提高高爐使用風(fēng)溫的研究
苗廣志 王 溫 肖 璞
(唐山國(guó)豐鋼鐵有限公司)
摘 要 面對(duì)利潤(rùn)空間急劇下降、成本及效益壓力劇增。從理論和經(jīng)驗(yàn)上都可驗(yàn)證，隨著風(fēng)溫水平的增加，高爐噸鐵燃料消耗會(huì)明顯下降，每提高100 ℃風(fēng)溫，至少可使噸鐵燃料消耗降低15kg。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估、確定合理風(fēng)溫水平；優(yōu)化日常操作；耐火球的更換；納米球的投用；改進(jìn)熱風(fēng)爐燒爐與送風(fēng)制度。使兩個(gè)鐵廠的風(fēng)溫水平均有了提高。從而達(dá)到了降低燃料比及鐵水成本。
關(guān)鍵詞 高爐；熱風(fēng)爐；風(fēng)溫；燃料比
1 前言
目前面對(duì)外部嚴(yán)峻復(fù)雜經(jīng)濟(jì)環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下滑、鋼鐵需求減弱、國(guó)內(nèi)產(chǎn)能釋放，利潤(rùn)空間急劇下降、成本及效益壓力劇增，2014年10-12月份，高爐煤氣利用率越來(lái)越好，綜合燃料比呈逐漸下降趨勢(shì)，但兩個(gè)煉鐵廠風(fēng)溫使用水平較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年10-12月份，一鐵450m3高爐平均風(fēng)溫為1111 ℃，二鐵450高爐平均風(fēng)溫為1147 ℃。風(fēng)溫還有進(jìn)一步提高的可能。從理論和經(jīng)驗(yàn)上都可驗(yàn)證，隨著風(fēng)溫水平的增加，高爐噸鐵燃料消耗會(huì)明顯下降。國(guó)內(nèi)外資料顯示每提高100 ℃風(fēng)溫，至少可使噸鐵燃料消耗降低15kg。為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召，節(jié)約國(guó)家能源消耗，實(shí)現(xiàn)國(guó)豐煉鐵清潔文明生產(chǎn)和提高煉鐵效益，有進(jìn)一步提高一鐵、二鐵風(fēng)溫的必要。
2 采取的主要措施
2.1 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估、確定合理風(fēng)溫水平
合理使用風(fēng)溫水平應(yīng)根據(jù)高爐工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定，國(guó)豐450高爐工程設(shè)計(jì)熱風(fēng)爐送風(fēng)溫度1150℃，熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)、熱風(fēng)爐耐材應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)風(fēng)溫要求，通過(guò)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，2014年10-12月份，一鐵450m3高爐平均風(fēng)溫為1111 ℃，低于設(shè)計(jì)溫度，還有提升空間。
2.2 增強(qiáng)使用高風(fēng)溫的認(rèn)識(shí)
（1）原料鈦高，高爐鐵水高硅高鈦時(shí)渣鐵流動(dòng)性不好，爐缸狀態(tài)不活，不接受風(fēng)壓風(fēng)量，壓量關(guān)系緊張、穩(wěn)定性差。高爐處于高二氧化硅、高二氧化鈦硅鈦負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，二氧化硅、二氧化鈦穩(wěn)定性相近，爐內(nèi)還原行為相似，但高溫區(qū)內(nèi)鈦的還原量高于硅的還原量。爐內(nèi)焦炭量大，高溫區(qū)上移時(shí)，直接還原區(qū)范圍變大，造成還原出的鈦與碳、氮反應(yīng)生成高熔點(diǎn)TiC（熔點(diǎn)3140℃）、TiN（熔點(diǎn)2930℃），使熔渣變稠，渣鐵不易分離，造成爐缸堆積，形成了所謂的“熱結(jié)。使用全風(fēng)溫操作，提高鐵水物理熱，降低化學(xué)熱使成渣帶下移，減少爐內(nèi)高溫區(qū)范圍，因?yàn)楦邷貭顟B(tài)下鈦的還原量高于硅的還原量。
（2）高爐爐溫略高時(shí)，引起壓量關(guān)系緊張，應(yīng)先調(diào)整噴煤量，盡量不調(diào)風(fēng)溫，臨時(shí)減噴煤量，會(huì)使理論燃燒溫度升高，初始煤氣體積增大，但體積增大部分與總煤氣體積比是非常小的，不會(huì)引起氣流變化，同時(shí)，減煤后噸鐵燃料比降低，總的噸鐵熱收入降低，爐缸溫度下降，煤氣體積會(huì)減小，壓量關(guān)系會(huì)逐步改善。同時(shí)高風(fēng)溫有助于渣鐵物理熱提高，能改善渣鐵的流動(dòng)性，使渣鐵更順暢的流出爐缸，提高爐缸均勻、活躍程度，改善爐缸煤氣初始分布。
2.3 日常操作的優(yōu)化
（1）煤氣脫水器定期排水，每班排兩次。
（2）熱風(fēng)爐定時(shí)換爐，450m3高爐推薦熱風(fēng)爐60分鐘換爐一次，杜絕熱風(fēng)爐燜爐，以減少換爐前后風(fēng)溫波動(dòng)大。
（3）在拱頂溫度1250℃滿負(fù)荷時(shí)，每50分鐘換爐一次，換爐時(shí)間應(yīng)≤10分鐘。杜絕熱風(fēng)爐燜爐，以減少換爐前后風(fēng)溫波動(dòng)大。
（4）控制煙道溫度在300-350 ℃，
（5）控制Si含量在0.25-0.5之間，噴煤比在160kg/t之間，使頂溫在100-200 ℃。
（6）注意核實(shí)各種焦炭入倉(cāng)號(hào)，做到按要求焦炭分等級(jí)搭配入爐，班中要每2小時(shí)清理振篩篩片一次。
2.4 加強(qiáng)布袋、熱風(fēng)爐的整體維護(hù)
一次濾袋過(guò)濾標(biāo)態(tài)煤氣為35m3/m2h，總的壓力損失為5-6kPa左右，保證出口標(biāo)態(tài)煤氣含塵量小于10mg/m3，濾袋使用溫度應(yīng)在85-250℃。每班檢漏一次，發(fā)現(xiàn)布袋損壞及時(shí)切箱體更換布袋。如果布袋損壞，熱風(fēng)爐煤氣中含塵量增加，超出10mg/m3的規(guī)定值，會(huì)對(duì)熱風(fēng)爐內(nèi)襯進(jìn)行磨損，從而破壞熱風(fēng)爐內(nèi)襯和對(duì)耐火造成侵蝕，并且煤氣中粉塵會(huì)堵塞耐火球之間的空隙。使風(fēng)溫?zé)簧先?，熱風(fēng)爐內(nèi)透氣性變差。在做好布袋維護(hù)的同時(shí)，每班要巡檢熱風(fēng)爐兩次，并定期對(duì)熱風(fēng)爐爐體、拱頂、熱風(fēng)閥門、燃燒閥門和重要管道進(jìn)行熱成像檢查，發(fā)現(xiàn)有局部溫度高、有跑風(fēng)現(xiàn)象等問(wèn)題時(shí)，及時(shí)上報(bào)并組織相關(guān)人員進(jìn)行檢修。
2.5 耐火球的更換
在實(shí)際生產(chǎn)中，熱風(fēng)爐內(nèi)球床的氣孔度是變化的，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延續(xù)氣孔度一般由0.42降到0.28時(shí)，熱風(fēng)爐就需要更換球，來(lái)降低熱風(fēng)爐阻力損失。
2.6 納米球的投用
高爐利用更換熱風(fēng)爐熱風(fēng)球期間，對(duì)高爐配備的熱風(fēng)爐上部高溫段φ60高鋁質(zhì)蓄熱球進(jìn)行 “杰能王”高輻射覆層技術(shù)試用施工。
2.7 改進(jìn)熱風(fēng)爐燒爐與送風(fēng)制度。
三座熱風(fēng)爐在生產(chǎn)中一座熱風(fēng)爐處于送風(fēng)狀態(tài)（一小時(shí)換爐一次），一座大燒一小時(shí)，另一座小燒半小時(shí)后充壓半小時(shí)準(zhǔn)備送風(fēng)；由于兩座高爐換爐分單雙點(diǎn)避開了同時(shí)有兩座熱風(fēng)爐大燒的現(xiàn)象，穩(wěn)定外網(wǎng)煤氣壓力；
3 結(jié)論及提高風(fēng)溫效果
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估、確定合理風(fēng)溫水平；優(yōu)化日常操作；耐火球的更換；納米球的投用；改進(jìn)熱風(fēng)爐燒爐與送風(fēng)制度。使兩個(gè)鐵廠的風(fēng)溫水平均有了提高。一鐵450m3高爐熱風(fēng)溫度平均由1111 ℃提高到1145℃。二鐵450m3高爐熱風(fēng)溫度平均由1147 ℃提高到1152℃。納米球的投用在同等燒爐條件下，熱風(fēng)出口溫度平均提高≥10℃;縮短燒爐時(shí)間≥5%;延長(zhǎng)送風(fēng)時(shí)間≥5%。