山鋼1#1880高爐有效爐容1880m3,設(shè)東西兩個(gè)鐵口,鐵口夾角為120°,采用軟水密閉循環(huán)冷卻工藝。2021年下半年以來國家限制壓縮鋼鐵產(chǎn)能,高爐于9月底降料線停爐檢修,11月19日開爐投產(chǎn)。投產(chǎn)三天后爐前兩鐵口噴濺嚴(yán)重,渣鐵排放時(shí)間短,高爐受憋,影響爐況順行和高爐產(chǎn)量的提升,高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)較差。另一方面,鐵口長(zhǎng)時(shí)間噴濺,產(chǎn)生的大量煙塵,嚴(yán)重污染了環(huán)境,極大增加了除塵壓力。解決鐵口噴濺問題成為高爐煉鐵技術(shù)人員的一大難題。
開爐3天后鐵口出現(xiàn)嚴(yán)重噴濺,東西兩鐵口噴濺現(xiàn)象基本相同,從打開鐵口到鐵口下渣,一直噴濺,高爐下渣后,噴濺現(xiàn)象稍有所緩解。噴濺時(shí)間在45min左右,噴濺距離上由遠(yuǎn)及近,遠(yuǎn)的到撇渣器前端位置,近的在距鐵口2.5m左右位置。噴濺嚴(yán)重時(shí)一直到鐵口堵口,噴濺不止。
2.1影響爐前正常出鐵作業(yè)
鐵口向外長(zhǎng)時(shí)間噴濺渣鐵混合物,煙塵大,工作環(huán)境差,鐵口兩邊及主溝兩側(cè)渣鐵堆積較多,清理渣鐵堆積物困難,爐前工勞動(dòng)強(qiáng)度加大,很多時(shí)候要借用挖掘機(jī)清理。鐵口長(zhǎng)期噴濺,出渣鐵時(shí)間變短,每天出鐵爐次由原來平均12次增加到平均17次,爐前工開鐵口、裝泥堵口次數(shù)相應(yīng)增加,也增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。另一方面,噴濺出的渣鐵混合物堆積在鐵口及主溝兩側(cè),在堵鐵口作業(yè)時(shí)易出現(xiàn)抗炮的現(xiàn)象,易損壞泥炮和鐵口泥套,造成鐵口跑泥,嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生堵不上炮的事故,給高爐的安全生產(chǎn)帶來較大隱患。
2.2直接影響高爐穩(wěn)定順行
由于東西兩個(gè)鐵口都存在噴濺情況,渣鐵難以出凈,爐內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)憋風(fēng)、探尺作業(yè)差等不良現(xiàn)象,高爐被迫減風(fēng)控制冶煉強(qiáng)度,爐溫難以控制。噴濺嚴(yán)重時(shí)虧渣鐵較多,風(fēng)量只能達(dá)到高爐正常作業(yè)風(fēng)量的80%左右,長(zhǎng)時(shí)間慢風(fēng),導(dǎo)致風(fēng)速低,鼓風(fēng)動(dòng)能小,爐缸中心堆積嚴(yán)重,直接影響高爐順行。
2.3高爐產(chǎn)量降低技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變差
兩鐵口長(zhǎng)時(shí)間噴濺,渣鐵排放差,高爐經(jīng)常性減風(fēng),冶煉強(qiáng)度降低,直接造成產(chǎn)量降低。由于虧渣鐵多,高爐受憋,風(fēng)壓高,料柱透氣性差,風(fēng)量難以維持全風(fēng)量作業(yè),爐內(nèi)技術(shù)人員在高爐操作上不得不采取保守措施,焦比高,煤比低,燃料消耗較高,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)難以優(yōu)化,噸鐵成本升高。
高爐鐵口位于爐缸的下沿,主要由由鐵口框架、保護(hù)板、泥套、鐵口磚套、流鐵孔道組成組成。高爐開爐投產(chǎn)以后,出鐵口通道在爐缸高壓和液態(tài)渣鐵自身的重力共同作用下,將液態(tài)渣鐵定期排放出來。如果鐵口孔道內(nèi)產(chǎn)生裂縫,會(huì)造成煤氣泄漏,鐵口通道將發(fā)生竄氣現(xiàn)象。在渣鐵流出時(shí),爐內(nèi)的高壓煤氣流混入到鐵口孔道的鐵流中,使原有的動(dòng)力平衡失去穩(wěn)定,造成順行的鐵水在排出鐵外時(shí)產(chǎn)生噴濺(見圖1)。
圖1 鐵口工作構(gòu)造圖
個(gè)人認(rèn)為,鐵口通道竄煤氣主要是以下原因:這次降料線停爐檢修,期間打水涼爐快速扒料,爐缸內(nèi)打水較多,爐缸整體潮濕,高爐開爐前雖然經(jīng)過六天的烘爐,爐缸仍偏涼。投產(chǎn)后爐缸溫度逐步升高,風(fēng)口及鐵口區(qū)域原有碳磚和澆筑料熱膨脹系數(shù)有較大差異,受溫度影響,澆注料干燥收縮,出現(xiàn)縫隙,形成風(fēng)口到鐵口區(qū)域煤氣泄漏通道。
4.1鐵口孔道壓漿
通過鐵口孔道壓漿方式,將軟質(zhì)壓漿料壓入鐵口孔道,堵塞煤氣通過爐缸耐材竄入鐵口孔道的縫隙,從而降低鐵口噴濺現(xiàn)象。有如下步驟:
(1)利用另一鐵口出鐵的時(shí)間間隙,用65mm鉆頭對(duì)鐵口進(jìn)行鉆孔,深度為1.5~1.8m。
(2)泥炮內(nèi)裝滿炮泥,泥炮前端掏出一小段空間,將準(zhǔn)備好的專用自流修補(bǔ)料塞入掏空的通道,泥炮最前端再糊上小部分炮泥,防止自流料流出。
(3)將泥炮口對(duì)準(zhǔn)鐵口,利用泥炮將自流修補(bǔ)料打入提前鉆好的鐵口孔道,保持半小時(shí)左右再退炮。
4.2統(tǒng)一爐前操作
鐵口噴濺期間,爐前工區(qū)長(zhǎng)24小時(shí)值班,時(shí)刻關(guān)注鐵口噴濺問題。爐前實(shí)行三班統(tǒng)一操作,嚴(yán)格執(zhí)行車間制定的標(biāo)準(zhǔn)化操作作業(yè)。具體如下:
(1)嚴(yán)格執(zhí)行爐前交接班制度。接班前,爐前班長(zhǎng)及鐵口負(fù)責(zé)人詳細(xì)了解鐵口工作狀況,開口機(jī)及泥炮工作情況。
(2)出鐵前,爐前班長(zhǎng)全面檢查鐵口泥套、鐵水罐準(zhǔn)備、鉆頭大小及撇渣器通暢情況。
(3)控制東西兩鐵口合理深度,使其在2900±100mm范圍,保證鐵口好開。
(4)加強(qiáng)鐵口泥套維護(hù),泥套損壞及時(shí)修補(bǔ),杜絕鐵口過淺跑大流事故。
4.3提高炮泥質(zhì)量
炮泥作為高爐堵鐵口的材料,其質(zhì)量好壞直接影響鐵口的壽命的出鐵狀態(tài)。好的炮泥要具有如下性能。
(1)氣孔率適宜,干燥時(shí)容易排出氣體和水分。
(2)較高的耐火度,較強(qiáng)的抵抗渣鐵溶液的沖刷能力。
(3)適度的可塑性,便于形成鐵口泥包。
(4)能迅速燒結(jié)并具有一定的燒結(jié)強(qiáng)度。鐵口噴濺期間與炮泥廠家協(xié)商,改進(jìn)炮泥結(jié)合劑加入方法,加入適量的樹脂代替蒽油和焦油混合結(jié)合劑,這樣使炮泥結(jié)焦溫度降低,一定程度上解決了潮鐵口的問題。兩鐵口更換含有適量樹脂的炮泥24小時(shí)后,鐵口噴濺時(shí)間也明顯縮短。
4.4優(yōu)化爐內(nèi)操作提高高爐管控水平
面對(duì)鐵口噴濺對(duì)高爐生產(chǎn)造成的被動(dòng)情況,煉鐵技術(shù)人員認(rèn)真分析存在的優(yōu)勢(shì)和短板,以高爐穩(wěn)定順行為前提,車間制定合理科學(xué)的高爐攻、守、退的操作制度,提高對(duì)高爐的管控水平。高爐三班值班工長(zhǎng)嚴(yán)格執(zhí)行車間制定的操作制度,提高標(biāo)準(zhǔn)化操作水平,力保爐況順行。鐵口噴濺期間,高爐鐵水化學(xué)熱和物理熱以及爐渣堿度控制在合適的范圍內(nèi),保證渣鐵具有良好的流動(dòng)性,為爐前出鐵作業(yè)創(chuàng)造條件。
高爐煉鐵生產(chǎn)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程,隨著安全環(huán)保生產(chǎn)理念的深入,爐前渣鐵排放系統(tǒng)在煉鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)中顯得尤為重要??焖僦卫頎t前鐵口噴濺,減少煙塵排放降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn),成為很多煉鐵工作者一項(xiàng)重大任務(wù)。合理有效的使用新工藝、新技術(shù),為高爐穩(wěn)定順行高產(chǎn)高效提供保障。通過摸索實(shí)踐,采取上述多種手段綜合治理,2021年12月13日以后鐵口非正常噴濺已基本消除,高爐穩(wěn)定順行,各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯上一臺(tái)階。
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