； 冷卻壁 ； 生產(chǎn) 實踐 0 引言 攀鋼 4#高爐 是在總結(jié)攀鋼已有高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗和吸收寶鋼引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上建設(shè)的，其設(shè)計的有效爐容 1350 2004年 4月停爐大修進(jìn)行技術(shù)改造后，高爐爐體用全冷卻壁薄壁爐墻的新型爐體結(jié)構(gòu)并于同年 5 月 28 日投產(chǎn)，由于原燃料條件差 與不斷 地 提高冶煉強度，其冷卻壁損壞數(shù)量多、爐皮發(fā)紅面積大，嚴(yán)重的影響了高爐生產(chǎn)與 職工的 安全作業(yè)。 1 冷卻壁 破損 及 原因 分析 卻壁 損壞 狀 況 由于自身原料特點， 攀鋼高爐 冶煉 產(chǎn)生 的 高熔點 鈦 化物長期沉淀 、堆積 于爐缸周圍 與 爐底及磚縫，具有保護爐缸和爐底的作用 ， 爐底、 爐缸 、 爐腹侵蝕較輕微 ，光面冷卻壁在第 12 代爐役中基本完好，而 57 段冷卻壁磨損最嚴(yán)重，鑲磚冷卻壁磨去一半或全部，個別 水管外露 1。 攀鋼 4#高爐 共設(shè)計了 14 段 冷卻壁 ， 采用軟水密閉循環(huán)冷卻， 其 爐腹下部的 第 5 段 是 鑄鐵 鑲磚冷卻壁 ；爐腹上部至爐腰的 第 6、 7 段 是 第一次使用 鑲磚 銅冷卻壁 。 第二代爐役 開爐以來共發(fā)生 3 次爐皮燒穿， 2005 年 12月 9 日五段 20#冷卻壁的爐皮燒穿，將其上方的六段 19#、 20#銅冷卻壁下部燒壞 ； 尤其是 2009 年 4月 12 日 與 7 月 7 日連續(xù) 兩次 把 五段 22#冷卻壁 和 八段 25#26#冷卻壁間的爐皮燒穿 對高爐影響大 ，至今 第五段冷卻壁 內(nèi)環(huán)管已經(jīng)全損壞，構(gòu)成 外環(huán)管上部有 300 度區(qū)域的 冷卻盲區(qū) ， 在高溫煤氣流和熔融渣鐵的 沖刷熔蝕下極易被燒穿 ， 4#高爐各段冷卻壁累計損壞已達(dá) 73 塊，見表 1。 表 1 攀鋼 4#高爐冷卻壁損壞情況 塊 冷卻壁段數(shù) 外環(huán)管損壞數(shù)量 內(nèi)環(huán)管損壞數(shù)量 1 0 0 2 0 1 3 0 1 4 0 0 5 9 30 6 2 9 7 0 0 8 0 19 9 3 11 10 0 1 11 0 0 12 0 1 13 0 0 14 0 0 合計 14 73 冷卻 壁 破損原因分析 1）大修后第一次使用銅冷卻壁沒有經(jīng)驗， 新高爐使用的冷卻強度不夠， 開爐前三個月爐況不順而 且 長時間 使用 全 普通礦冶煉， 并 用螢石洗爐 ； 第五段冷卻壁設(shè)計不善，被渣鐵流沖刷嚴(yán)重。 2） 攀鋼釩鈦燒結(jié)礦較國內(nèi)其 它 燒結(jié)礦熔化溫度低，軟熔帶形成的位置比普通礦要低，且溫度帶窄，處于高爐的爐身下部和爐腰區(qū)域，聚合的強烈高溫煤氣流 由 中心向邊沿橫向運動，激烈沖 刷和熱應(yīng)力的破壞是該區(qū)域砌體破損的重要原因 2；同時，原燃料 質(zhì)量 差，懸料、滑料等事故頻繁， 為了改善攀 鋼 技 術(shù) 43 高爐順行采用發(fā)展邊沿氣流的裝料制度 。 二者 對爐墻和爐缸影響大。 3） 高壓差操作、富氧鼓風(fēng)、氧混噴煤等強化冶煉 措施， 增大了 爐身下部、爐腰及爐腹承受的壓力 及堿金屬的侵蝕 ， 加速了冷卻設(shè)備的損壞速度。 4） 休 風(fēng) 、減風(fēng)頻繁 發(fā)生 。 攀鋼 4#高爐處理設(shè)備 及 事故的減風(fēng)率、 非計劃 性的 休風(fēng) 率較高，尤其是 2009 年 4 月至 7 月 共 休風(fēng) 6 次。 釩鈦礦冶煉具有先天性的護爐作用，頻繁的休風(fēng)與低風(fēng)壓對高爐爐缸的活躍程度 和順行 影響較大 。 2 高爐操作 的對策及措施 爐料控制 通過加強原燃料管理 ， 保持原燃料穩(wěn)定，優(yōu)化爐 料 結(jié) 構(gòu) ， 提 高 入 爐 品 位 。 燒 結(jié) 礦 實行 R=控制 槽存量 提高 燒結(jié)礦強度 ；塊礦 入爐前實行 “不過篩不入爐 ”， 提高料柱透氣性。 攀鋼自產(chǎn)三期干熄焦炭的指標(biāo)為： 灰分 31%, 比自產(chǎn) 二期水熄焦 炭質(zhì)量明顯提高，為穩(wěn)定 爐況和 高爐順行， 4#高爐 入爐焦炭 結(jié)構(gòu) 改為50%三期 干熄 焦炭 +50%二期 水熄 焦炭 。 要求每 2 料 的質(zhì)量與水分含量現(xiàn)場觀察， 出現(xiàn)異常立即 變動高爐操作參數(shù)保證 高爐操作穩(wěn)定順行 。 操作制度 1）熱制度 與 造渣制度 。 2009 年 4 月至 8 月期間， 4#高爐 的連續(xù) 多次休風(fēng) 對高爐爐況影響大，產(chǎn)生 爐缸堆積 不活躍， 表現(xiàn)為后渣不好放，鐵口堵上后風(fēng)壓急劇升高，高爐受憋不接受 大 風(fēng)量 以至于風(fēng)量與風(fēng)壓極不對稱 。 爐內(nèi)操作人員要做到勤觀察、多溝通，堅持 “三穩(wěn)定 ”操作方針穩(wěn)定爐況、 維持高爐順行和渣鐵排放順暢，用 大風(fēng)量和高富氧活化爐缸，爐溫水 平 要求 提高 至 中上限水平 ， 超 過 爐溫極限的鐵次嚴(yán)禁連續(xù)大于 3 次。 焦炭負(fù)荷為 噴吹煤粉波動 0.5 t/h，以確保 高爐順行 、 煤 氣流 穩(wěn)定 和 良好的熱制度 。 攀鋼高爐爐渣由于其固有特性，提高堿度并維持渣中 量為 上限 ，可提高爐渣黏度 預(yù)防爐墻渣皮脫落 來 保護爐墻與冷卻壁。 2） 上 、 下部調(diào)劑 。采用 加重 邊緣 疏松中心的裝料制度，減少 邊緣氣流 對爐 墻 的 沖刷，堅持開放中心 煤 氣流。 4#高爐礦石、焦炭的布料角度和圈數(shù)如表 2 所示，裝料制度的調(diào)節(jié)使得 十字測溫儀顯示的中心溫度維持在 350 左右，保證了中心煤氣流強、邊緣煤氣流偏弱的操作爐型。 如表 2 所示，今年 6、 7 月高爐風(fēng)量小，尤其是 7 月的平均風(fēng)量只有 3054 m3/了提高風(fēng)速吹活爐缸 能 守大風(fēng)量， 7 月 28 日 在 18 個風(fēng)口中的 4#、 14#風(fēng)口前方各安裝一個 110 火泥圈，風(fēng)口 面積 由 為 入 8 月份后高爐風(fēng)量逐漸增大至 3200 m3/8 月 14 日風(fēng)口前方的耐火泥圈吹掉，風(fēng)口 面積 恢復(fù)到 爐風(fēng)量亦可守到 32003350 m3/爐頂料面監(jiān)視攝像頭可觀察到料面中心氣流強且有火苗，邊緣氣流弱。 表 2 攀鋼 4#高爐恢復(fù)生產(chǎn)的料制調(diào)整 2009 年 5 月 2009 年 6 月 2009 年 79 月 2009 年 1012 月 傾角 /() 34 33 32 25 35 34 33 26 37 36 35 28 36 35 34 33 27 礦石 圈數(shù) 焦炭 圈數(shù) O 0 6 4 0 0 6 4 0 0 6 4 0 0 3 3 4 0 C 3 0 3 4 3 0 3 4 3 0 3 4 3 0 2 2 3 3） 高爐操作 與爐前管理 。 當(dāng)前存在的問題 是冷卻壁 的損壞 及爐皮燒穿 的危險 ，以及高爐爐缸堆積粘結(jié)不活躍，各班 要圍繞這兩方面開展 工作 。 高爐各參數(shù)的調(diào)劑要早， 風(fēng)量 、富氧要 視順行 情況 而定 ， 按著先加風(fēng)后富氧的原則 先把 3200 m3/風(fēng)量、 5 000 m3/h 富氧守住， 在保證順行的基礎(chǔ)上按臺階往上 增 風(fēng)量活 躍 爐缸，恢復(fù)正常爐況。 爐溫嚴(yán)格控制在 中上限 的范圍內(nèi)， 低爐溫時間不得超過4 h， 避免 因爐溫不足、氣流波動等原因?qū)е卤懒?、滑?。 要處理好風(fēng)量、爐溫、壓差以及氣流 平穩(wěn) 的關(guān)系， 礦石批 重控制在 3.5 t 的范圍內(nèi)，班料批按 8890 批控制， 嚴(yán)禁高強度跑料 批 造成下個班守不住風(fēng) 的操作 。 大噴煤對抑制邊緣氣流影響大，為開放中心氣流、爐溫充沛，焦炭負(fù)荷不能過重 。 爐內(nèi)操作與爐前渣鐵排放要 互相配合 、 相互創(chuàng)造條件， 爐前放渣出鐵搶字當(dāng)頭 ,渣口勤堵勤透 ,帶鐵時 避免拉壞渣口 ， 減少低壓時間； 保持鐵口深度， 44 2010 年第 33 卷第 4 期 立足于兩個鐵口不間斷出鐵 ， 杜絕潮鐵口出鐵、 渣鐵憋爐 ， 減少渣鐵在高爐內(nèi)的停留時間 。 加強維護點檢組保產(chǎn)人員對 “爐前四大件 ”等 高爐主體 設(shè)備 、設(shè)施 的隱患排查， 減少 爐前設(shè)備 、設(shè)施 故障耽誤放渣出鐵 時間，避免 高爐大減風(fēng)。 3 冷卻壁 與爐皮 的 日常 維護 爐底、 爐缸 冷卻壁的 維護 嚴(yán)格 監(jiān)測 爐底、爐缸的第 14 段的水溫差、水流量和熱流強度， 當(dāng)爐缸水溫差呈上升趨勢時，要求 30 爐缸水溫差大于 2 時，減氧至 2 000 m3/h；爐缸水溫差大于 3 時， 15 爐操作采取減風(fēng) 措施 并降頂壓；當(dāng)水溫差大于 ，熱流強度同時達(dá)到 62 760 kJ/，組織休風(fēng)涼爐，避免燒穿。 除了北鐵口靠西渣口的第 2 段 1#、第 3 段 1#冷卻壁因鐵口操作及維護不良 而損壞，其他均完好 。 爐前操 作對 靠近渣口和鐵口冷卻壁影響大，要認(rèn)真對待渣鐵口的維護工作。多觀察鐵口狀況， 鐵口泥套壞了要及時補做； 保護板后面 的耐活料按周期填補， 不能拉空 ；在鐵口鉆不開時嚴(yán)禁炸開鐵口。渣口帶鐵不放渣，避免因渣口堵不上而燒壞渣口三套的事故。 爐腹、爐腰 、 爐身下部冷卻壁 和爐皮 的 維護 1） 對已壞冷卻壁控制冷卻水量，防止 循環(huán)水大量 灌 入 高 爐 內(nèi) ， 待高爐 休風(fēng) 及時對壞冷卻壁進(jìn)行灌漿造襯 ,除六段銅冷卻壁未進(jìn)行灌漿并減冷卻水1/2 外 ,其余壞的冷卻壁均已進(jìn)行了灌漿造襯并停水 。 2） 定期計劃休風(fēng) 對 漏煤氣的 爐皮進(jìn)行焊補爐皮漏點，對 損壞的 冷卻壁 （銅冷卻壁除外）進(jìn)行灌漿造襯，以延長 使用 壽命，減少灌入爐內(nèi)的水量，這對活躍爐缸穩(wěn)定生產(chǎn)有積極作用。 修補損壞的冷卻壁的同時 開孔安裝銅質(zhì)冷卻器，改善冷卻效果，特別是五、六段水溫差過大時，要及時 提 高 水 壓，以利于 提高 冷卻 強度 (見表 3)。 在 第 五段 新 安裝 打水管，加強了冷卻盲區(qū)的 爐皮打水 冷卻 強度 ； 燒穿過的位置加外置冷卻水箱。 表 3 攀鋼 4#高爐冷卻壁水壓的變化 冷卻壁段數(shù) 調(diào)節(jié)前水壓 調(diào)節(jié)后水壓 1 0 1 2 3 4 ） 加強 當(dāng)班配管工檢查力度 ，并做好冷卻壁水溫差周報 。 對進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)要重點監(jiān)控?zé)犸L(fēng)圍管和鵝頸管的發(fā)紅現(xiàn)象。 對重點部位的檢查要求 1 h 檢查一次， 每出 完 一次鐵 就 上爐身檢查爐皮，并做好記錄， 有異常立即匯報并處理。 4 高爐 運行 狀況 經(jīng)過兩個多月的 摸索與探討 ， 4#高爐 生產(chǎn) 從2009 年 8 月份 進(jìn)入了 生產(chǎn) 平穩(wěn) 上升的 階段， 高爐爐缸活躍，爐溫維持 中限 偏上 ， 爐渣中 量與堿度 R 均與爐溫水平相對應(yīng)，渣、鐵排放順暢 。 其指標(biāo)參數(shù)見表。 表 4 攀鋼 4#高爐 2009 年 612 月 經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)參數(shù) 日均產(chǎn)量/(利用系數(shù) / t.(m3d )冶煉強度 / t.(m3d)焦比 / (煤比 / (風(fēng)量 / (富氧量 / (風(fēng)溫 / 6 月 72 119 5617 1173 7 月 12 054 4503 1171 8 月 76 227 5540 1194 9 月 65 209 5634 1187 10 月 68 218 5402 1186 11 月 69 314 5298 1190 12 月 46 336 4590 1181 攀 鋼 技 術(shù) 45 由表 4 生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)可知，進(jìn)入 8 月份后高爐可以接受大風(fēng)量和高富氧，日產(chǎn)量逐月上升，最高利用系數(shù)高達(dá) t/（ m3d ），熱風(fēng)溫度上限使用提高了近 20 ，噴煤燃燒效果較好，焦比由 7 月份的 512 至 468 右，煤比亦達(dá)到較好水平。爐況的穩(wěn)定順行大大降低了高爐休減風(fēng)率， 9月至 12 月四個月時間內(nèi)共計劃休風(fēng) 3 次，在休風(fēng)過程中對爐皮漏煤氣 點焊補，給壞冷卻壁壓漿造襯，直至停爐中修均未發(fā)生因冷卻設(shè)備損壞的非計劃休風(fēng)。 5 結(jié) 語 1)吸取爐皮燒穿的經(jīng)驗后采取 提高冷卻水壓力、壓漿造襯、爐皮打水冷卻等 措施， 4#高爐冷卻壁 和爐皮 在生產(chǎn)中沒 有再 發(fā)生 影響高爐生產(chǎn)的事故，于 2009 年 12 月 19 日 按計劃 順利進(jìn) 入 停爐檢修。 2)釩鈦礦冶煉的軟熔帶比普通礦低，檢修過程中把第五段改為銅冷卻壁優(yōu)化冷