COREX炉二次铁流分析及对策

闫文华，田宝山

（宝钢集团八钢公司炼铁分公司）

COREX炉二次铁流分析及对策

闫文华，田宝山

（宝钢集团八钢公司炼铁分公司）

COREX炉以粒煤为主燃料的生产工艺无法消除出铁后期二次铁流问题，只有通过工艺优化，改善气化炉透气性，加入适当比例的块焦，提升炮泥质量，优化开铁口操作、气化炉铁口和炉缸设计的改进措施，可解决二次铁流问题。八钢欧冶炉通过工艺改进，随焦比提升，有利于铁口的维护。文章介绍八钢欧冶炉解决二次铁流的实践过程。

COREX炉；欧冶炉；二次铁流；透气性

1 前言

八钢欧冶炉是宝钢罗泾1#COREX炉迁建工程，采用当今世界先进的工业化生产的COREX熔融还原技术，设计年产铁水135万t，铁口区域无论在传统高炉还是欧冶炉炉都是一个关键的部分，对炉子的正常生产和长寿都十分重要。

2 COREX炉出铁操作制度及出铁过程

COREX气化炉炉缸内渣铁及铁口耐材分布如图1所示，罗泾COREX采取两个铁口间隔出铁的出铁制度，两次出铁间隔时间大约在100分钟；目标出铁量控制在400±50t，目标铁水温度1520± 20℃，二元渣碱度在1.15～1.2；在熔炼率140t/h条件下，平均每天出铁次数约8炉。平均出铁时间在60～90分钟。其出铁过程中铁流变化如图2所示。

图1 气化炉炉缸内渣铁及铁口耐材分布状况

图2 实际出铁过程中铁流速度变化曲线

出铁开始，一般铁流速度大约4t/min，来渣之前铁流速度达到约8t/min，在渣将要出完时，二次铁流上升，达到约12～15t/min。

通常在铁流速度达到约12t/min或达到目标出铁量时进行堵口。目前无法实现类似于高炉的见喷堵口或干式出铁，造成堵口操作困难、堵口时间无规律，甚至气化炉内半焦床和死料柱运动剧烈，出现碎焦。出铁过程中炉缸内渣铁变化的情况如图3所示。

图3 出铁过程炉缸内渣铁变化情况

出铁结束时，炉缸内渣铁出净，仅有炉缸的储铁。随着气化炉内冶炼的进行，炉缸内的铁水和炉渣不断增加，渣铁液面不断上升。出铁结束1.5小时后渣铁液面达到较高程度，但渣液面仍在风口面的下方，此时打开铁口，开始出铁作业。铁口打开后，由于铁水液面在铁口上方，所以铁水先从铁口出来，随着铁水不断排出炉缸，炉缸内的渣铁液面开始逐步下降。随着出铁的进行，当渣铁接触面下降到铁口高度时，炉渣开始从铁口排出，此时炉前铁流开始减小，渣流逐步增大。在出铁后期，由于炉渣已基本排出，渣流开始逐步减小，铁流开始逐步上升，但此时由于焦床内滴落的铁水也已经排出，因此铁口排出的主要是炉缸的储铁，出现二次铁流，达到约12～15t/min，甚至超过20t/min，导致堵铁口困难，深度难维护。

3 二次铁流原因分析

3.1 炉内料柱分析

COREX炉气化炉内料柱高度仅有8m，相对2500m3近25m的料柱高度，其在炉内是悬浮在渣铁液面上，随渣铁液面上下浮动。半焦床的上下浮动及堵口前的大铁流使得铁口孔道前的泥包较难形成和维护，如果堵口时半焦床未到达铁口孔道前则打入炉缸的炮泥会随着铁水漂走，无法在炉缸内壁形成稳定可靠的泥包，也就无法很好地维持稳定的铁口深度。

3.2 炉内气流影响

COREX炉主体燃料粒煤，通过对罗泾1#COREX炉解剖分析，粒煤在气化大都已粉化，很难在炉内形成类似焦炭的骨架效果。导致炉缸内透气性很差。在铁水低于铁口液面后也很难形类似高炉的喷煤气现象，而此时炉内就类似于一个活塞压在渣铁液面上往下挤，将死铁层的铁水挤出铁口。COREX炉在二次铁流形成前，铁口通道经过约450t渣铁的冲刷，铁口通道已扩大，二次铁流来之后，在无渣的情况下，铁量会迅速上升，甚至达到20t以上的瞬时铁量。

4 八钢欧冶炉二次铁流对策

通过二次铁流分析，其主因在于气化炉炉缸内透气、透液性太差所致，要解决此问题，从根源上还是要通过改善炉缸内透气、透液性入手。考虑在炉料结构中加入适当比例的块焦，使其能在气化炉炉缸内形成焦窗，在出铁后期渣铁液面低于铁口后，煤气流能穿透炉缸从铁口喷出，而不致于将死铁层的铁水压出形成二次铁流。

4.1 改善炮泥质量，优化操作，降低二次铁流量

（1）在生产过程中发现铁口孔道内的温度比较低，低温不利于铁口孔道内的泥炮良好的烧结，大大降低炮泥的性能。铁口深度与温度关系见表1。

表1 铁口深度与温度关系

通过铁口预开口，铁口通道烘烤提温方式加快孔道内的炮泥烧结，提升其抗渣铁冲刷能力。

（2）炉前人员生产操作优化。实践证明，振打开口很容易将本身就很脆弱的泥包打掉，导致铁口变浅，所以必须要做到在提升炮泥强度的同时，要确保开口机能开口。少用或不用振打开口。

（3）炮泥质量很重要。炮泥性能满足高温高压渣铁的冲刷及浸蚀。如果炮泥抗渣性不足，当二次铁流到来时铁口已经严重拉大，常常跑大流，因而不得不提早堵口，造成渣铁出不尽。因此要出尽渣铁，维持较深的铁口深度，改进炮泥的性能是十分重要的措施。COREX工艺要求炮泥具有较强的抗渣铁冲刷侵蚀性能、良好的低温烧结性能和与铁口耐材良好的结合性能。南非COREX-2000使用的炮泥采用焦油和树脂复合型结合剂取得了较好的使用效果。

4.2 气化炉铁口和炉缸设计的改进

高炉的铁口区域一般采用“退台”式设计，使铁口区域的深度可达3.5m。目前八钢的欧冶炉也借鉴了“退台”的设计，铁口深度达到约3.4m（见图4）。铁口深度的增加，使出铁口更深入炉缸中心，可有效抑制炉缸铁水环流、稳定出铁作业、减少二次铁流量。

Analysis and Countermeasure for the Secondary Molten Iron of COREX Furnace

YAN Wen-hua，TIAN Bao-shan
（Ironmaking Branch,Bayi Iron&Steel Co.,Baosteel Group）

The problem of the secondary molten iron appeared at the later period of tapping could not be eliminated by COREX production technology using grain coal as main fuel.The problem will be solved through optimizing the process, improving permeability of gasifier,adding appropriating proportion of coke,enhancing the quality of stemming,optimizing taphole operation and improving taphole and hearth design.Through improving process and upgrading coke rate,taphole is wellmaintained.This paper introduce the production practice ofOY furnace solving the problem ofsecondary molten iron.

COREX furnace；OY furnace；secondary molten iron；permeability

TF557

B

1672—4224（2015）04—0037—02

联系人：田宝山，男，40岁，大学，高级工程师，乌鲁木齐（830022）宝钢集团八钢公司炼铁分公司第一炼铁分厂

E-mail：tianbs@bygt.com.cn