第４３卷第３期２０２１年６月
甘㊀肃㊀冶㊀金
十一个月宝宝ＧＡＮＳＵ㊀ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ.４３Ｎｏ.３
Ｊｕｎ.ꎬ２０２１
文章编号:１６７２￣４４６１(２０２１)０３￣００２４￣０３
酒钢４５０ｍ３高炉炉型优化实践
李㊀波ꎬ聂㊀波ꎬ宋惊蛰
(甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司炼铁厂ꎬ甘肃㊀嘉峪关㊀７３５１００)
打女孩的屁股摘㊀要：酒钢４５０ｍ３高炉利用大修机会ꎬ引进新技术㊁新工艺ꎬ改善现场安全作业环境ꎬ提高企业劳动生产效率ꎬ降低高炉能源消耗ꎬ结合上下部调整ꎬ有力推动了高炉经济技术指标进步ꎮ
关键词：高炉设计ꎻ炉型优化ꎻ上下部调整ꎻ生产效果
中图分类号:ＴＦ５４㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ
个人擅长ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＰｒａｃｔｉｃｅｏｆ４５０ｍ３ＢｌａｓｔＦｕｒｎａｃｅＳｈａｐｅ
郑州停水ＬＩＢｏꎬＮＩＥＢｏꎬＳＯＮＧＪｉｎｇ￣ｚｈｅ
(ＧａｎｓｕＪｉｕＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＨｏｎｇｘｉｎｇＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ.Ｌｔｄ.ＩｒｏｎｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔꎬＪｉａｙｕｇｕａｎ７３５１００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅ４５０ｍ３ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｏｖｅｒｈａｕｌꎬａｌｏｔｏｆｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｎｅｗｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄꎬＩｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｓｉｔｅｓａｆｅｗｏｒｋｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｌａｂｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ.Ｃｏｍ￣ｂｉｎｅｄｗｉｔｈｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎬｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｄｅｘｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｈａｓｂｅｅｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｏｍｏｔｅｄ.
ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｄｅｓｉｇｎꎻｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｆｕｒｎａｃｅꎻｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎻｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓ
１㊀引言
酒钢宏兴股份公司炼铁厂３号㊁５号高炉有效容积４５０ｍ３ꎬ３号高炉于２００４年５月投产ꎬ２００８年１１月进行中修一次ꎬ于２０１４年１月停炉待修ꎬ一代
炉龄９年零５个月ꎬ２０１７年３月大修结束投入生产ꎮ５号高炉于２００９年５月投产ꎬ至２０１６年１１月停炉进行优化升级改造ꎬ一代炉役无中修７年６个月ꎬ２０１７年９月投产ꎮ针对上代炉役生产中存在的冷却系统能力不足㊁耐材侵蚀严重㊁在线检测手段不足等问题ꎬ利用停炉大修机会进行了优化ꎬ同时对风口布局以及炉型进行了升级[１]ꎮ开炉后通过不断摸索上下部制度匹配ꎬ高炉运行稳定ꎬ指标持续改进ꎬ部分指标甚至超过了设计水平ꎮ
２㊀高炉设计技术进步
２.１㊀高炉内型优化升级刘安
近年来ꎬ酒钢炼铁厂利用高炉大修机会ꎬ逐步对部分高炉炉型进行了优化升级改造ꎬ取得了较好的实践效果ꎮ本次３号㊁５号高炉炉型优化升级ꎬ参考和借鉴了２０１３年酒钢１㊁２号高炉优化升级成功经验ꎬ适当增加死铁层深度ꎬ减少了炉缸环流对炉缸耐火材料的冲刷侵蚀ꎬ有效延长炉缸寿命ꎻ适当加大
炉腰直径ꎬ缩小炉身角ꎬ减少炉料下降摩擦阻力ꎬ利于炉料下降ꎬ改善高炉顺行ꎻ适当加大炉腰直径ꎬ缩小炉腹角ꎬ风口上方热交换区得到扩大ꎬ煤气利用效率得到提高ꎬ降低能源消耗ꎬ促进经济技术指标进步ꎻ适当降低炉腰㊁炉腹高度ꎬ降低下部高温区阻损ꎬ有利于炉料的下降和炉况的稳定ꎻ适当增加炉身高度ꎬ有利于延长高炉煤气在炉内的停留时间ꎬ提高煤气利用率ꎻ采用砖壁合一的薄内衬技术ꎬ可有效降低炉墙结厚机率ꎬ有利于操作炉型的维护和稳定ꎻ采用新的联管冷却系统和炉底冷却系统设计ꎬ可在水量适当增加的情况下ꎬ大幅度提高冷却水利用率及冷却强度ꎮ这些新技术的使用为高炉高产㊁高效和长寿创造了条件ꎬ有力的促进了高炉经济技术指标进步ꎮ酒钢炼铁厂３号㊁５号高炉设计炉型参数变化情况见表１ꎮ
从表１可以看出ꎬ酒钢炼铁厂３号㊁５号高炉大修在保证炉基㊁上料系统利旧的基础上ꎬ适当降低高径比ꎬ炉腹角和炉身角减小ꎬ炉型趋于 矮胖型 ꎬ符合行业高炉炉型发展趋势[２]ꎮ本次大修ꎬ适当加大
表１㊀高炉设计炉型参数
项㊀目代号单位原设计参数新设计参数(３号高炉)
新设计参数(５号高炉)
有效容积Ｖｕｍ３
４５０
４５０４５０有效高度Ｈｕｍｍ１８８００１８５８０１８５８０炉腰直径Ｄｍｍ６６３０７０００７０００死铁层深度ｈ０
ｍｍ
１０００１３００１３００风口数１６１６１４风口间距水鱼的做法
养老鼠
ｍｍ１０６０
１０８０
１２３４
了炉喉直径与炉腰直径ꎬ减薄料层厚度ꎬ增加料层透气性ꎬ同时加大了高炉上部横向截面积ꎬ高炉煤气在炉内的停留时间延长ꎬ有利于高炉煤气利用率的提高ꎻ适当扩大了炉缸直径ꎬ同时加高了炉缸高度ꎬ增大炉缸容积更能适应酒钢低品位矿冶炼渣量大的特点[３]ꎮ
２.２㊀增加布袋箱体ꎬ改善除尘效果增加一座布袋除尘箱体后ꎬ相同煤气发生量下布袋除尘的过滤风
速降低ꎬ除尘系统的过滤面积增加ꎬ煤气含尘量下降２ｍｇ/Ｎｍ３ꎬ缓解了布袋除尘器的运行负荷ꎬ缩短更换周期ꎬ降低了运行成本ꎮ同时在原系统上增加一个除尘箱体ꎬ检修作业时ꎬ可同时离线箱体数量增多ꎬ在不影响生产的前提下增加了检修作业面ꎬ提供了安全生产保障ꎮ
２.３㊀采用砖壁合一薄内衬技术高炉内衬直接与高温渣铁接触ꎬ还要承受高温煤气冲刷㊁炉料的摩擦及碱金属的侵蚀ꎬ耐火材料的选择ꎬ将影响投资和使用寿命[４]ꎮ砖壁合一㊁薄壁内衬结构的高炉炉型在设计上就考虑了实际生产中出现的问题ꎬ设计炉型基本上就是操作炉型ꎬ一代炉役其操作炉型基本维持不变[５]ꎮ
２.４㊀优化冷却壁供水方式
冷却壁采用２根环管供水ꎬ其中供水环管１供
１－４段冷却壁及大套用水ꎬ冷却壁两块串联ꎬ铁口区
冷却壁单联ꎬ风口大套单联ꎻ风口平台设风口给水包供中套用水ꎻ供水环管２供５－１３段冷却壁用水ꎬ
一串到顶 的联管模式ꎮ５－１３段冷却壁回水排至炉身平台排水箱ꎬ然后汇入风口平台排水箱ꎻ炉缸区域冷却壁㊁风口设备冷却回水直接排至风口平台排水箱ꎻ风口平台排水箱的水再汇入回水总管ꎮ在相邻
冷却壁进出水联管上ꎬ设置检测元件ꎬ自动检测水流量和温度ꎬ并自动计算炉体热负荷ꎬ为生产调节提供理论依据[６]ꎮ目前炉缸侵蚀模型㊁水温差在线监测等各系统运行稳定ꎬ大幅度减少了岗位人员劳动强度和劳动量ꎮ
２.５㊀设置风口成像监控设施
在每个风口设置一套风口成像设施ꎬ将监控视频接到高炉值班室监控画面ꎬ便于岗位人员随时监测风口工作状态ꎬ高炉操作人员能随时通过风口变化ꎬ分析判断炉况的变化ꎮ２.６㊀风口小套设置自动检漏装置
在风口小套安装自动检漏装置ꎬ对破损风口进行预测和报警ꎬ岗位及时对报警风口进行检查确认ꎬ确保破损风口及时发现ꎬ消除风口漏水不能及时发现对炉况带来的不良影响ꎮ２.７㊀引进炉顶红外摄像仪技术
炉顶安装红外摄像仪ꎬ能清晰的看到炉顶气流分布和变化ꎬ为高炉上部调剂提供一定的参考依据ꎬ并且能实时监测溜槽工作状态ꎬ有利于高炉布料设备的维护ꎮ
３㊀高炉生产效果
３号高炉第１代炉役于２００４年５月投产ꎬ２０１４
年停炉待修ꎬ第１代炉役期间月平均利用系数最高达到３.７９ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ焦比３９６.２ｋｇ/ｔꎬ燃料比
５４７.１ｋｇ/ｔꎻ第２代炉役于２０１７年３月投产ꎬ月平均利用系数最高达到３.５５ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ最好焦比达到４４７.１ｋｇ/ｔꎮ３号高炉两代炉役期间经济技术指标趋势见图
１ꎮ
图１㊀３号高炉大修前后经济技术指标变化趋势
５
２第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李㊀波ꎬ等：酒钢４５０ｍ３高炉炉型优化实践㊀㊀㊀㊀㊀㊀
㊀㊀５号高炉第１代炉役于２００９年５月投产ꎬ２０１６年停炉大修ꎬ第１代炉役期间月平均利用系数最高达到３.７２ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ焦比３９４.９ｋｇ/ｔꎬ燃料比５５０.１ｋｇ/ｔꎻ第２代炉役于２０１７年９月投产ꎬ月平均利用系数最高达到３.３９ｔ/(ｍ３ ｄ)ꎬ最好焦比达到４５７.２ｋｇ/ｔꎮ５号高炉两代炉役期间经济技术指标趋势见图２ꎮ
㊀㊀从图１㊁图２可以看出ꎬ３号高炉㊁５号高炉２０１７
图２㊀５号高炉大修前后经济技术指标变化趋势
年投产后ꎬ炉况强化水平较低ꎬ年各项经济技术指标较停炉前最好水平(２０１０年)仍存在较大差距ꎮ
２０２０年３月份以来ꎬ结合外围条件变化ꎬ为确保炉况长周期稳定顺行ꎬ炉内开始采用中心加焦的装料制度ꎮ３号高炉在摸索上部装料制度和下部送风制度的匹配过程中ꎬ历经６次下部送风布局调整㊁５号高炉历经８次下部送风布局调整ꎬ结合近期外出对标对表经验ꎬ双高炉最终确定了 上部调整以稳定
边缘气流㊁争取风量打开中心为主ꎬ下部送风制度调整以短风口㊁大进风面积为主 的上下部匹配思路ꎮ通过不断摸索ꎬ进入６月份以来ꎬ双高炉经济技术指标逐步改善ꎬ双高炉日利用系数逐步达到３.７０ｔ/(ｍ３ ｄ)以上ꎮ
对比３号㊁５号高炉大修改造区别ꎬ此次大修改造ꎬ双高炉除风口个数存在明显区别ꎬ其余各项基本相同ꎮ５号高炉将原有１６个风口减少至１４个风口ꎬ风口间距由之前的１０６０ｍｍ增大至１２３４ｍｍꎬ与国内同级别高炉相近ꎮ风口减少ꎬ在同等条件下鼓风动能增加ꎬ加上炉腰直径的增大㊁炉腹角的缩小更能够适应目前品位低㊁渣量大的原燃料条件ꎬ同时扩大了风口上方热交换区ꎬ有利于炉料的顺畅下降ꎬ改善了高炉顺行情况ꎮ从开炉后达产达标速度来看ꎬ５号高炉用时短于３号高炉ꎬ未来４５０ｍ３高炉大修ꎬ控制合适的风口个数是一个研究方向ꎮ
最大的生态系统４㊀结语
⑴企业结合自身现有条件ꎬ利用新建㊁高炉大修机会ꎬ推广应用行业成熟的四新技术能够有效改善现场安全作业环境ꎬ提高企业劳动生产效率ꎬ降低高炉能源消耗ꎬ促进经济技术指标优化ꎮ
⑵摸索上部装料制度与下部送风制度的匹配ꎬ寻找适合企业现有条件的上㊁下部制度ꎬ控制合理煤气流分布㊁改善高炉顺行条件是高炉炉况管理的关键ꎮ⑶在同等条件下ꎬ适当减少高炉风口个数ꎬ能有效提高高炉鼓风动能ꎬ更能适应原燃料条件较差情况下的高炉冶炼ꎮ结合酒钢实际情况ꎬ未来４５０ｍ３高
炉大修ꎬ控制合适的风口个数是一个研究方向ꎮ参考文献:
[１]㊀周传典.高炉炼铁生产技术手册[Ｍ].北京：冶金工业出版社ꎬ２００２.
[２]㊀刘金明.酒钢１㊁２号高炉优化改造实践[Ｊ].甘肃冶金ꎬ２０１６ꎬ３８(０６):９９￣１０１.
[３]㊀刘晓璋ꎬ闫朝付.酒钢１高炉大修改造工程设计[Ｃ].中国金属学会ꎬ２０１３.
[４]㊀陈㊀冬ꎬ孙刘恒ꎬ汪延来.长钢１号高炉中修优化设计特点及实践[Ｊ].山西冶金ꎬ２０１９ꎬ４２(０５):８６￣８８. [５]㊀张丰红ꎬ武方明.酒钢１号高炉合理操作炉型的探讨[Ｊ].甘肃科技ꎬ２０１５ꎬ３１(０５):４７￣４９.
[６]㊀吴㊀栋ꎬ陈治国ꎬ张云龙.联合软水密闭循环系统在酒钢１＃高炉优化升级改造中的应用[Ｃ].全国冶金动力信息网ꎬ２０１４.
收稿日期:２０２０￣１０￣１８
作者简介：李㊀波(１９８５￣)ꎬ男ꎬ四川省邛崃市(县)人ꎬ助理工程师ꎬ本科学历ꎬ学士学位ꎮ现主要从事高炉管理工作ꎮ
６２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀甘㊀肃㊀冶㊀金㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４３卷
