炉炉缸堆积的预防.ppt
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1、高炉炉缸堆积的预防及处理,刘云彩(原 首钢总公司总工办),2023年8月19日,2,1,炉缸堆积的实质1,炉芯带特点,1.2,炉缸堆积的本质,2,征兆 2.1 压、量关系及料速,2.2,铁水及炉渣特点,2.3,炉底、炉缸温度下降,2.4,煤气分布特点,2.5,风口工作及风口破损,2.6,高炉顺行较差,2023年8月19日,3,3,处理,3.1,提高焦炭质量,3.2 利用上下部调剂,处理炉缸堆积,2.3 减少慢风、停风及漏水,3.4 严重堆积,用锰矿洗炉,3.5 改善渣铁流动性,4,预防措施,参考文献,2023年8月19日,4,高炉炉缸是高炉生产的“发动机”,焦炭及燃料在这里燃烧,产生上升的还原
2、气体,使含铁矿物还原成金属;而焦炭燃烧产生的空间,为炉料下降,创造了条件。炉缸工作,非常重要,一旦失常,必给生产带来严重影响。在高炉日常生产过程中,炉缸失常经常发生的就是炉缸堆积。堆积初期,对生产影响较小,往往被忽略,一旦影响生产,堆积已较严重,如再延误,必将给高炉生产带来严重损失,我国很多炼铁厂有过惨痛的教训1-510-16。,2023年8月19日,5,1,炉缸堆积的实质1,炉芯带特点,高炉解剖表明,高炉软融带以下,主要是固体焦炭及滴落的铁和渣,因主要处于炉缸中心区,所以叫炉芯带。也有人叫滴落带。风口前是回旋区。焦炭及喷吹燃料在这里燃烧,大量焦炭从回旋区上方进入,补充燃烧的炭,而中部的焦炭,
3、长期以来,人们认为是不动的,所以过去习惯叫“死料柱”。通过多年的研究,已经明白中部的焦炭、从风口以下到炉底,缓缓地进入回旋区,有机械运动,也有化学反应,对反应进程,目前尚未完全清楚。“走”完这段路程,大约需要一周到一个月,虽然从炉底到风口氧化区最远不过几公尺。图1是炉缸工作示意图。软融带以下是炉芯带。炉芯带充满固体焦炭,这部分焦炭叫炉芯焦。炉芯带的空隙度大约在4350%之间。空隙中有部分滴落的铁和渣,向下流动。风口区燃烧形成的煤气,穿过炉芯焦向上运动。铁水和炉渣在下边汇聚,铁水部分沉到炉底,将炉芯带的焦炭浮起来。部分下降的铁、渣,存于炉芯焦中,出铁或放渣时,铁渣穿过炉芯焦流出。随着铁水的流出炉
4、缸,炉芯焦下沉。所以炉芯焦因出铁影响,不断升降。铁水和炉渣能顺利的穿过炉芯焦,是铁渣流出炉缸的保证67。,2023年8月19日,6,图1,炉缸工作示意图,2023年8月19日,7,2,炉缸堆积的本质高炉解剖证明,矿石大约在900左右开始软化,1000左右开始软融,1400-1500开始滴下(图2)。由于矿石成分不同,滴下温度也不相同,大约1400可能是滴落的温度下限。在风口区以下,因焦炭及喷吹燃料燃烧后,灰分进入炉渣,滴落的炉渣成分改变,熔化温度会有变化,从高炉末渣分析,低于1400,炉渣难以在炉芯焦中,自由流动。,2023年8月19日,8,图2,软融带温度分布(用测温片测定)8,图2,软融带
5、温度分布(用测温片测定)8,图2,软融带温度分布(用测温片测定)8,2023年8月19日,9,当风口区以下的炉芯焦温度低于1400,炉渣或铁水不能顺利流动,不断停滞在炉芯焦中,使后续滴落的铁渣不能顺利的穿过、下落,这个区域是不活跃区。渣铁仅在温度较高的区域正常通过,此时,炉缸透液性较差。如透液性较差区域扩大,就形成炉缸堆积。所以,炉缸堆积与炉冷不同,与炉缸冻结,是两回事。,2023年8月19日,10,炉缸堆积,是炉缸局部透液性不佳的结果,当然,透液性不好,煤气也较难穿过。日本一座高炉通过风口测温、取样,在炉缸活跃或堆积的情况下,得到图4、图3 的结果。从中可以看出,炉缸堆积的本质。,2023年
6、8月19日,11,图3,高炉利用系数与焦芯带焦炭温度的关系9,2023年8月19日,12,图4,炉芯带焦炭温度与下料指数的关系9,2023年8月19日,13,从图中看到,当炉芯焦温度低于1450,高炉利用系数下降,从炉芯焦的样品中发现粘稠的渣、铁熔融物,流动性极差,炉芯带的透气性及透液性因此遭到破坏9。,2023年8月19日,14,2,征兆2.1 压、量关系及料速,2023年8月19日,15,炉缸堆积,首先反映在风量、风压上:出铁堵口后,风量逐渐降低、风压逐渐升高;打开铁口后,风量逐渐增加,风压逐渐下降。周而复始,形成周期性波动。下料速度,和风量波动同步,出铁时,料速快,堵口后,料速渐慢。高炉
7、越小,表现越明显。,2023年8月19日,16,沙钢1号高炉(380 m3),“出铁前发生憋压现象,出铁后风压下降,铁前料慢,铁后料快”1。马钢2500 m3高炉,“铁前风压易突升。炉缸工作正常时,风量为4000m3/min,铁间隔80分,风压不上升。10月份中、下旬出铁间隔大于50 分,就出现憋风或风压先下行后陡升的现象”2。,2023年8月19日,17,2.2,铁水及炉渣特点出铁过程中,如系中心堆积,铁水渐出渐凉;边缘堆积相反,铁水渐出渐热。只要炉缸堆积,不论边缘或中心堆积,铁水Si、S波动,均超过正常水平。炉缸堆积,铁水含S偏高。如系多铁口,各铁口间的铁水成分,也不均匀。高炉越小越明显。
8、对于中小高炉,当炉缸堆积严重时,铁水、炉渣粘稠,铁水粘铁沟、粘铁水罐。铁水罐运行周期短,因此铁水损失严重。大型高炉,由于铁水温度经常在1500左右,铁水流动性一般影响很小。,2023年8月19日,18,炉渣带铁较多,放渣易烧坏渣口。边缘堆积,很少放出上渣;中心堆积,很易放出上渣。沙钢1号高炉炉缸堆积时,“同一炉铁前后温差大,渣铁流动性变差,渣口放渣易带铁,渣口小套、渣槽易烧坏,炉缸安全容铁量变小,12月5日中班第一炉铁打开稍迟,17:25渣口中套、大套之间跑渣铁、烧坏大套,造成休风16小时,损失较大”1。,2023年8月19日,19,炉炉底、炉缸温度下降炉底温度不断下降。如边缘堆积,除炉底温度
9、下降外,炉缸边缘温度、冷却壁水温差及热流强度也同时降低。对于大高炉堆积初期,由于铁水温度高,炉缸堆积后,边缘温度一般不降低,有时因边缘发展,炉缸边缘温度反而升高。在堆积严重时,因风量下降,边缘温度、冷却壁水温差及热流强度,也会下降,但不会有小高炉那样的下降幅度。马钢一高炉炉缸边缘堆积,炉底第四层(7768mm)温度从l0月上旬的545 下降至11月4日的501,如图5所示2。,2023年8月19日,20,图5,炉底炭砖四层温度趋势,2023年8月19日,21,沙钢一高炉,正常生产时炉缸砖衬上层温度分别是:584,506,461,489,失常后,下降到1,483,421,433;炉缸下层温度由4
10、14,475,444,345下降到402、456,395.3191。,2023年8月19日,22,2.4,煤气分布特点中心堆积,边缘煤气发展,即边缘煤气CO2含量很低或边缘煤气温度很高。边缘堆积则相反,边缘温度较低,中心煤气温度很高。,2023年8月19日,23,2.5 风口工作及风口破损风口圆周工作不匀,部分风口有“生降”现象,从风口能看到未充分加热的黑焦炭,在局部风口前通过。边缘堆积,风口前很少涌渣;中心堆积,风口前容易涌渣,严重时因灌渣而烧坏吹管,时有发生。,2023年8月19日,24,邯钢7号高炉有效容积2000m3,2002年1月24日后,出现炉缸堆积。风口大量破损,至 I月30日,
11、高炉坏风口到17个3。水钢2号高炉1200m3,因炉缸堆积,风口频繁破损,最终造成炉况严重失常。风口频繁损坏,加剧了炉缸堆积,恢复炉况用了44天时间,恢复期间共损坏风口158个,风口二套18个,风口大套1个。炉况恢复的艰难程度及风口、冷却设备损坏之多,在全国大、中型高炉炉况失常恢复及处理事例中是少有的4。本钢5高炉堆积期间,风口大量破损,1990年1-3月,损坏风口222个5。,2023年8月19日,25,2.6,高炉顺行较差高炉顺行变差,严重时管道、塌料不断。渣皮脱落、悬料等也时有发生。因为塌料、悬料,亏尺加料会经常出现;由于高炉顺行不好,在中心堆积时,高炉不可能维持全风。上面所列炉缸堆积现
12、象,在发生初期,并不明显,即使堆积已经严重,也不是所有特点,均充分明显表现,这也是炉缸堆积难以及时发现地原因。当风口频繁烧坏时,已经处于炉缸严重堆积状态,必须坚决处理。,2023年8月19日,26,炉缸堆积,多半发生在中心部分。特别是由于慢风引起的堆积。有的高炉,炉料条件较好,特别是焦炭强度很好。虽已形成边缘堆积。因为焦炭及含铁矿物强度和粒度较好,高炉透气性及透液性都好,高炉鼓风量容易保持正常全风水平,因此,很多炉缸堆积的常见特征,有些与风量有关的现象,很不明显,但必有几项堆积特点表现出来,如炉底温度降低及风口破损等。,2023年8月19日,27,大高炉,每天出铁时间接近1440分或多于144
13、0分,即随时有一个或两个铁口出铁,在此情况下,高炉产生的铁水和铁口排出的铁水大体平衡,风量与风压的关系及料速等参数,看不到出铁的影响。但炉缸堆积的特点还是明显地表现出来,各铁口排除渣、铁的比例不同,有时一个铁口出铁很多,而另一铁口打开就排渣,说明炉缸工作不均,如经常出现,是大高炉炉缸局部堆积的重要表现。,2023年8月19日,28,3,处理炉缸堆积是炉芯带焦炭透液性及透气性恶化的结果,导致透液性及透气性恶化的原因,或者是焦炭质量太差,恶化了炉芯带的透气性,或者是炉芯带温度降低,导致进入炉芯带的渣铁粘稠,不能顺利的下降。堆积的决定性因素。处理炉缸堆积,首先要分析产生的原因,针对处理。,2023年
14、8月19日,29,3.1,提高焦炭质量焦炭是高炉料柱的“骨架”,是构成炉芯带最基本的固体,虽然不是唯一的。它的空隙度,很大程度上,决定于焦炭质量、特别是焦炭热强度。实践证明,很多炉缸堆积、特别是炉缸中心堆积,多半是焦炭质量恶化引起的。预防堆积和处理堆积,使用优质焦炭,是非常必要的。,2023年8月19日,30,有些厂不重视焦炭,或处理堆积以后,再次使用质量低劣的焦炭,结果,已经处理好的炉况,重新恶化,炉缸堆积再次降临。“水钢2高炉炉况恢复期间,高炉每次休风在卸下破损风口时,便有大最碎焦末滑下。从风口、南渣口、铁口所取焦炭样筛分,小于10 rnm的粉末占62.5%一72.9%。风口带以下的焦炭破
15、碎到这种程度,在我厂高炉30年的生产历史中,从未有过。正是由于焦炭质量差,才导致炉缸严重堆积”4。水钢2号高炉恢复的前期,未充分认识到炉缸堆积的严重程度,认为只要有炉温基础,炉况的恢复则可加快。结果导致风口打开又坏,换后又坏的恶性循环。风口破损后,不可避免地要向炉缸漏水,加剧炉缸的堆积,更增加了炉况恢复的难度。处理由于焦炭质量差导致的炉缸堆积的主要措施是尽快改善焦炭质量,停用强度差的焦炭。用强度好的焦炭,置换炉缸堆积的碎焦炭,形成新的炉缸炉芯焦,逐步提高焦炭层的透气性和透液性,避免风口的频繁破损,是十分重要的4。,2023年8月19日,31,3.2 利用上下部调剂,处理炉缸堆积炉缸堆积初期,如
16、煤气分布显示出边缘或中心过轻(发展)或过重(堵塞),应通过分析查明原因,用上下部调剂处理。,2023年8月19日,32,判定堆积初期,主要是:A 风口未出现连续烧坏;B 炉底温度未出现大幅度下降;C 顺行未严重恶化,高炉尚能维持 较高风量水平。,2023年8月19日,33,处理的过程如下:第一步:比较风口实际风速,是否在正常波动范围内。如相去不远,可不动风口。如风速过低,而风量 水平接近正常水平,可缩小风口;如风量水平低于正常水平很多,应临时堵风口,以提高风速。风速是保持高炉正常生产的必要条件。过低或过高的风速,都会破坏顺行,正常风速,是其他参数不能代替的。,2023年8月19日,34,第二步
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