450高炉操作制度.doc
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4、全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度,叫风口前理论燃烧温度t理。澳大利亚布罗希尔(B.H.P)公司的经验式t理=1570+0.808t风+4.37W氧-5.85W湿-4.44W油-2.56W煤式中 t风 -热风温度 W氧 -富氧量 m3/km3风W湿 -鼓风湿分 g/m3W油.W煤-喷吹燃料油和煤粉kg/km3风3理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态,而且决定炉缸煤气温度,对炉料加热和还原以及渣铁温度和成分、脱硫等产生重大影响。适宜的理论燃烧温度,应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量,保证渣铁的充分加热和还原反应的顺利进行。理论燃烧温度过高,高炉压差升高,炉况不顺;理论燃烧温度过低
5、,渣铁温度不足,炉况不顺,严重时会导致风口灌渣,甚至炉冷事故。理论燃烧温度提高,渣铁温度相应提高。 影响理论燃烧温度的因素(1)风温热风温度升高,则带入炉缸的物理热增加,从而使t理升高。一般每100风温可影响理论燃烧温度80。(2)鼓风湿分由于水分分解吸热,鼓风湿分增加,t理降低。鼓风中1g/m3湿分,风温干9。(3)鼓风富氧率鼓风富氧率提高,N2含量降低,从而使t理升高。鼓风含氧量l,风温3545(4)喷吹燃料高炉喷吹燃料后,喷吹物的加热、分解和裂化使t理降低。各种燃料的分解热不同,对t理的影响也不同。每喷吹10kg煤粉,t理降低2030,无烟煤为下限,烟煤为上限。根据以上分析我们可以在实际
6、操作中确定调整风温、富氧率、喷吹燃料量各参数指标。一般理论燃烧温度控制在19002300。而冷钢在2007年上半年创造了二号高炉没有富氧条件下700风温喷煤120kg/t的水平,估算其理论燃烧温度不足为1800,炉况也还顺行。冷钢在富氧条件下,喷煤量还可提高;在热风炉检修期间,应根据实际风温确定喷煤量。2.3 送风制度的调节(1)风量增加风量,综合冶炼强度提高。在燃料比降低或燃料比维持不变的情况下,风量增加,下料速度加快,生铁产量增加。料速超过正常规定应及时减少风量。当高炉出现悬料、崩料或低料线时,要及时减风,并一次减到所需水平。渣铁未出净时,减风应密切注意风口状况,防止风口灌渣。当炉况转顺,
7、需要加风时,不能一次到位,防止高炉顺行破坏。两次加风应有一定的时间间隔。(2)风温提高风温可大幅度地降低焦比。热风温度升高100可降低炼铁焦比15 kg/t。提高风温能增加鼓风动能,提高炉缸温度活跃炉缸工作,促进煤气流初始分布合理,改善喷吹燃料的效果。在喷吹燃料情况下,一般不使用风温调节炉况,而是将风温固定在较高水平上,通过喷吹量的增减来调节炉温。当炉热难行需要撤风温时,幅度要大些,一次撤到高炉需要的水平;炉况恢复时逐渐将风温提高到需要的水平,提高风温速度不超过50/h。在操作过程中,应保持风温稳定,换炉前后风温波动应小于30。(3)风压风压直接反映炉内煤气与料柱透气性的适应情况。(4)鼓风湿
8、分鼓风中湿分增加lg/m3,相当于风温降低9,但水分分解出的氢在炉内参加还原反应,又放出相当于3风温的热量。加湿鼓风需要热补偿,对降低焦比不利。(5)喷吹燃料喷吹燃料在热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。把单位燃料能替换焦炭的数量称为置换比。随着喷吹量的增加,置换比逐渐降低,对高炉冶炼会带来不利影响。提高置换比措施有提高风温给予热补偿、提高燃烧率、改善原料条件以及选用合适的操作制度。喷吹燃料具有“热滞后性”,即喷吹燃料进入风口后,炉温的变化要经过一段时间才能反映出来,这种炉温变化滞后于喷吹量变化的特性称为“热滞后性”。热滞后时间大约为冶炼周期的70%,热滞后性随炉容、冶炼强度、喷吹量等不同而不
9、同。用喷吹量调节炉温时,要注意炉温的趋势,根据热滞后时间,做到早调,调剂量准确。(6)富氧鼓风富氧后能够提高冶炼强度,增加产量。富氧1%,增产4.76%,风口理论燃烧温度提高3545,允许多喷煤1015kg/t,降焦比1%,煤气发热值升高3.4%。富氧鼓风能提高风口前理论燃烧温度,有利于提高炉缸温度,补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降。增加鼓风含氧量,有利于改善喷吹燃料的燃烧。富氧鼓风只有在炉况顺行的情况下才能进行。在大喷吹情况下,高炉停止喷煤或大幅度减少煤量时,应及时减氧或停氧。(7)炉顶压力 一般习惯高顶压、低压差的操作方法,在风机能力全风条件下,逐步优化为低顶压、高压差的操作方法,使得各炉
10、料速普遍加快,产量增加。3 装料制度装料制度是指炉料装入炉内时,炉料的装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等的合理规定。选择装料制度的原则是保证煤气合理分布,充分煤气的热能和化学能,保证高炉顺行,形成“倒W”形料面。提高料线,促进边缘煤气发展;降低料线,促进中心气发展。增大批重,加重中心,疏松边缘。使用无料钟炉顶设备,实现合理布料,提高煤气中CO2利用率(煤气中CO2含量提高0.5%,可减少燃料消耗10kg/t),进而可以降低燃料消耗;还可以有效地控制煤气流的边缘发展,进而提高高炉的寿命。无料钟炉顶布料,许多企业都取得了一定经验。莱钢1号1880m3高炉对装料制度的调整经验进行了总结.
11、主要经验是:采用大矿角、大焦角、大角差的装料制度,炉料偏析小,炉况稳定性好,煤气利用率高. 采用大矿批装料制度,使焦炭层在炉内加厚(可达300500厚),形成好的焦窗透气性,对高炉生产顺行起到良好的作用。泰钢450m3高炉为稳定炉况,提高煤气利用,上部装料制度采用较大的批重(15.416.0t),分装下料,正常情况下实行三环布料,开放中心,适当抑制边缘气流,但不过分加重边缘,避免因煤气利用过高而使荒煤气温度过低影响布袋干法除尘系统正常工作。近一段时间布料制度为OO273 243 212CC243 212 175,煤气中CO2含量为19.2%左右。首钢炼铁厂2号高炉打破已有经验的束缚,大胆借鉴日
12、本钢铁企业的成功经验,改变了一直沿用的往返式布料制度,实施了逆式布料,炉料站位由原来的30度33度35度33度30度往返循环,改为从中心开始,由29度31度33度35度向边缘扩展3。冷钢在无料钟炉顶布料方式上取得了一定的进展,批重1521t,2006年之前采用单环布料,无料钟炉顶的灵活布料优势没有发挥出来,料线1.8m左右,正装比例少,如料制有:10(C29O25), 10(C28O25), 9(C29O25)1(C25O27), 8(C28O25)2(C25O27),8(C29O26)2(C25O28), 6(C29O27)4(C25O28), 6(C29O25)4(C25O27),还有其它
13、多种演变形式。2006年下半年开始采用三环布料,料线1.4m左右,如料制有:7(OO301 283 278CC312 294 276)3(OO281 293 278CC252 274 286),6(OO322 304 286CC312 294 286)4(OO272 294 316CC272 284 296), 10( OO301 293 285CC323 302 28 5 ) 演变形式更是五花八样,百花齐放,百家争鸣。高炉没有装比例阀,不能控制布料圈数,一般每半批料只能布47圈,限制了多环布料的功效。多环布料配合中心加焦(中心加焦的比例占入炉总焦炭量的12%18%),这对开放中心气流、稳定料
14、面平台、改善煤气利用、活跃炉缸、强化冶炼发挥了较好作用。为确定高炉装料制度和布料参数, 2007年11月26日在5号高炉开炉装料时进行有关布料参数测定,主要测量正常溜槽转速和料流开度情况下布料环数、碰撞点和堆尖位置,具体包括:矿角测35、32、30、 29、27,焦角测35、32、30、28、26、24;根据布料测试结果,确定了开炉使用的矿焦角。OO301 293 285CC323 302 285 适当发展边缘,开炉比效顺行,炉喉CO2百分含量13%左右。几天后调整为料线1.4m时为OO301 293 285CC313 292 275 , 料线2m以上时OO281 263 288CC302 2
15、84 256 ,炉喉CO2百分含量15%左右。 中小高炉边缘煤气过分发展是一个通病。如何提高煤气中CO2含量,保持高炉炉况稳定顺行,料制还在探索中,实现打开中心、稳定边缘、活跃炉缸的理想目标。3.1 无料钟布料特征(1)焦炭平台:高炉通过旋转溜槽进行多环布料,易形成一个焦炭平台,即料面由平台和漏斗组成,通过平台形式调整中心焦炭和矿石量。平台小,漏斗深,料面不稳定。平台大,漏斗浅,中心气流受抑制。(2)采用多环布料,形成数个堆尖,小粒度炉料有较宽的范围,主要集中在堆尖附近。在中心方向,由于滚动作用,大粒度居多。(3)无料钟高炉旋转滑槽布料时,料流小而面宽,布料时间长,矿石对焦炭的推移作用小,焦炭
16、料面被改动的程度轻,平台范围内的O/C比稳定,层状比较清晰,有利于稳定边缘气流4。3.2 无料钟布料运用要求:(1)焦炭平台是根本性的,一般情况下不作调节对象;(2)高炉中间和中心的矿石在焦炭平台边缘附近落下为好;(3)漏斗内用少量的焦炭来稳定中心气流5。正确地选择布料的环位和每个环位上的布料份数。为减少低料线对布料的影响,无料钟按料线小于2m,24m,46m三个区间,以料流轨迹落点相同,求出对应的溜槽角。在低料线时控制落点不变,以避免炉料分布变坏。溜槽倾角如表3所示。表3溜槽倾角与位置位 置 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 10料线倾角/() 50.5 48.5 46.5 44.
17、5 42.0 39.0 35.5 32.0 28.0 23.0 16.01料线倾角/() 46.5 44.0 42.0 40.0 37.5 35.0 32.5 29.5 25.0 21.0 15.02料线倾角/() 42.5 40.5 38.5 36.5 34.0 31.5 28.5 25.5 22.0 18.0 14.04料线倾角/() 37.0 35.5 33.5 31.5 29.5 27.5 25.0 22.5 19.5 16.0 13.0落点/mm 4004 3808 3602 3383 3149 2896 2618 2307 1945 1492 618注:落点指距中心距离5。3.3
18、高炉合理气流分布规律(1)首先要保持炉况稳定顺行,控制边缘与中心两股气流;其次是最大限度地改善煤气利用,降低焦炭消耗。1)原料粉末多,无筛分整粒设备,必须控制边缘与中心CO2相近的“双峰”式煤气分布。2)原燃料改善,高压、高风温和喷吹技术的风口前焦炭和喷吹燃料燃烧所能达到的最高绝热温度,即假定风口前燃料燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度,叫风口前理论燃烧温度t理。澳大利亚布罗希尔(B.H.P)公司的经验式t理=1570+0.808t风+4.37W氧-5.85W湿-4.44W油-2.56W煤式中 t风 -热风温度 W氧 -富氧量 m3/km3风W湿 -鼓风湿分 g/m3W油.
19、W煤-喷吹燃料油和煤粉kg/km3风3理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态,而且决定炉缸煤气温度,对炉料加热和还原以及渣铁温度和成分、脱硫等产生重大影响。适宜的理论燃烧温度,应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量,保证渣铁的充分加热和还原反应的顺利进行。理论燃烧温度过高,高炉压差升高,炉况不顺;理论燃烧温度过低,渣铁温度不足,炉况不顺,严重时会导致风口灌渣,甚至炉冷事故。理论燃烧温度提高,渣铁温度相应提高。 影响理论燃烧温度的因素(1)风温热风温度升高,则带入炉缸的物理热增加,从而使t理升高。一般每100风温可影响理论燃烧温度80。(2)鼓风湿分由于水分分解吸热,鼓风湿分增加,t理降低。
20、鼓风中1g/m3湿分,风温干9。(3)鼓风富氧率鼓风富氧率提高,N2含量降低,从而使t理升高。鼓风含氧量l,风温3545(4)喷吹燃料高炉喷吹燃料后,喷吹物的加热、分解和裂化使t理降低。各种燃料的分解热不同,对t理的影响也不同。每喷吹10kg煤粉,t理降低2030,无烟煤为下限,烟煤为上限。根据以上分析我们可以在实际操作中确定调整风温、富氧率、喷吹燃料量各参数指标。一般理论燃烧温度控制在19002300。而冷钢在2007年上半年创造了二号高炉没有富氧条件下700风温喷煤120kg/t的水平,估算其理论燃烧温度不足为1800,炉况也还顺行。冷钢在富氧条件下,喷煤量还可提高;在热风炉检修期间,应根
21、据实际风温确定喷煤量。2.3 送风制度的调节(1)风量增加风量,综合冶炼强度提高。在燃料比降低或燃料比维持不变的情况下,风量增加,下料速度加快,生铁产量增加。料速超过正常规定应及时减少风量。当高炉出现悬料、崩料或低料线时,要及时减风,并一次减到所需水平。渣铁未出净时,减风应密切注意风口状况,防止风口灌渣。当炉况转顺,需要加风时,不能一次到位,防止高炉顺行破坏。两次加风应有一定的时间间隔。(2)风温提高风温可大幅度地降低焦比。热风温度升高100可降低炼铁焦比15 kg/t。提高风温能增加鼓风动能,提高炉缸温度活跃炉缸工作,促进煤气流初始分布合理,改善喷吹燃料的效果。在喷吹燃料情况下,一般不使用风
22、温调节炉况,而是将风温固定在较高水平上,通过喷吹量的增减来调节炉温。当炉热难行需要撤风温时,幅度要大些,一次撤到高炉需要的水平;炉况恢复时逐渐将风温提高到需要的水平,提高风温速度不超过50/h。在操作过程中,应保持风温稳定,换炉前后风温波动应小于30。(3)风压风压直接反映炉内煤气与料柱透气性的适应情况。(4)鼓风湿分鼓风中湿分增加lg/m3,相当于风温降低9,但水分分解出的氢在炉内参加还原反应,又放出相当于3风温的热量。加湿鼓风需要热补偿,对降低焦比不利。(5)喷吹燃料喷吹燃料在热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。把单位燃料能替换焦炭的数量称为置换比。随着喷吹量的增加,置换比逐渐降低,对高炉
23、冶炼会带来不利影响。提高置换比措施有提高风温给予热补偿、提高燃烧率、改善原料条件以及选用合适的操作制度。喷吹燃料具有“热滞后性”,即喷吹燃料进入风口后,炉温的变化要经过一段时间才能反映出来,这种炉温变化滞后于喷吹量变化的特性称为“热滞后性”。热滞后时间大约为冶炼周期的70%,热滞后性随炉容、冶炼强度、喷吹量等不同而不同。用喷吹量调节炉温时,要注意炉温的趋势,根据热滞后时间,做到早调,调剂量准确。(6)富氧鼓风富氧后能够提高冶炼强度,增加产量。富氧1%,增产4.76%,风口理论燃烧温度提高3545,允许多喷煤1015kg/t,降焦比1%,煤气发热值升高3.4%。富氧鼓风能提高风口前理论燃烧温度,
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