邯钢1#高炉炉凉事故处理实践

2020-09-04 05:13:34
山东冶金 2020年4期
关键词:铁口炉况出渣

王 拓

(河钢集团 邯钢西区炼铁厂,河北 邯郸056001)

1 前 言

邯钢西区1#高炉由中冶南方设计总承包。高炉有效容积3 200 m3,采用了铜冷却壁、薄壁炉衬、炭砖—陶瓷杯复合炉底、联合软水密闭循环冷却系统、环保型INBA 渣处理系统、改进型高温内燃式热风炉等一系列先进、成熟的工艺[1]。高炉设有32 个风口、4 个铁口。4 个铁口对角分布,正常生产过程中4 个铁口用2 备2,对角出铁。2020年4 月2 日白班炉前进行出铁场倒场作业,1#、3#铁口倒场2#、4#铁口,倒场完成后出铁不顺利,铁口卡焦炭,出铁困难。夜班炉内气流紊乱,频繁出气流,炉温大幅度下行,主沟渣沟冻结,炉前作业异常困难,高炉产量、经济指标损失严重。高炉车间采取集中加净焦提升热量、控制合适风氧量、强化出铁等措施,在较短时间内恢复了热制度、造渣制度,使炉况得以恢复。

2 造成炉温大凉的原因

1)大量配加湿焦,造成炉缸不活跃是此次事故的根本原因。2020 年3 月30 日11:30—4 月2 日12:00,焦化干熄焦提升机减速机齿轮损坏,更换减速机,期间生产湿熄焦,高炉大比例(最高达40%)配加湿焦,共5 415 t。湿焦相比干焦的平均粒度偏小,导致焦炭堆密度增加,孔隙度降低,造成料层透气性差。湿焦强度下降,炉缸工作环境恶化,大量碎焦炭在炉缸内堆积,堵塞铁口孔道,出铁困难。2#、4#铁口投入使用后频繁卡焦炭,出铁极其不顺,导致炉内气流形成管道,热量大量损失。

2)2020年2—3月,钢厂库存猛增,公司要求限产,高炉降低风量和富氧调节产能,鼓风动能下降,回旋区缩小,吹不透中心,逐渐导致炉缸内死焦层肥大,炉缸不活跃。这段期间和正常生产时段日产量和参数对比见表1。

表1 2020年1—3月高炉相关指标

3 处理过程

4月2日白班倒场完成后出铁不顺,17:30氧气从8 000 m3/h 减至3 000 m3/h,19:10 左右取铁样观察,炉温在25 ℃左右,铁水物理热1 493 ℃。19:35炉内出大气流,顶压246 kPa,风量从5 650 m3/min减到5 100 m3/min 后稳定,没有加风。考虑当时风量减得较多,且炉温偏低,没有采取停氧和大幅减煤粉的操作,加净焦1 罐(17 t),硅石3 t。20:10 出现小气流,顶压从200 kPa 上升到213 kPa。20:40水温差小幅上涨,由3.5 ℃左右上涨到3.9 ℃。由于4#铁口出铁过程中经常性地卡铁口,铁水流速和炉渣出铁较慢,铁口喷溅比较厉害,炉内一直处于憋风状态。考虑这样出铁对炉内影响较大,所以决定提前打开2#铁口强化出铁。20:42 打开2#铁口,出铁比较顺利,渣铁流速正常,炉温20~25 ℃,物理热1 490 ℃左右,20:56堵4#铁口。当时主要考虑2#铁口已经打开且出铁正常,而4#主沟以及铁口附近因卡铁口以及铁口喷溅造成泥套周边粘结渣铁较多,为防止情况恶化,影响堵口安全,在出现卡铁口的情况下直接堵口,堵口正常。此次4#出铁时间共计70 min,出铁量150 t 左右,出渣量虽然没有明确数据,但是根据估算比正常渣量要少许多。4#堵口之后检查渣沟情况,发现渣沟有部分结盖,渣沟空间没有彻底冲刷。为防止长时间渣沟过凉不利于下次炉渣流顺,且根据计算表明,炉内还存有大量渣铁未及时排出,炉内压量关系一直偏紧,没有机会加风,综合考量决定计划打开4#铁口进一步强化出铁。21:49 打开4#铁口,这次开口之后出铁基本正常。22:00 以后4#铁口来渣,但是炉渣刚流进粒化塔时间不长就发生渣沟尾段位置跑渣情况。当时炉渣从渣沟平台渣沟共用段北侧流到炉基地面,有一部分炉渣倒罐到3#渣沟末端。经过紧急处理后,发现无法阻止炉渣继续溢出,于是决定立即堵口。22:08 紧急堵4#铁口,4#铁口这次出铁时间19 min,出渣8 min,出渣铁量都较少。堵口之后开始清理渣沟直段后部分至渣沟三岔口一段。期间因为2#铁口一直处于正常出渣铁状态,所以4#铁口紧急堵口对炉内影响不大。

随着2#铁口出铁进入中后期(20:42 开口)至22:18 已经出渣铁96 min,炉内压量关系有所缓和。此时操作出现误判,开始尝试加风,23:14 风量加到5 609 m3/min。随着炉内加风,水温差开始上行,从3.9 ℃上升到最高6.2 ℃,热负荷大幅度上升,炉温向凉。23:30,2#铁口来风,堵口前炉温20 ℃,物理热1 480 ℃。23:40 炉内风压急剧上升,开始减风,气流分布进一步恶化,水温差升至7.5 ℃。4 月3 日0:05 炉内出现第2 次大气流,顶压上到254 kPa,风量最低减到4 517 m3/min,再次加1 罐净焦,3 t 硅石。

第2次大气流过后操作上再次出现反复。因4月2日19:35出第1个大气流加1罐净焦到达炉缸,至4月3日1:30,2#铁口出铁完毕,物理热1 487 ℃,这个过程中风量恢复到4 901 m3/min,炉温下行趋势,且加之水温差一直居高不下,叠加第2 次气流带走的大量热量,所以炉温彻底冷却下来。1:43,4#铁口打开后频繁卡焦炭并出现凝死现象,开口机打不开,被迫使用氧气管烧开,不久后再次出现铁口卡死。渣铁流时有时无,渣沟层层粘结堆高,出渣情况逐步恶化。

1:50开始减轻炉料负荷,矿批由80 t减到78 t,焦比由422 kg/t 加到433 kg/t,但炉温过低,渣沟层层粘结堆高,出渣情况恶化严重。4#铁口2:42 被迫堵口,期间出铁59 min,出铁100 t,出渣量偏少。2:53 再次出现第3 个大气流,且此次气流持续近2 min,顶压254 kPa,风量减到1 800 m3/min,大量热量损失,炉凉彻底形成。

第3 个大气流出完后,风量维持在1 500 m3/min 左右,炉况难行,炉内聚积大量凉渣铁,炉前作业异常困难,主沟渣厚凝结。调配多辆钩机、凿岩机、铲车同时作业,全面清理主沟渣沟。同时炉内大幅减轻焦炭负荷,4:00 变全焦负荷,焦比544 kg/t,连续加净焦提升炉温,4 月3 日全天分批加净焦220 t。14:00,炉内凉渣铁逐步排除,炉况接受风量的能力增强,风量3 000 m3/min。炉内净焦下达后,炉内热量上升,热制度、造渣制度慢慢恢复正常,4 月4 日小夜班风量5 300 m3/min,气流分布趋于稳定,水温差下行至4 ℃左右。4 日18:00 开始恢复富氧,焦比降至430 kg/t,改喷煤负荷,基本恢复正常操作状态。

4 结 语

1)加强原燃料管理、保证炉缸活度是日常操作中的重中之重[2]。2)高炉操作中,要明确“严防炉凉”的操作理念,并能切实落实到每一次操作调整的过程中,做到趋势管理,考虑充分周到,避免盲目乐观,出现反复。3)始终要把控制风量和补足净焦作为处理异常炉况的重要因素。不断总结以往操作中的失误、不足之处,针对特殊炉况的判断、处理要加强学习,提高处理特殊炉况的能力。

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