肖為站,江海峰,張趙強,張軍芳,馬 亮
金鼎煉鐵廠2#高爐于2011年4月2日投產開爐,4月28日停爐,從2012年4月22日再次開爐到2017年4月,運行5 a有余,單位(m3)爐容鐵量6 300 t。高爐采用陶瓷杯+碳磚整體式陶瓷爐缸內襯(爐底采用400 mm小碳塊陶瓷杯用復合棕剛玉磚砌筑)。高爐爐底爐缸結構:第1到第5層滿鋪國產微孔碳磚400 mm;第6層、7層,立砌楔形復合棕剛玉磚;爐缸側壁對側采用微孔碳磚,內側壁陶瓷杯采用小塊塑性復合棕剛玉磚;爐缸高度3 600 mm,爐缸直徑6 900 mm,死鐵層高度1 426 mm,爐缸采用光面低鉻鑄鐵冷卻壁,風口區(qū)域采用光面球墨鑄鐵冷卻壁,爐腹、爐身采用鑲磚冷卻壁。
高爐采用聯合軟水密閉循環(huán)系統,軟水總循環(huán)水量2 100 m3/h。進水溫度控制:夏季(40±1)℃以下,冬季(30±1)℃。水溫控制在6℃,高爐爐底部位設5層熱電偶,每層12個熱電偶,分6個方向,每個方向設外、內環(huán)2個熱電偶。
2013年3月初,爐底5-6、5-12熱電偶內環(huán)溫度升高,分別是950℃、1 020℃。原因分析:1)2011年4月份開爐不到1個月被迫停產1 a,溫度急劇變化使耐性材料嚴重受損,磚襯縫隙開裂,二次開爐有串煤氣情況。2)爐前操作人員操作技能差,設備使用維護不到位,造成渣鐵出不盡,渣鐵在爐內存留時間長,鐵口維護不佳,單口出鐵頻繁,造成爐底爐缸側壁溫度大幅度上升,已危及生產安全。
采取提高鈦球比例來護爐,縮小鐵口上方兩側風口面積,控制冶強,強化爐缸傳熱,澆注鐵口上方漏煤氣處,在鐵口下方加裝兩個側壁在線測溫熱電偶。加強人工對爐皮及鐵口冷卻壁監(jiān)測措施。此后,爐底、爐缸溫度明顯下降,爐況保持穩(wěn)定,技術指標相對穩(wěn)定,高爐運行逐步正常。
爐缸側壁溫度和西口爐皮溫度再次升高。2014—2017年爐況相對穩(wěn)定,月產量最高達到92 000 t,突破2#爐開爐以來最高歷史記錄。2017年3月16日,西鐵口上方爐皮側壁溫度開始大幅度上升,溫度日升10℃左右。3月21日,西鐵口側壁溫度由原來的450℃上升到540℃以上。爐皮溫度從原來的65℃上升到120℃左右,又一次危及到了高爐的安全生產,結合生產實際,制定了一系列護爐措施。
1)2017年3月22日白班,由于鐵口溫度高、爐皮溫度高,緊急休風堵風口。并將原來2#、8#、11#、17#風口小套直徑Φ115 mm改用Φ100 mm。合理調整風口布局,風口進風總面積由原來的0.183 m2縮小到0.174 m2。提爐溫、降冶強。風壓由原來的340 kPa降到310 kPa,富氧量由8 000 m3/h降到3 500 m3/h。日產量由原來的3 000 t降到2 800 t。
2)提爐溫、提堿度、配比鈦球、釩鈦礦護爐。鈦礦護爐是高爐爐缸養(yǎng)護的強有力手段。含鈦物中的TiO2在高溫還原的條件下可生成高熔點的TiC、TiN及其連續(xù)固溶體Ti(CN)發(fā)育和集結。并以其他附著的渣鐵焦一起凝結在磚襯上,起到保護爐襯的作用。隨即決定高爐配用鈦球,適當提高爐溫,鈦球由0.0%提高到10%左右,Si由0.2%逐步提高到0.5%以上。生鐵鈦維持在0.12%~0.15%,堿度1.2以上。促進高熔點的TiC、TiN的生成,有力保護了爐底和爐缸。
3)控制鐵水中錳含量,減輕渣鐵沖刷。鐵水中錳水平增加不僅加大熱量消耗,同時將改善渣的流動性,造成對爐缸的沖刷加劇。通過積極協調原料結構,控制高錳爐料配用,優(yōu)化燒結礦的配比,測算好燒結成本,控制燒結MO2水平,爭取實現高爐[MnO]≤0.4%。鐵水中錳含量從2017年3月25日逐步開始下降,3月29日下降至0.38%。
4)增裝爐殼測溫點10處,用于在線監(jiān)測和鐵口水溫差監(jiān)測。3月22日對東西鐵口下方周圍增加10處紅外線在線監(jiān)測,加大爐缸監(jiān)測力度,每班安排1名爐外工長定時對鐵口爐皮溫度、冷卻水溫差進行巡檢。主要測爐殼溫度(用測溫槍)是否正常,警戒值≤80 ℃,熱流強度≤29 288 kJ/m2·h,爐殼是否有開裂、有無煤氣泄漏,如有超過警戒值范圍及時匯報。要求每班工長隨時關注熱流強度、爐皮溫度、水溫差在線監(jiān)測數據,督促水管理人員關注溫度變化情況,尤其是高爐到中后期要重點監(jiān)測,作好記錄,建好臺賬,及時了解爐缸侵蝕狀況。
5)加強鐵口日常維護工作。鐵口是爐缸維護最薄弱的部位,鐵口的正常與否直接威脅到高爐生產的壽命,是防止側壁溫度高、頻繁波動和保證爐缸長壽的基本要求。提高炮泥質量,使之耐渣鐵沖刷和容易與磚結合成牢固的保護層。加強鐵口日常管理,每爐用泥量控制在150~180 kg,鐵口深度穩(wěn)定在1 900~2 000 mm范圍,提高鐵口合格率,控制鐵口出鐵量和出鐵時間,對緩解側壁溫度升高起到了積極作用。加強泥套、開鐵口和堵鐵口的管理。加大對鐵口跑泥的考核力度,減少鐵口跑泥次數,穩(wěn)定鐵口深度,采用小鉆頭開鐵口延長出鐵時間,以便渣鐵有充足的時間穿過死料柱隨著鐵口流出,緩解鐵水對爐缸側壁耐性材料沖刷的影響,出盡渣鐵,減少鐵水在爐內的停留時間,對爐缸的維護有利,禁止大噴鐵口,統一操作,保證出鐵均勻。
6)加強原燃料管理,為護爐提供物質保證。穩(wěn)定焦炭強度,高爐爐況大幅度波動、爐缸邊緣環(huán)流、爐缸側壁碳磚侵蝕加速等都與焦炭密切相關。為保證護爐期間爐況順行,一級焦炭由原來配比30%增加到40%~50%。提高燒結礦強度,降低入爐原料粉末比率,減少焦粉對中心焦窗的堵塞,縮短料柱更換時間,減輕鐵水環(huán)流對爐襯的侵蝕。降低燒結礦中有害元素(鉀、鈉、鋁、鋅)含量,確保高爐順行,保證爐缸中心活躍,增加爐缸透液性(嚴禁風口漏水作業(yè)),穩(wěn)定中心,兼顧邊緣,控制合理的兩股煤氣氣流分布,使兩股氣流保持一定的平衡,保證高爐穩(wěn)定順行。通過一系列精細化操作,努力做到早調、微調,減少了爐況波動。
金鼎煉鐵廠2#高爐通過采取鈦球、鈦礦護爐,控制冶強,縮小風口進風面積,調整風口布局,加強鐵口維護,強化散熱,專人檢測、合理的操作制度、穩(wěn)定的原料水平等一系列的有效護爐措施后,爐底、爐缸側壁、爐皮溫度明顯逐步下降。西鐵口側壁溫度由540℃下降到450℃,爐皮溫度由當時120℃下降到先前的正常值65℃,并且趨于穩(wěn)定,保證了高爐爐況順行。日產量達到2 850~2 900 t,實現了高爐長壽目標。