爐內料線

爐內料線，是冶煉爐內的一個部件，他對爐內物品的煅燒有重要作用。在高爐冶煉過程中用來探測料線,了解爐內料面料位高度。準確地探測爐內料線料線。保持爐內料線料線穩定對高爐冶煉、爐頂設備的安全運轉和使用壽命很重要。

基本介紹

• 中文名：爐內料線
• 外文名：Material in the furnace line
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 作用：爐內物品的煅燒
• 目的：爐頂設備的安全運轉和使用壽命

簡介

高爐停爐是高爐煉鐵生產的重要環節。它涉及到煤氣安全、設備保護、環境污染控制等方面問題,在時間性、經濟性、技術性以及與檢修的連續性等方面都具有特別重要的意義。

打水空料線停爐是在傳統充填停爐法的基礎上發展起來的。其特點是隨著停爐過程的進行,料面逐漸降低,用爐頂打水來遏制爐頂溫度的升高,並使其料面一直降到風口水平。由於該方法經濟、實用,且操作方法容易掌握,近幾年在國內得到廣泛套用。

高爐深空料線停爐技術

1　深空料線及優點

深空料線是指在高爐空料線回收煤氣停爐的操作中,通過採取一系列技術措施,使得高爐停爐後期料面有效地降到風口中心線以下的一種操作方法。深空料線具有如下優點:

(1)在降料線停爐後期爐內焦炭能充分燃燒,並使渣鐵充分出淨,為高爐順利開爐創造條件;

(2)有利於縮短降料線停爐時間;

(3)從風口處吸進冷空氣,吸熱後從爐頂放散閥排出,有利於保持爐內氣氛安全,並冷卻爐體;

(4)有利於爐襯噴塗作業後爐缸覆蓋料和反彈料的清除。

2　深空料線操作實例

現以鞍鋼7號高爐(2 557m3 )為例,對高爐深空料線技術作一闡述。2003年5月23日,鞍鋼7 號高爐因爐皮破損嚴重停爐搶修,預計工期15天,更換爐腰至爐身下部約100塊開裂的冷卻壁和爐皮。

高爐於22日12點開始預休風,預休風前上40 t蓋面焦,其目的在於使料面能夠形成一個焦炭層,在料面降到風口區之前,全部含鐵爐料和部分落下的渣皮能被更好地熔化和還原。預休風主要做好如下工作:

(1)安裝爐頂打水設備;

(2)安裝兩根爐頂煤氣取出管至風口平台;

(3)調整爐頂放散閥配重;

(4)焊補開裂的爐皮。

上述準備工作完成後,高爐於15: 30送風降料線。在整個降料線過程中,爐頂各部分和除塵器通入蒸汽,關嚴大鐘均壓閥,打開均壓放散閥,停止上料。送風后,高爐快速恢復到全風操作狀態,繼續回收煤氣。由於爐頂溫度升高較快, 16: 00爐頂開始打水,爐頂4點溫度被控制在400～500 ℃。

停爐過程中,前期風量、風壓比較穩定,爐前正常出鐵,風溫全用,無爆震產生。隨著料面的不斷降低, 20: 05出現第一次爆震,高爐減風300m3 /min給予控制,風溫一直全用。整個停爐過程共發生12次爆震,風量基本維持在正常風量的80% ～100% ,只在停爐後期減少一定風量和稍撤風溫,以減少爐頂打水量,避免產生大的爆震,煤氣取樣中的O2、H2含量始終被控制在規定的範圍之內。

在此次停爐過程中仍採用了“C”型曲線判斷料線深度,即高爐停爐過程中煤氣取樣中的CO2含量與料線深度的對應關係,該曲線是鞍鋼歷年來40餘次高爐停爐數據用計算機編程多元回歸計算的結果,並在多次的空料線回收煤氣停爐操作中得到了檢驗和套用。

7號高爐停爐過程中,當爐頂煤氣中CO2含量經過拐點時,推算出料線在22m左右,但由於爐頂煤氣分析中O2、H2含量始終在規定的範圍之內,故決定繼續送煤氣, 04: 40發現個別風口掛渣,表示料面已到風口上沿,高爐仍維持較高風量; 05: 20個別風口吹空後,決定放散煤氣,此時逐漸降低風量和風溫以減少爐頂打水量,避免因打水量過大使風口溫度降得太低而影響焦炭燃燒。

為了深空料面,爐前操作也要給予配合,整個停爐過程共出鐵3次,末次鐵適當提高鐵口角度,於05: 18兩場同時出鐵,與上次鐵間隔達6小時13分鐘,共出鐵183 t, 06: 28出鐵完畢,此時,積存於爐缸的渣鐵基本出淨,風口全部吹空,即聯繫休風。此次停爐深空料線歷時15小時30分鐘,共回收煤氣14 h,料面深空到風口中心線以下500～600mm。停爐後查看,爐缸中心部位料面比邊緣料面高出1. 0m左右,呈“饅頭”形狀。

深空料線操作時應注意的問題

隨著高爐內襯噴塗技術的廣泛套用,近年來鞍鋼每年均有3～4座高爐套用深空料線操作技術,且收到了令人滿意的效果。

高爐停爐操作實踐表明,在高爐停爐過程中要對爐內渣鐵量進行準確計算,以便確定出鐵時間。

在停爐過程中當發現個別風口吹空時,應立即組織出最後一次鐵,此時,有條件的高爐可適當提高鐵口角度,最後一次出淨預留的渣鐵後,料面可以大幅度降低。採用這一方法在操作上要注意兩點:一是不要預留過多的渣鐵,尤其是停爐前爐況不佳的高爐和爐皮嚴重破損的高爐,以防止個別風口涌渣和灌渣,給停爐帶來新的困難。二是當料層很薄時,應適當控制風量和打水量,以免對停爐安全帶來不利影響。

過去空料線回收煤氣停爐操作一般規定停爐風量不能超過正常風量的80% ,但此次7號高爐停爐前期使用風量與正常風量接近,有時高於正常風量。

我們認為,在打水能力足夠、不吹出“管道”且煤氣成分中O2、H2含量不超過規定範圍的情況下,是可以使用大風量的,尤其在停爐前期,安全係數相對較大,使用大風量可大大縮短停爐時間。總的來看,鞍鋼高爐停爐空料線全過程平均送風比(風量/有效容積)高於國內其他高爐。同時,增加風量、不降低風溫可以縮短停爐時間,但有一定的限度,一定要認真判斷爐況,在安全的前提下正確使用風量、風溫。

與停爐時使用大風量相適應,爐頂壓力要作相應的調整。過去鐵廠規定: 大高爐( 7、10、11 號高爐) 停爐爐頂壓力為0. 08MPa, 中、小高爐為0. 06MPa。為了使用較大風量,近年來改為:大高爐0. 10MPa,中、小高爐為0. 08MPa。實踐證明,適當提高爐頂壓力能夠在確保全全的基礎上縮短停爐時間。

停爐蓋面焦的使用也有了一定改變,蓋面焦的作用前面已經提到,但蓋面焦量過多不但造成浪費,且延長停爐時間。目前我們認為,停爐前爐況較好的高爐,可以相應減少蓋面焦的數量,大高爐一般20～40 t,中、小高爐10～20 t即可,爐況較差的高爐因有大量渣皮脫落,則應適當增加蓋面焦數量。停爐C曲線是判斷料線深度的一項重要手段。

但有時煤氣取樣中的CO2 %並沒有按所示曲線變化,而是始終無規律地波動,有時拐點並不十分明顯。事後分析原因認為:

(1)由於打水量較大導致煤氣中H2和水蒸氣含量較高,從而降低了CO2的比例;

(2)爐皮裂縫處大量漏煤氣,導致煤氣成分紊亂。

故此時實際料面只能靠綜合因素加以判斷。對打水量較低的高爐停爐操作,其CO2變化規律還是與C曲線基本一致的。

總結

(1)某些高爐檢修需要使料面深空到風口中心線以下。鞍鋼對7號高爐等幾座高爐進行了深空料線停爐操作的嘗試,取得了較好效果,為檢修後高爐的順利開爐創造了有利條件。

(2)採用大風量、不降低風溫、爐缸預留渣鐵、適當提高爐頂壓力、減少蓋面焦的數量、提高鐵口角度、用爐頂煤氣取樣中CO2含量預測料面高度等方法,可在安全停爐和爐頂設備完好的基礎上達到深空料線的目的。

(3)採用深空料線停爐法,可有效地回收高爐煤氣,控制環境污染,創造可觀的經濟效益。