济钢3 200 m3高炉开炉实践.pdf

第33卷 第1期 2011年2月 山东冶金 Shandong Metallurgy Vol.33 No.1 February 2011 摘要 由于烘炉方案合理、 参数控制严格， 济钢3 200 m3高炉10 d完成了烘炉， 并进行了打压查漏， 消除了事故隐患。开炉 方案制定精确， 通过控制送风节奏、 及时调整装料制度， 开炉后炉温合适， 加风顺利， 炉况顺行， 3天喷煤， 5天达产。 关键词 高炉； 烘炉； 开炉操作； 装料制度 中中图分类号号 TF542.5文献标识码 B文章编号 1004-4620 （2011） 01-0012-03 1概况 济钢3 200 m3高炉是济钢目前容积最大、 工艺 最先进的大型高炉， 采用了多项先进的炼铁技术和 装备 采用了炉缸炉底砌筑大块碳砖加陶瓷杯的综 合炉底结构； 炉腹及以上区域采用砖壁合一薄内衬 结构技术； 软水密闭循环系统； 烧结分级入炉， 焦丁 回收， 皮带上料及串罐无料钟炉顶技术； 先进的全 干法环保除尘系统； 嘉恒法冲渣技术。此外， 还配 套设计了3座卡鲁金顶燃式热风炉， 先进的电动鼓 风机系统。济钢3 200 m3高炉设计生铁日产量8 000 t， 其他设计参数如下 有效容积3 200 m3， 利用系数 2.5 t/ （m3d） ， 燃料比 500 kg/t， 焦比 320 kg/t， 煤比 180 kg/t （设备能力200 kg/t） ， 炉顶压力0.23 MPa （最 大0.25 MPa ） ， 热风温度1 200～1 250 ℃， 富氧率0～ 3， 入炉风量≤7 200 m3/min （标况） ， 熟料比≥90％ （烧结矿61％＋球团矿29％） ， 综合品位≥60， 渣 铁比≤340 kg/t， 年工作日350 d， 年产生铁280万t， 年产水渣105万t， 高炉煤气发生量60.69万m3/h （标 况） ， 高炉一代寿命≥15 a， 热风炉一代寿命30 a。 2开炉前准备工作 2.1烘炉及试压试漏 经过精心协调、 施工建设， 高炉各系统基本都 已施工、 试车完毕， 2010年7月6日具备烘炉条件， 2010年7月7日8 00开始烘炉， 并于2010年7月17 日8 00顺利结束烘炉， 烘炉时间共计10 d。 图1为3 200 m3高炉烘炉曲线， 由于冷风温度本 身高于100 ℃， 所以一送风就直接110 ℃保温， 为了 提高烘炉效果， 提前20 h升温， 延长500 ℃恒温的时 间。从升降温趋势看， 和计划烘炉曲线基本吻合， 为高炉长寿打下了坚实的基础。 120 39 58 77 96 115 134 153 172 191 210 229 烘炉时间/h 烘炉温度/℃ 500 400 300 200 100 0 设计风温 实际风温 图1济钢3 200 m3高炉烘炉曲线 烘炉期间严格控制各参数。烘炉温度及各段 升温时间见表1。 表1济钢3 200 m3高炉烘炉控制参数 温度/℃ 110 110～300 300 300～500 500 500～250 250 250～130 升温速度/ （℃ h-1） 保温 10 保温 10 保温 10 保温 20 用时/h 29 19 36 20 60 25 45 6 累计/h 29 48 84 104 164 189 234 240 送风8 h内打开炉顶3个Φ650放散阀。8 h后， 开2个Φ650放散阀， 每4 h倒1次放散。但要注意 先开后关， 防止憋压。烘炉 189 h 后， 风温降至 250 ℃， 开煤气遮断阀， 关旋风除尘器Φ500和Φ250 放散， 开荒煤气末端Φ800放散， 关2个炉顶Φ650 放散， 对荒煤气系统进行烘烤， 直至烘炉结束。烘 炉期间严格控制顶温≯350 ℃， 气密箱温度＜ 70 ℃， 当顶温及气密箱温度超限时， 要适当减风控 制， 仍然控制不住时， 可降低风温， 烘炉最大风量 不超过3 500 m3/min。 打压分两个阶段进行， 第一阶段 （2010年7月16 日） 对整个系统打压到200 kPa， 检查漏点并进行处 理。气流走向为 风机→放风阀→混风阀→高炉→ 上升管和下降管→煤气遮断阀→旋风除尘器→荒 煤气末端Φ800放散管→放散塔。查漏完毕对炉顶 Ф650液压放散进行自动放散试验。第二阶段 （7月 济钢3 200 m3高炉开炉实践 韩俊杰， 李丙来， 董龙果， 张殿志 （济钢集团有限公司， 山东 济南 250101） 收稿日期 2010-10-18 作者简介 韩俊杰， 男， 1978年生， 2002年毕业于安徽工业大学钢铁 冶金专业。现为济钢炼铁厂助理工程师， 3 200 m3高炉倒班作业 长， 从事炼铁工艺技术工作。 􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀧘 􀥘􀧘 􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀥘􀧘 􀥘􀧘 生产技术生产技术 12 17日） 对整个系统打压到280 kPa， 再次查漏并处理。 通过打压查漏共发现200多处漏点， 大多是施 工质量问题， 这些都是需要仔细检查才能发现的隐 患， 为提前处理提供了条件， 为日后处理设备故障 积累了经验， 为顺利开炉奠定了良好的基础， 最大 限度地减少了因设备隐患造成的不必要无计划休 风， 为开炉后的顺利投产达产提供了有利保证。 2.2开炉方案的选择 2.2.1配料计算 全炉焦比3.2 t/t， 正常料焦比0.8 t/t， 全炉碱度 1.0， 全炉渣比1.0 t/t， 全炉压缩率14， 装入49.33 t 的底焦， 风口中心线以下填充枕木开炉。炉料结构 选取高碱度烧结矿和球团矿加锰矿、 萤石、 硅石及 石灰石。大型高炉对原燃料的要求更高， 尤其是对 焦炭的性能指标要求十分严格， 主要参数为 抗碎 强度M40≥88、 耐磨强度M10≤6.0、 反应性CRI≤ 23、 反应后强度 CSR≥70； 入炉焦炭粒度＜25 mm 及＞75 mm 的均要求＜10， 平均粒度为 45～ 55 mm。同时对于烧结和球团的指标也提出了较高 的要求， 见表2。 表2济钢3 200 m3高炉开炉对烧结矿、 球团矿指标的要求 原料 烧结矿 球团矿 TFe/ 0.5 0.5 CaO/SiO2 0.05 0.05 FeO/ 7～9 ≤1 Al2O3/ ≤2.0 S/ ≤0.010 ≤0.005 Ti/ ≥70 RDI/ ≤30 转鼓指数/ （6.3 mm） ≥79 ≥90 常温耐压强 度/ （N 个-1） ≥3 000 还原 率/ ≥80 膨胀 指数/ ≤16 粒度/ 50 mm ≤5 5～10 mm ≤18 -5 mm ≤5 ≤3 2.2.2开炉风口布局 济钢3 200 m3高炉共有32个风口， 全部选用φ 130520的风口， 风口面积为0.424 7 m2。开炉堵8 个风口， 分别为3、 7、 11、 15、 19、 23、 27、 31， 初始 送风风口面积为0.318 4 m2。 2.2.3装料制度 开炉矿批56 t， 焦批21 t， 全部选用67干熄焦， 负荷2.67， 焦比633 kg/t， 配料碱度1.11。炉料结构 如下 烧结矿35 t， 球团矿18 t， 锰矿3 t， 萤石0.5 t。 根据料面测量情况， 选取布料矩阵为 ， 料线1.3 m。根据后来的下料情况以及料面测量的 结果来看， 矩阵的选择较为合理。 3开炉操作 3.1送风操作 2010年8月2日16时16分， 济钢3 200 m3高炉 点火送风， 风量 1 600 m3/min， 风压 42 kPa， 风温 800 ℃； 17时23分， 因压量关系平稳， 遂加风至2 000 m3/min， 并上用风温至900 ℃； 18时25分再次加风至 2 200 m3/min， 以提高风速和鼓风动能； 18时48分料 尺由2.52 m塌到4.33 m并开始正常走动， 随后每2 h 在压量关系合适、 具备加风条件时， 加风100～200 m3/min。开炉前期烘料比较充分且装炉料矩阵选择 合理， 点火后热气能迅速传到炉顶， 23时30分干法 入口温度达到 50 ℃， 煤气成分合格 O20.4、 H2 3.4， 引煤气、 关放散。至8月3日0时， 风量加至 2 800 m3/min， 全天主要以稳定巩固为主， 并于第44 批开始每批料配加800 kg焦丁。至8月4日6时， 加 风至3 000 m3/min， 捅开11、 27风口， 11时30分加风 至4 000 m3/min， 捅开3、 19风口， 并于第13批料开 始重负荷准备喷煤， 于21时15分重负荷料下来时喷 煤10 t/h。至8月5日1时10分加风至4 500 m3/min， 捅开7、 23风口， 16时25分加风至5 000 m3/min， 捅 开15、 31风口， 至此开炉所堵8个风口全部捅开。 2010年8月6日， 全天产量6 414.5 t， 利用系数 达到2.0 t/ （m3 d） ， 开炉达产成功。本次开炉， 加风 过程中严格控制加风节奏和加风幅度， 加风严格按 照前后慢、 中间快的原则， 每加一次风要等稳定住、 炉况完全接受， 才能再次加风。并且注意风温的使 用， 还有开风口的节奏也要把握好， 主要依据是风 速、 鼓风动能和理论燃烧温度。开风口的条件主要 是实际风速达到250 m/s， 加风进度见表3。 表3济钢3 200 m3高炉开炉加风进度 时间 2T1723 2T1825 3T0000 4T0600 4T1130 5T0110 5T1625 风量/ （m3 min-1） 2 000 2 200 2 800 3 000 4 000 4 500 5 000 风压/ kPa 56 62 175 210 259 296 324 风温/ ℃ 900 950 950 830 840 900 1 030 理论燃烧 温度/℃ 2 313 2 340 2 340 2 240 2 248 2 293 2 400 风口面 积/m2 0.318 4 0.318 4 0.318 4 0.345 1 0.371 7 0.398 2 0.424 7 3.2装料制度调整进程 本次开炉装料， 从炉身中部开始即采用正装多 环布料， 取得了非常好的效果， 有利于较早形成焦 炭平台和中心漏斗， 在焦炭平台范围内O/C比稳定， 层状比较清晰。由于采用多环布料， 开炉后就实现 了 “中心发展型” 煤气流分布， 煤气利用率提高， 炉 料下降均匀顺畅， 减少了崩、 滑料和气流分布失常 现象， 炉缸热量充沛， 渣铁物理热充足。 随着加风上矿批， 重负荷， 装料制度也进行了 一系列的调整， 以达到合理控制两股气流的目的。 济钢3 200 m3高炉开炉实践韩俊杰等2011年第1期 13 山东冶金2011年2月第33卷 开炉至达产的调整过程见表4 （料线均为1.3 m） 。 表4济钢3 200 m3高炉开炉装料制度调整进程 日期 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 料批 1 9 19 26 30 37 69 22 114 94 布料矩阵矿批/t 56 56 56 56 56 63 68 70 73 75 负荷 2.67 2.67 2.67 2.67 2.67 3.09 3.51 3.80 4.00 4.20 3.3渣铁排放操作 2010年8月3日19时16分出第1次铁， 第1次 铁的累积时间为27 h， 累积风量达到350万m3/min 左右。根据计算， 炉缸内贮存铁量达到100 t左右， 出铁时间为19时16分～0时20分， 出铁量575 t， 出 渣时间40 min， 第1次铁严重亏渣。铁温1 475 ℃、 ［Si］ 2.72 、 ［S］ 0.050。由于炉温充足、 渣铁流动 性比较好， 第1次铁就正常采用水冲渣 （一般开炉第 1次渣进干渣坑） 。 开炉第1炉出铁的时机选择非常重要， 出早了 渣铁少、 炉缸热量不足， 很容易把渣铁沟淤满， 增加 炉前工作量， 并且影响后面的出铁及加风进程。出 晚了容易造成憋风， 同样影响加风进程。从出铁情 况， 选择的出铁时机合适， 开炉前4炉铁的主要成分 见表5。 表5济钢3 200 m3高炉开炉前4次铁、 渣主要成分 铁口 3 1 3 1 铁温/ ℃ 1 475 1 485 1 489 1 490 ［Si］ / 2.72 2.31 1.88 2.37 MgO/ 8.30 8.19 8.75 7.80 Al2O3/ 18.22 18.33 18.59 17.44 FeO/ 0.43 0.33 0.33 0.58 R2 1.07 1.07 1.09 1.02 出铁时 间/min 304 185 160 110 出渣时 间/min 40 85 125 105 4结束语 济钢3 200 m3高炉开炉进退有序， 组织得当， 达 产过程比较顺利， 第2天配加焦丁， 第3天喷煤， 第5 天达产， 利用系数达到2.0 t/ （m3 d） 。尤其是料面测 量十分细致， 精确掌握了高炉布料规律。开炉后根 据高炉加风进程需要， 选取合理的布料矩阵和矿 批， 准确设计料层分布情况。降硅速度又比较快， 依据前期快、 中期稳、 后期慢的原则， 制定了与之相 匹配的重负荷计划。此次开炉， 加风掌握实际风速 和标准风速以及理论燃烧温度、 鼓风动能多项控制 原则， 加风和开风口进程都在此标准下进行， 实现 了炉缸工作状态和冶炼强度的协调统一， 这也是本 次开炉顺利的主要原因。 Blowing-in Practice of 3 200 m3Blast Furnace in Jinan Steel HAN Jun-jie, LI Bing-lai, DONG Long-guo, ZHANG Dian-zhi （Jinan Iron and Steel Group Corporation, Jinan 250101, China） AbstractAbstract Because of drying out scheme in reason and strict control of the parameters, Jinan Steel’ s 3 200 m3BF drying out was done in ten days. The leak checking and the leak treating were made by pressure, eliminating accident potential. By establishing precise starting-up program, controlling the rhythm of the air supply and adjusting charging system in time, the furnace temperature was right after blowing-in, adding wind was well-off and the furnace operated regularly, realizing coal injection in 3 days and attaining designed capacity in 5 days. Key wordsKey words blast furnace; drying out; start-up of furnace; charge system 􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣􀥣 Research and Developments of Brazing Technologies of Magnesium Alloys GU Qin-xia1, LIU Xiu-zhong1, LIU Xing-hong2, YUAN Pei-yan3 （1 Key Laboratory of Liquid Structure and Heredity of Materials（Ministry of Education）and School of Material Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2 Hangzhou Heli Machinery Co., Ltd., Hangzhou 311112, China; 3 Shandong Metallurgical Research Institute, Jinan 250014, China） AbstractAbstract This article briefly introduced the difficulties of brazing of magnesium alloys, summarized the research progress of the technology at home and abroad in recent years, simply analyzed the influence factors of weld ation, microstructure and properties of soldering joint and brought forward the foreground of Mg alloys soldering technology and soldering materials. Key wordsKey words magnesium alloys; brazing; fills; flux; research and development （上接第11页） 14