劉輝
(首鋼長治鋼鐵有限公司,山西長治046031)
摘 要:對長鋼煉鐵廠9號高爐鐵口噴濺情況進行原因分析,釆取相應措施進行治理。經過十個多月的治理,噴濺逐步消除,高爐恢復正常生產。
關鍵詞:高爐;鐵口噴濺;壓漿
首鋼長治鋼鐵有限公司(全文簡稱長鋼)9號高爐于2009年6月28日點火投產,有效爐容1 080 m3設有20個風口、 個鐵口,冷卻系統采用開路工業凈化水冷卻。2016年3月高爐南北兩個鐵口岀現噴濺現象,造成高爐不能正常出鐵,影響高爐安全生產,同時鐵口噴濺導致爐內操作難度加大,技術經濟指標較差。大量的煙塵外溢對環境造成污染,也成為制約高爐生產的瓶頸。為此,長鋼開展了一系列的攻關措施進行解決。
從表1中可以看出,風量運行偏低,含硅量較高,波動較大,達標率低,高爐利用系數偏低,高爐運行狀況不理想。
1 鐵口噴濺情況
9號高爐的2個鐵口都存在不同程度的噴濺,噴濺距離由遠及近,遠的到撇渣器位置,近的在距鐵口 4 m左右位置。噴濺時間嚴重時從打開鐵口到堵口鐵口,整個出鐵過程都存在噴濺。噴濺幅度一般是由大漸小,大時在主鐵溝兩側1.0 m位置,小時在主鐵溝兩側0.5 m位置。有時也會出現,在出鐵末期渣鐵流能形成一個穩定的拋物線狀態,直至來風堵口,但這個時間一般都比較短,也比較少見。
2 鐵口噴濺原因
鐵口是高爐鐵水流出的孔道,由鐵口框、保護板、泥套、鐵口磚通道組成(見圖1)。
針對可能造成鐵口噴濺的原因,長鋼開始逐一排查,首先排除了鐵口區域附近冷卻器漏水、爐缸工作不活躍,鐵口卡焦;判定可能的原因為鐵口孔道出現裂縫,鐵口孔道內壁不規整,和爐殼與冷卻壁出現縫隙,造成串煤氣造成噴濺,針對此兩原因長鋼采取治理措施,具體如下。
3 鐵口噴濺治理
1) 打孔排氣。為了避免查漏工作出現失誤,為了避免烘爐過程中有殘余的水分,為了給“串氣”找出路,主要采取了在鐵口框周圍的爐殼上鉆眼,并打開鐵口框周圍所在的冷卻壁上的打漿孔,進行排水(水蒸氣)、排氣,串出的煤氣用明火點燃以確保安全。
2) 采用爐體灌漿技術。為了消除爐殼與冷卻壁縫隙,長鋼主要采取對高爐爐缸部位灌漿的措施。經過全面排查風口帶以下爐殼與冷卻壁之間空洞處,確認開孔部位及數量,并用黃漆一一作出標記,利用休風機會開打漿孔進行打漿,開打漿孔32個,總消耗漿料9.1 t,合計壓入爐內約8.0 t。
3) 采取鐵口修補技術。主要是為了消除鐵口孔道內壁不規整、鐵口孔道出現的裂縫。方法主要有兩種:一是對鐵口孔道進行挖補,把鐵口孔道挖出一條深度約1 000 mm、直徑約200 mm的孔洞,然后用澆筑料填實,用煤氣烘烤直至確認烤干后使用。二是對鐵口孔道進行壓漿,具體操作:將泥炮內炮泥全部打出,挖空泥炮嘴和喇叭口;制作鐵口泥套,深入保護板內50 mm,確保泥套表面光滑平整,用8 mm石棉墊制作密封后入泥套內;用¢80 mm鉆頭鉆入1.8 m,退出開口機;泥炮嘴內裝入20 mm軟泥,將泥炮開到鐵口上,向炮腔內灌入.桶壓漿料,然后裝入有水炮泥300 kg。如向炮腔內灌入壓漿料時向后返流,則要調低泥炮角度,裝入有水炮泥頂緊后調回角度;打入壓漿料并保壓250 kg 30 min以上;退炮(禁止退泥柄),用煤氣烘烤直至確認烤干后使用。
4) 統一爐前操作。首先開鐵口過程統一,杜絕鉆漏鐵口;其次保證堵口過程統一,嚴禁閃泥炮墩鐵口;第三保證開口機、泥炮兩大設備運行完好,針對噴濺要有保護泥炮的措施,避免渣鐵噴濺到泥炮上燒壞神杯、油管等;第四每班校對鐵口中心線;第五嚴格控制鐵口深度,北鐵口深度控制在2 200 mm±100 mm,南鐵口深度控制在2400mm±100mm。在出鐵過程中出現卡焦現象,組長要組織人員用圓鋼捅鐵口,保證鐵口流速在3.0 t/min±0.5 t/min。交接班時組長、鐵口工認真分析討論當班鐵口工作狀態及存在的問題,統一思想,杜絕隨意操作。
5)統一爐內操作。第一,統一思路,對噴濺有定位。嚴重時期(噴濺時間不小于80%出鐵時間)要以保人員、設備安全減少事故為主;改善期要以保爐況穩定順行為主;好轉期(噴濺時間不大于10 min)逐步優化技術經濟指標。第二,控制好各個操作參數,主要是控制好爐溫(Si含量和物理熱)和爐渣堿度控制在合適的范圍內。嚴重期風量、風壓運行水平不能太高,一般比正常風量低300-400 m3/min,要以避免爐內憋風,避免壓差過高,避免發生爐外事故為主;好轉期要保證一定的入爐風量和風速,活躍爐缸改善爐缸工作狀況,長鋼的經驗是物理熱>1480℃、R2:1.17±0.03,保持良好的渣鐵流動性,一定程度上有助于緩解噴濺。好轉期略增加風量,逐步采取優化措施減少消耗。
4 實施效果
通過實踐,歷時8個多月的時間,鐵口噴濺問題基本得到解決,不再影響高爐的正常生產,各項技術經濟指標也有明顯改善(見表2)。
從表2中可以看出,鐵口噴濺消除后,風量運行到正常水平,含硅量有所降低,波動減小,達標率提高,高爐利用系數提高,高爐運行狀況良好。
5 結論
1) 引起鐵口噴濺是多種因素的綜合結果,處理時要全方位考慮。對噴濺造成的影響,要有清醒的認識,處理過程要注意時效性。
2) 在新建高爐或大修中,要把握好協調好工期和質量的關系,不能一味圖快而犧牲砌筑質量。
3) 爐外操作已成為影響高爐生產的重要因素,必須加強對爐前作業的重視與管理,形成可靠有效的制度約束。尤其在對鐵口的管理上,更要精心,確保維護好鐵口,提高鐵口合格率,正點出鐵率,為爐內穩定順行技術經濟指標優化打下堅實的基礎。