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耐火材料行业知识

镍铁初炼2号高炉强化冶炼实践

赵文东  孙化国

(北港新材料有限公司)


摘  要  对北港新材料有限公司镍铁公司初炼分厂2号高炉,近段时间稳定顺行优化操作和提高冶炼强度实践进行总结。通过提高煤比、增加风量、稳定富氧量、提高顶压,稳定基础参数、加强设备管理,降低休风率,实现高炉较长时间稳定顺行并且各项指标进步的实践总结。

关键词  镍铬  煤比  富氧  炉型  强化


1  概况

镍铁公司2号高炉是450m³镍铬铁水初炼炉,铁水成分含镍 1.3-1.6%、铬3.5-5.0%。设14个风口,配套3座卡鲁金顶燃式热风炉,干法除尘,双料车上料,硬水开路循环冷却,铸铁冷却壁,无料钟炉顶,陶瓷杯炉缸,储铁式主沟和BPRT煤气余压再利用系统。2016年11月大修后开炉生产,指标不稳定,主要表现为产量低、消耗高,为此,从2020年元月份开始,不断优化上下部操作参数,在保证炉况稳定顺行的基础上,改善各项经济指标,效果较明显,统计如表1。

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2  强化冶炼措施

2.1  优化下部调剂 使上下部相适应

(1)优化下部操作,调剂主要是通过风量、富氧、风口长度及面积调整。2号高炉使用风机是AV45-12风机,设计风机出口风量1892m3/min,完全能达到强化冶炼要求。而顶压低操作易导致气流不稳,风量虚高,导致煤气利用差。如何稳定煤气流初始化分布是下部调整的关键。将风口小套长度由原来的340mm加长到360mm,活跃炉缸,适当调整风口大小布局,缩小铁口两边风口面积,总进风面积不变,以适应高强度冶炼的要求,这样从进风来纠正煤气流初始化分布,同时改善炉缸工作状况,铁口容易维护,能够及时出净渣铁,并为高炉强化冶炼创造条件。
(2)上部调剂,炉喉钢转是重要的本体设备,承受着炉料的冲击和磨损,需要有较强的耐磨性;当炉况不顺时,出现管道行程时,顶温短时间内可能上窜至数百甚至上千摄氏度。2号炉服役4年半,大修前2015年4月份因为管道行程,造成冶炼炉型发生变化,钢砖变形,大修时没有备件,只对变形钢砖做了修正。炉喉钢转变形不但对炉料在炉顶初始布料影响很大,而且会对煤气流造成影响,对探尺正常工作造成影响,最终影响煤气利用率。根据部分钢砖脱落、变形等实际情况造成的布料紊乱,采取深料线、小角度调整,避免炉料打在翘起的钢砖上反弹,造成布料不稳定,产生局部气流。采取小角度深料线调整,可以有效避开炉料反弹,从而使边缘气流均匀、稳定,从顶温和探尺走势看,有立竿见影的效果。

2.2  提高风温、稳定富氧量

冶炼低镍铁水所使用的原料为红土镍矿烧结矿,品位较低,在44% 一49%之间,渣量较大,对炉缸活跃有影响,因此,采取提高风温,鼓风动能活跃炉缸的措施是必要途径。  
①提高并稳定富氧量,优化喷吹,(1)增加富氧鼓风。由于初炼炉采用炼钢富裕氧气富氧,氧气供应稳定性存在一定问题,氧压低于一定范围,就要停氧,通过与各部门沟通联系协调,富氧量得到稳定,富氧率在2.5%的水平,减少氧量波动对高炉操作影响。(2)增加烟煤配比,稳定均匀喷吹,烟煤配比逐渐由原来的10%增加到30%,混合煤喷吹既提高喷吹效果,也获得全面的经济效益。
‌ ②提高风温从而提高煤粉置换比是增大喷煤量的前提条件。高炉风温提高煤粉在风口区燃烧,降低风口区的理论燃烧温度,不但对炉缸热分布造成一定影响,而且对煤粉燃烧效果和高炉顺行都会受到影响。高风温提供了足够的热量补偿,给增加煤比提供保障。2号高炉使用的热风炉为卡鲁金顶燃式热风炉,比较薄弱的地方就是热风出口,容易塌落 如图1,2号高炉三座热风炉都不同程度坍塌,年修期间对几座热风炉分别进行坍塌处支模具浇筑,现在比较稳定,具备提高风温的条件,自从修复热风出口坍塌后,助燃风机调整变频,增加风量,风温可稳定在1130℃,最高可达到1180°C,给增加喷煤量创造条件,4月份煤比平均达到136kg/t。

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2.3  提高顶压,降低煤气流速,有利于稳定气流

2号高炉以前顶压150kPa,今年经过各方面设备论证后,尝试提顶压操作,正常炉况顶压提至165kPa,提高顶压后,煤气流速降低,煤气在炉内滞留的时间延长,有利于间接还原的进行,有利于降低焦比,除尘灰吹出量相应减少,炉况更加稳定。
高风量,高煤比,高顶压三者关系,相辅相成。1、过量喷吹,大量未燃烧煤粉滞留在料柱,恶化料柱透气性,压差升高,压量关系紧张。2、增加风量是必然,是燃尽风口区煤粉的关键,提高炉顶压力,降低压差,缓解压量关系,解决三者之间的矛盾。

2.4  提高烧结矿质量,稳定炉料结构;稳定焦炭厂家,固定入炉焦炭配比

(1)稳定入炉结构,熟料达到90%。使用生矿和镍石调整生铁和炉渣成份,达到合格生铁,和稳定的炉渣成份,提高烧结的转鼓指数。 
(2)对入炉焦炭进行合理配比使用,避免一个高炉使用多种焦炭和频繁变更焦种给高炉带来的波动,现在不但每座高炉使用稳定的2种焦炭,而且使用周期也延长。

2.5  改善渣性,由于渣中Al2O3 含量在20%--28%之间波动,所以为了改善炉渣流动性,烧结矿中氧化镁含量平均2.73%,比较低,只有用加镍石方法提高渣中MgO含量10%一13%,提高炉渣镁铝比0.55±0.1左右,如表2。稳定三元渣碱度在1.28~1.32倍,这样不但流动性得到改善,也利于提高炉渣脱硫能力,利于高炉顺行。

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2.6  规范操作,精细管理

正常生产调节,加强技术管理,严格按照操作方针控制各项参数,严格要求工艺纪律,规范操作行为,加强操作人员培训与学习,用科学的正确的理念来指导工长操作,提高每位员工操作技能,为优化高炉操作打下基础。

3  设备管理、降低休风率

设备的安全稳定运行,是生产稳定长期的根本保证。2号高炉通过对维修和岗位工培训,积极搞好设备巡检点检工作,检修时生产段长签订“检修责任状”的办法,督促段长提高检修质量。实行设备定修管理,寿命管理等办法,提高设备运行质量和效率,使设备运行可控,有利于减少无计划休、慢风的周期和次数。如表3 高炉强化生产周期延长。

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4  结论

(1)控制合理的入炉原料配比和入炉原料成分,有利于控制生铁中有效元素镍铬含量和有害元素的控制。
(2)通过各项操作制度的优化,合理的调剂送风制度,热制度,造渣制度,做到了高炉长期顺行运作。
(3)通过对各项参数的改善,风温、风量、顶压、煤比做到各种能量利用率最大化,从而达到经济效益最大化。
(4)设备长期的稳定运行,是高炉能高效生产的保障。
(5)冶炼不同品种生铁,镍铬生铁、普碳铁、锰铁、钒钛铁等渣相都各不相同,只有根据其特点,合理控制各项参数,才能得到合格的生铁和顺行的炉况。

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