宝钢4000m^3级高炉降料线操作实践

第2 6卷 第 1期 2 0 0 7年 2月 jl哮 钦 IRONMAKING Vo1．2 6，No．1 February 2007 宝钢 4 000 m3级高炉降料线操作实践 曹 华 宋文刚 (宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司) 摘 要 对宝钢4000m 级高炉降料线操作实践进行了总结。通过制定详细的操作计划，大量细致的前期准备工作 以及在降料线的过程中对各项操作参数合理控制，保持炉况稳定，使炉顶煤气温度、净煤气温度、氢气含量控制在安 全范围内，实现了安全、准时休风。休风后通过技术创新，不打水，不喷专用覆盖料，快速降低炉顶煤气温度与浓度， 确保施工人员按时顺利进入炉内安全作业。 关键词 大型高炉 降料线 炉顶压力 煤气温度 水量 Operation practice of dropping stockline in 4 000 m。BF of Baosteel Cao Hua Song Wengang (Baoshan Iron and Steel Co．Limited，Baosteel Branch) Abstract The paper summaries the measures in dropping stoekline of 4 000 m BF in Baosteel：drafting detail operation plan，implementing large amount of preparation work and rational control of various operation data in the course of dropping the stockline，keeping furnace operation status stable，controlling the top gas temperature and clean gas temperature as well as hydrogen content within a safe range．These measures bring on safe and timely blow off．After blow off，some other actions are taken which ensure timely，smooth and safe operation of worker working inside the furnace，such as no water sprinkling， no special coating，rapid reduction of top gas temperature and concentration． Key words large sized blast furnace stockline top pressure gas temperature water quantity 1 引言 随着炉体喷补造衬技术的快速发展，许多高炉 运行一段时间后选择降料线对炉体喷补修复施工， 以维持一定的操作炉型及高炉长寿；也有一些高炉 在冷却壁破损较多时，高炉各项技术经济指标明显 下降，在严重影响高炉长寿的情况下，选择降料线长 时间休风对冷却壁整体更换作业。这些施工都要求 高炉料面必须降到一定的位置。如果施工人员需要 进入炉内作业，对休风后的炉顶煤气温度及浓度还 有严格的要求。当高炉料面降到炉身下部或炉腰休 风时，炉顶煤气温度很高，不利于机器或人进入炉内 施工，许多高炉在休风后喷专用的覆盖料，以降低炉 顶煤气温度，但这种比较致密坚硬的覆盖料，给高炉 恢复带来很大的困难。也有一些高炉因为施工时喷 补反弹料的数量难以估计，或更换冷却壁时部分耐 材落入炉内，而这些杂物都不易于捡出来，造成高炉 (2)贯彻执行《钢铁产业发展政策》； (3)调整炼铁高炉的结构； (4)优化高炉的炉料结构，使进口和国内铁矿 石的供给链进一步合理化； (5)提高钢铁企业炼铁系统的运行水平，包括 原料处理，烧结、球团、炼焦和高炉操作； (6)推广炼铁先进工艺技术。 中国炼铁工业的健康发展，取决于我们在21世 纪的头 2O年如何应对中国钢铁工业面临的各种挑 · 6 ． 战。 7 参考文献 1 Zhang Shourong，Yin Han ．Technological progress of China’s iron— making after its annual tonnage surpassed 100 mtons in 1995 ．3rd ICSTI Proceedings．Dussdldorf June，2003．44~49 联系人：张寿荣 院士 (430081)湖北省武汉市武汉钢铁集团公司办公室 收稿 日期：2006—12—21 维普资讯 http://www.cqvip.com 恢复困难等原因，选择降料线到风口中心线，施工完 毕后从风口将反弹料及耐材扒出炉外，但降料线到 风口，耗时长，危险性高，恢复时间长，于安全及经济 性不利。宝钢分公司高炉成功实施了三次降料线进 行炉身喷补及冷却壁更换作业，达到安全、准时降料 线休风目的，休风时料线深度依次为 18．9、18．4、 14．4m，并通过技术创新，实现了休风后施工人员进 入炉内长时间安全作业。 2 高炉降料线的操作实践 不论高炉料面是降到炉身炉腰，还是降到风15 中心线，高炉深度降低料线都有许多危险因素：如炉 顶煤气温度高容易损坏炉顶设备；煤气氢气含量高 容易产生爆鸣；炉顶打水雾化不好，水蒸气产生膨胀 爆炸；炉体冷却设备易损坏等等。除这些不安全因 素外，还有降料线过程中异常情况(如管道、炉皮开 裂、顶压冒尖、放散阀着火等等)的处理以及减风时 机的把握、降料线时间的控制、打水量的调节等等， 也需要考虑整个降料线过程要有利于送风恢复。 2．1 准备工作 准备工作对安全降料线操作很关键，降料线操 作时间越长，其过程危险性越大。高炉降料线操作 时应做好如下准备工作：一是准备各项具有可行性、 可用性、可靠性的作业计划，如炉前作业计划、热风 炉保温计划、炉体查漏计划、降料线操业计划、休风 料装入计划、送风恢复计划等等；二是前期设备检查 安装作业，如深探尺的改装、色谱仪的量程调整、炉 顶打水装置的雾化检查确认、人工煤气取样装置的 安装(如图1所示)、保安氮气的接入及流量确认等 等；三是与相关部门的前期联络工作，如能源部关于 能源介质使用协调、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 中心关于煤气成分及渣铁 成分分析频度确定、铁水中心关于异常铁水的去向 问题等等。 口 图1 宝钢高~f'A．X-煤气取样装置 2．2 操作参数的调整 随着料面下降，炉内压差减小，轻负荷的入炉料 改善料柱的透气性，高炉在维持一定的大风量操作 时，易出现管道行程，使用高顶压，保持压差平稳下 降有利于炉况稳定(如图2所示)，操作时顶压比正 常风量时顶压高20kPa以上。由于休风料的减矿比 较高，低负荷炉料不需要喷煤，操作时，调节氧气、风 温、湿度，控制理论燃烧温度在2 100—2300℃，保持 高炉稳定顺行。 170 5 萋 量 2．2 2 0 1．8 1·6 1．4 1-2 1．0 料线，in 图2 宝钢高炉降料线过程中炉内压损与 值 2．3 降料线操作时煤气温度的调节 在降料线过程中，随着料面下降，料面温度逐步 上升，由于炉顶不再装入炉料，空料线部分高温煤气 没有炉料与之进行物化反应，炉顶煤气温度上升。 为了保护炉顶及煤气清洗系统设备安全，控制炉顶 煤气温度小于350 ，净煤气温度小于70℃。在操 作时，将炉顶煤气温度与净煤气温度分开协调控制， 通过减少风量或增加打水量，延长余压透平发电机 的运行时间，降低煤气清洗系统水温，增加煤气清洗 系统的给水量，改善炉顶打水枪雾化程度等方法综 合调节。水枪喷嘴雾化程度高，“水粒”直径小， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面积大，冷却煤气效果更好。打水枪根数根据炉顶 煤气温度变化曲线投入，并采用电动和手动相结合 的方法，使煤气温度控制在目标范围内(炉顶煤气 温度和净煤气温度控制如图3所示)。 4 3 3 冀2： 鬟 时间 赠 圹 盘 图3 宝钢高炉降料线过程中炉顶煤气温度与净煤 气温度控制实绩 2．4 降料线操作时煤气中氢气含量的管理 控制炉顶煤气中氢气含量对安全降料线过程至 关重要，根据国内外大型高炉的停炉实绩制定降料 线操作时氢气管理基准。在降料线前一定要仔细查 · 7 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 漏，排除冷却器漏水，降料线过程中要及时调整冷却 器给水量，不能烧坏冷却器。降料线操作时，少打 水，减少水与焦炭发生反应的几率。打水时，要保证 管路通畅，打水均匀，水压及水枪雾化效果很关键， 这能有效防止水蒸气爆炸。通过改进操作方法，氢 含量逐次下降(见表1)，保证了安全降料线。 表1 相同料线时打水量与氢气含量 2．5 降料线休风操作时间的控制 高炉降料线喷补或更换冷却壁是一项系统工 程，涉及许多单位，各方都依据制定的计划，按照时 间节点进行，因此，是否准时休风，关系到整个工程 的进展。而降料线操作过程时间越短，也就相对越 安全，所以，对于降料线过程，控制较短的操作时间， 并准时休风具有重要意义。根据吨焦耗风量、冶炼 条件、炉料结构组合计算，制定合适的风量曲线，按 计划操作，实现准时休风。风量曲线中大风量能维 持的时间取决于炉况、最大打水能力、氢气含量，而 某一时刻所需炉顶最大打水量可用下列公式近似计 算(假定水没有被气化)，不同风量对应不同的煤气 量，料线深度不同，其料面温度也不一样。 ， Q×(Cf×tf—C ×t )一Vt×(Ck×tk—Cd×td) ————T 而 ■—一 式中 ] 炉顶打水量，m ／min； Q——煤气发生量，m ／min； — — 空料线部分的冷却器水流量，m ／min； — — 料面温度，℃； f ——炉顶煤气温度，℃； C 、C ——煤气在 和 时的比热容(按煤气 中各组分的加权平均计算)，kJ／(m ·℃)； t 、td——冷却器的出水和进水温度，℃； C ——水在f 时的比热容，kJ／(m ·℃)； C ——水在td时的比热容，kJ／(m ·℃)； tn——炉顶打水水温，℃； · 8· C ——水在 时的比热容，kJ／(m ·℃)。 3 高炉降料线休风后煤气温度与浓度的控制 高炉深度降料线后，料面温度很高，料面以上煤 气浓度也高，休风时的煤气温度一般超过300~C，如 果不降低煤气温度、浓度，施工人员难以进入炉内。 有些高炉采用降料线到风口中心线以下，用水将焦 炭全部浇灭的办法。但由于降料线施工后高炉需要 尽快恢复，所以，4000m 级高炉通常不采用这种方 法。也有些高炉采用压料的办法，但压料致密层用 泥炮炮头也难以破坏，对送风恢复不利。宝钢分公 司通过技术创新，分析原因，找到解决问题的办法， 不打水，不喷专用覆盖料，能快速有效地降低煤气温 度(如图4所示)、浓度，确保施工人员按时进入炉 内安全施工。 图4 宝钢高炉降料线休风后炉顶煤气温度快速下降 4 结语 宝钢分公司高炉通过降料线前大量细致的准备 工作，制定详细周密可靠的各项作业计划，降料线过 程中合理控制理论燃烧温度、煤气温度、氢气含量， 协调好顶压、风量、打水量的关系，保持炉况稳定，依 据风量曲线，控制较短的降料线时间，少打水，达到 安全、准时休风的目的。休风后通过技术创新，不打 水，不喷覆盖料，快速降低炉顶煤气温度与煤气浓 度，实现降料线到炉身中下部、炉腰，施工人员进入 炉内安全作业。 联系人：宋文刚 工程师 电话：021—26647416 (200941)上海市宝山区宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司炼铁厂 收稿日期：2006—11—10 维普资讯 http://www.cqvip.com