高爐四大操作制度講義

2021-06-20 12:39:08 字數 5078 閱讀 3317

高爐操作的任務:

高爐操作的任務是在已有原燃料和裝置等物質條件的基礎上,靈活運用一切操作手段,調整好爐內煤氣流與爐料的相對運動,使爐料和煤氣流分布合理,在保證高爐順行的同時,加快爐料的加熱、還原、熔化、造渣、脫硫、滲碳等過程,充分利用能量,獲得合格生鐵,達到高產、優質、低耗、長壽、高效益的最佳冶煉效果。實踐證明,雖然原燃料及技術裝備水平是主要的,但是,在相似的原燃料和技術裝備的條件下,由於技術操作水平的差異,冶煉效果也會相差很大,所以不斷提高高爐操作水平、充分發揮現有條件的潛力,是高爐工作者的一項經常性的重要任務。

通過什麼方法實現高爐操作的任務:

一是掌握高爐冶煉的基本規律,選擇合理的操作制度。二是運用各種手段對爐況的程序進行正確的判斷和調節,保持爐況順行。實踐證明,選擇合理的操作制度是高爐操作的基本任務,只有選擇好合理的操作制度之後,才能充分發揮各種調節手段的作用。

高爐有哪幾種基本操作制度:

高爐有四大基本操作制度:(1)熱制度,即爐缸應具有的溫度與熱量水平;(2)造渣制度,即根據原料條件,產品的品種質量及冶煉對爐渣效能的要求,選擇合理的爐渣成分(重點是鹼度)及軟熔帶結構和軟熔造渣過程;(3)送風制度,即在一定冶煉條件下選擇合適的鼓風引數;(4)裝料制度,即對裝料順序、料批大小和料線高低的合理規定。

選擇合理操作制度的根據:

高爐的強化程度、冶煉的生鐵品種、原燃料質量、高爐爐型及裝置狀況等是選定各種合理操作制度的根據。

通過哪些手段判斷爐況:

高爐順行是達到高產、優質、低耗、長壽、高效益的必要條件。為此不是選擇好了操作制度就能一勞永逸的。在實際生產中原燃料的物理效能、化學成分經常會發生波動,氣候條件的不斷變化,入爐料的稱量可能發生誤差,操作失誤與裝置故障也不可能完全杜絕,這些都會影響爐內熱狀態和順行。

爐況判斷就是判斷這種影響的程度和順行的趨向,即爐況是向涼還是向熱,是否會影響順行,它們的影響程度如何等等。判斷爐況的基本手段基本是兩種,一是直接觀察,如看入爐原料外貌,看出鐵、出渣、風口情況;二是利用高爐數以千、百計的檢測點上測得的資訊在儀表或計算機上顯示重要資料或曲線,例如風量、風溫、風壓等鼓風引數,各部位的溫度、靜壓力、料線變化、透氣性指數變化,風口前理論燃燒溫度、爐熱指數、爐頂煤氣曲線、測溫曲線等。在現代高爐上還裝備有各種**、控制模型和專家系統,及時給高爐操作者以爐況預報和操作建議,操作者必須結合多種手段,綜合分析,正確判斷爐況。

調節爐況的手段與原則:

調節爐況的目的是控制其波動,保持合理的熱制度與順行。選擇調節手段應根據對爐況影響的大小和經濟效果排列,將對爐況影響小、經濟效果好的排在前面,對爐況影響大,經濟損失較大的排在後面。它們的順序是:

噴吹燃料——風溫(濕度)——風量——裝料制度——焦炭負荷——淨焦等。調節爐況的原則,一是要盡早知道爐況波動的性質與幅度,以便對症下藥;二是要早動少動,力爭穩定多因素,調劑乙個影響小的因素;三是要了解各種調劑手段集中發揮作用所需的時間,如噴吹煤粉,改變噴吹量需經過3~4小時才能集中發揮作用(這是因為剛開始增加煤量時,有乙個降低理論燃燒溫度的過程,只有到因增加煤氣量,逐步增加單位生鐵的煤氣而蓄積熱量後才有提高爐溫的作用),調節風溫(濕度)、風量要快一些,一般為1.5~2小時,改變裝料制度至少要裝完爐內整個固體料段的時間,而減輕焦炭負荷與加淨焦對料柱透氣性的影響,隨焦炭加入量的增加而增加,但對熱制度的反映則屬乙個冶煉週期;四是當爐況波動大而發現晚時,要正確採取多種手段同時進行調節,以迅速控制波動的發展。

在採用多種手段時,應注意不要激化煤氣量與透氣性這一對矛盾,例如嚴重爐涼時,除增加噴煤、提高風溫外,還要減風、減負荷。即不能單靠增加噴煤、提高風溫等增加爐缸煤氣體積的方法來提高爐溫,還必須減少渣鐵熔化量和單位時間煤氣體積及減負荷改善透氣性,起到既提高爐溫又不激化煤氣量與透氣性的矛盾,以保持高爐順行。

什麼是熱制度、表示熱制度的指標

熱制度是指在工藝操作制度上控制高爐內熱狀態的方法的總稱。熱狀態是用熱量是否充沛、爐溫是否穩定來衡量,即是否有足夠的熱量以滿足冶煉過程加熱爐料和各種物理化學反應,渣鐵的熔化和過熱到要求的溫度。高爐生產者特別重視爐缸的熱狀態,因為決定高爐熱量需求和燃料比的是高爐下部,所以常用說明爐缸熱狀態的一些引數作為熱制度的指標。

傳統的表示熱制度的指標是兩個。乙個是鐵水溫度,正常生產是在1350~1550℃之間波動,一般為1450℃左右,俗稱「物理熱」。另乙個指標是生鐵含矽量,因矽全部是直接還原,爐缸熱量越充足,越有利於矽的還原,生鐵中含矽量就高,所有生鐵含矽量的高低,在一定條件下可以表示爐缸熱量的高低,俗稱「化學熱」。

在工廠無直接測量鐵水溫度的儀器時,鐵水含矽量成為表示熱制度的常用指標。在現代冶煉條件下煉鋼鐵的含矽量應控制在0.3%~0.

5%,鐵水溫度不低於1450℃(中小高爐)~1470℃(大高爐)。

在現代高爐上(包括300立方公尺級高爐)都裝備有計算機,並配以成熟的數學模型、甚至專家系統,在熱制度的指標溫度和熱量兩個方面,採用燃燒帶的理論燃燒溫度(t理)和燃燒帶以外的焦炭被加熱達到的溫度(tc,也稱爐熱指數),表示穩定狀況,採用臨界熱貯量(δq臨)表示熱量狀況。一般t理控制在2050~2300℃,而tc應達到(0.7~0.

75)t理,δq臨應在630kj/kg(生鐵)以上。

專家系統定義:(工藝計算,15分鐘)

tq=q1+q2-(q3+q4+q5+q6)[mj/ton hot metal]

q1鼓風顯熱(熱風溫度)sensible heat of hot blast(blast temperature)

q2風口前焦炭燃燒熱 coke combustion heat in front of tuyere(o2+2c=2co)

q3溼分分解吸熱 cracking heat of moisture

q4炭素熔損反應吸熱 solution loss carbon reaction heat (co2+c=2co)

q5高爐下部熱損失 heat loss in lower part bf,above tuyeres to middle shaft

q6噴吹煤分解吸熱 pulverised coal(pci)(2cxhx+2o2=2co+h2)cracking heat

熱狀態指數(tqr)與爐溫、鐵水溫度有關,反應動作:風溫、風量、焦比、附加焦、小時煤量、小時富氧量等。

影響熱制度的因素:

影響熱制度的因素實際上就是影響爐缸熱狀態的因素。爐缸熱狀態是由高溫和熱量這兩個重要因素合在一起的高溫熱量來表達的:單有高溫而沒有足夠的熱量,高溫是維持不住的,單有熱量而沒有足夠高的溫度就無法保證高溫反應的進行(例如矽的還原、爐渣脫硫等),也不能將渣鐵過熱到所要求的溫度。

高溫是由燃料在風口燃燒帶內熱風流股中燃燒達到的,t理是它理論上最高溫度水平;而熱量是由燃料在燃燒過程中放出的熱量來保證;而加熱焦炭(達到所要求的溫度tc=(0.7~0.75)t理)和過熱渣鐵(溫度到t渣=1550℃左右及t鐵水=1450~1500℃),還需要有良好的熱交換,將高溫煤氣熱量傳給焦炭和渣鐵。

因此影響爐缸熱制度的因素有:

(1)影響高溫(t理)方面的因素,如風溫、富氧、噴吹燃料,鼓風濕度等;

(2)影響熱量消耗方面的因素,如原料的品位和冶金效能,爐內間接還原發展程度等;

(3)影響爐內熱交換的因素,例如煤氣流和爐料分布與接觸情況,傳熱速率和熱流比w料/w氣(水當量比)等;

(4)日常生產中裝置和操作管理因素。如冷卻器是否漏水,裝料裝置工作是否正常,稱量是否準確,操作是否精心等。

由於燃料消耗既影響高溫程度,又影響熱量**,所以生產上常將影響燃料比(或焦比)的因素與高爐熱狀態的關係聯絡起來分析。

生產中如何控制好爐缸熱狀態:

爐缸熱狀態是高爐冶煉各種操作制度的綜合結果,生產者根據具體的冶煉條件選擇與之相適應的焦炭負荷,輔以相應的裝料制度、送風制度、造渣制度來維持最佳熱狀態。日常生產中因某些操作引數變化而影響熱狀態,影響程度輕時採用噴吹量、風溫、風量的增減來微調。必要時則負荷;而嚴重爐涼時,還要往爐內加空焦(帶焦炭自身造渣所需要的熔劑)或淨焦(不帶熔劑)。

一般調節的順序是:富氧——噴吹量——風溫——風量——裝料制度——變動負荷——加空焦或淨焦。

高爐煉鐵對選擇造渣制度有什麼要求:

選擇造渣制度主要取決於原料條件和冶煉鐵種,應盡量滿足以下要求。

(1)在選擇爐料就結構時,應考慮讓初渣生成較晚,軟熔的溫度區間較窄,這對爐料透氣性有利,初渣中feo含量也少。

(2)爐渣在爐缸正常溫度下應有良好的流動性,1400℃時黏度小於1.0pa.s,1500℃時0.2~0.3pa.s,黏度轉折點不大於1300~1250℃。

(3)爐渣應具有較大的脫硫能力,ls應在30以上。

(4)當冶煉不同鐵種時,爐渣應根據鐵種的需要促進有益元素的還原,阻止有害元素進入生鐵。

(5)當爐渣成分或溫度發生波動(溫度波動±25℃,mcao/msio2波動±0.5)時,能夠保持比較穩定的物理效能。

(6)爐渣中的mgo含量有利於降低爐渣的黏度和脫硫。在al2o3高時含量可提高到12%。

怎樣利用不同爐渣的效能滿足生產需要:

通常是利用改變爐渣成分包括鹼度來滿足生產中的下列需要:

(1)因爐渣鹼度過高而爐缸產生堆積時,可用比正常鹼度低的酸性渣去清洗。若高爐下部有黏結物或爐缸堆積嚴重時,可以加入螢石,以降低爐渣黏度和熔化溫度,清洗下部黏結物。

(2)根據不同鐵種的需要利用爐渣成分促進或抑制矽、錳還原。當冶煉矽鐵、鑄造鐵時,需要促進矽的還原,應選擇較低的爐渣鹼度;但冶煉煉鋼鐵時,既要控制矽的還原,又要較高的鐵水溫度,因此,宜選擇較高的爐渣鹼度。若冶煉錳鐵,因mno易形成mnsio3轉入爐渣,而從mnsio3中還原錳比由mno還原錳困難,並要多消耗585.

47kj/kg熱量,如提高渣鹼度用cao置換渣中mno,對錳還原有利,還可降低熱量消耗。各鐵種的爐渣鹼度一般如下:

鐵種矽鐵鑄造鐵鍊鋼鐵錳鐵

mcao/msio2 0.6~0.9 0.8~1.05 1.05~1.21.2~1.7

(3)利用爐渣成分脫除有害雜質。當礦石含鹼金屬(鉀、鈉)較高時,為了減少鹼金屬在爐內迴圈富集的危害,需要選用熔化溫度較低的酸性爐渣。相反,若爐料中含硫較高時,需要提高爐渣鹼度,以利脫硫。

如果單純增加cao來提高爐渣鹼度,雖然cao與硫的結合力提高了,可是爐渣黏度增加、渣中硫的擴散速度降低,不僅不能很好地脫硫,還會影響高爐順行;特別是當渣中mgo含量低時,增加cao含量對黏度等爐渣效能影響更大。因此,應適當增加渣中mgo含量,提高三元鹼度以增加脫硫能力。雖然從熱力學的觀點看,mgo的脫硫能力比cao弱,但在一定範圍內mgo能改善脫硫的動力學條件,因而脫硫效果很好。

首鋼曾經做過將mgo含量由4.31%提高到16.76%的試驗,得到氧化鎂與氧化鈣對脫硫能力的比值是0.

89~1.15,mgo含量以7%~12%為好。

高爐煉鐵操作制度

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高爐基本操作制度

本章學習要點 本章學習的內容及操作方法,爐前操作指標的確定,出鐵操作,撇渣器操作 放渣操作,熱風爐的操作特點及燃燒制度 送風制度和換爐操作,高爐噴吹用煤的效能要求,噴吹系統的組成,噴吹工藝流程等。高爐冶煉是乙個連續而複雜的物理 化學過程,它不但包含有爐料的下降與煤氣流的上公升之間產生的熱量和動量的傳...

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