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铸造技术

钒钛矿冶炼大高炉稳定、低耗生产实践

发布日期:2017-01-03来源:冶金技术编辑浏览次数:864
       炼铁部钒钛矿大型高炉是国内外冶炼钒钛矿容积最大的高炉。其中均采用无钟炉顶,皮带上料方式;冷却设备完全采用冷却壁+薄炉衬形式,炉前采用储铁式主沟。炼铁工作者经过多年来不断的摸索实践,通过完善管理机制,加强原燃料管理,优化高炉操作制度,实现了钒钛矿大型高炉经济技术指标不断优化,积累了丰富的大高炉长周期稳定顺行经验。其中一座钒钛矿大型高炉自2013年1月稳定至今,稳定时间3年零5个月,一座钒钛矿大型高炉自2012年3月稳定至今,稳定时间4年零3个月。

加强高炉基础工作管理

2.1强化原燃料质量管理,为指标提升奠定物质基础

2.1.1量抽检力度,建立健全奖惩机制。建立了公司专业检查、炼铁部专项稽查和作业区涉料岗位检查相结合的多层级质量监控体系。

2.1.2稽查结算流程管理。将炼铁部质量稽查处理结果纳入公司结算系统,同时实现了对质量扣吨系统多点输入,自动判定,强化了互相监督,对存在质量问题的物料采取单卸单堆、压车扣重的方式,减少掺杂使假现象。

2.1.3高炉原燃料数量及结构。要求:烧结矿原料结构稳定15天以上,高炉原料结构稳定20天以上,高炉焦炭结构稳定1个月以上,高炉喷吹煤结构稳定1个月以上。

2.2备管理基础,保证生产设备低耗高效稳定运行

2.2.1理基础工作,注重实效。重新管理文件,重点对设备的点检标准、润滑标准进行了补充完善。全力推进TPM工作,开展TPM知识培训。

2.2.2作稳步推进。通过实行点检信息化及工单制度,加强点检及维保工作实效的管理。

2.2.3理工作质量不断提升。对不合格设备立即组织整改,坚决杜绝设备带病作业,有效保障了特种设备的安全使用。

稳定高炉操作

通过优化高炉操作制度,合理匹配各项操作制度。

3.1送风制度

在送风制度调整方面,钒钛矿大型高炉进行了扩大风口面积、提顶压操作,风量提高了200m3/min,顶压提高了20kPa左右,随着提高风量、顶压,高炉的抗风险能力大大提高,炉缸活跃程度改善,全炉压差由2011年至目前降低了25kPa左右。高炉稳定顺行和抗风险能力得到较大提升,并且持续刷新历史最好指标。

3.2装料制度

总体上采用“平台+漏斗”的上部装料制度模式,追求上下部制度的匹配 。

钒钛矿大型高炉在2012年开始实行“大α角、大角差、大矿批”的布料技术,增加了矿石环带宽度,在炉喉部位形成布料平台,同时加重边缘负荷,抑制边缘煤气流,并在生产中不断优化布料角度,形成了目前的矿焦错档位布料,实现了煤气流的合理分布,煤气利用率提高了4%以上。

这种装料制度的主要特点有:

a.最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离达到炉喉半径的60%-65%,炉喉中心无矿石落点的区域,占炉喉面积的36%-42%,考虑到矿石会从堆尖向中心滚落,实际最小矿角矿石落点与炉喉中心的距离达到炉喉半径的40%左右,炉喉中心没有矿石的区域可能占炉喉面积的15%-20%。

b.这种布料方式使各角位上的布料环数倾向于平均分配,更有利于在炉喉形成布料平台,减少了矿石向边缘和中心滚落,有利于提高布料的稳定性。

c.采用“大α角、大角差、大矿批”布料技术,矿批重由2011年的50吨左右增加了20吨,矿角差由5°增至9°,矿石环带宽度由0.88m增加到1m左右,考虑矿石的滚动,实际矿石环带宽度由1.95m增加到2.5m左右,矿角与焦角相同,最外环矿石实际落点与炉墙的距离由0.4m减少至0.25m左右;边缘负荷由1.5以下提高到3.0左右,中心负荷由1.0以下提高到2.4左右,实现以中心气流与边缘煤气流相互制衡的控制技术。

3.3热制度

坚持实行低硅钛冶炼,因高炉冶炼钒钛矿的特殊性,入炉原料中含有大量的二氧化硅,在高炉内Si和Ti都是较难还原的元素,其还原都需要消耗大量的热量,故以铁水[Si+Ti]作为冶炼钒钛铁高炉热状态的标准,因此用铁水中[Si]/[Ti]值判断高炉炉温的发展趋势。为确保铁水质量及工艺安全,降低铁水[Si]必须以保证铁水物理热为基础。通过对上下部操作制度的优化,使高炉达到了上稳下活的工作状态,在铁水物理热由2011年至目前提高至了30℃,铁水[Si+Ti]均值由2011年的0.45%降低至了2016年的0.35%以下,改善了渣铁的流动性,保证了高炉稳定顺行。

3.4造渣制度

为了降低炉渣中二氧化硅的活度,逐步将炉渣碱度提高了0.03倍,一方面有利于抑制[Si]和[Ti]的还原,降低铁水[Si+Ti]均值;另一方面可确保铁水含硫量达标。

另外,钒钛渣中Al2O3和TiO2含量是决定炉渣性能的主要指标,通过优化烧结矿配料结构,控制铁水含钒量0.30%以下,控制渣中(Al2O3+TiO2)含量,并在烧结矿配加部分镁灰,进一步改善炉渣性能,改善渣铁流动性,对脱硫有利。

3.5冷却制度

维持合理的操作炉型是高炉稳定顺行的基本条件。

钒钛矿大型高炉冷却设备采用冷却壁+薄炉衬形式,其中炉腹、炉腰、炉身下部共四段采用铜冷却壁。因铜冷却壁存在热阻小、工作温度低和冷却能力强的特点,高炉在生产过程中出现多次铜冷结厚的现象,为此研发了中部调剂装置,对铜冷渣皮的厚度进行灵活的控制,维持了合理的操作炉型。

引入高炉热负荷操作法,利用高炉现有的监测数据,通过编程计算出各区域的热负荷,根据高炉上下部热负荷变化,提前预知上下部煤气流分布情况,进行上下部煤气流、进水水量、进水温度的调整,实现合理的煤气流分布,杜绝烧坏冷却壁。经过冷却制度优化,炉体热负荷由2011年至目前降低了55GJ/h左右,铜冷占比控制在45-55%,为维护合理的操作炉型和高炉的稳定、长寿创造了良好的条件。

管理创新

大高炉冶炼钒钛矿工艺的特殊性决定了传统管理理念与制度的变革。不断更新管理思路,使之顺应生产的需要,是搞好生产的前提。

1)加强外围生产组织,加快出铁节奏来适应大高炉和钒钛铁冶炼的需要,各岗位推行标准化操作,严格按“列车时刻运行表”组织生产,确保每日出铁炉次,使无规律的大高炉生产组织规律化、程序化;设备管理方面加强设备的点检,推行区域定点定修,为高炉稳产高产创造良好的运行环境。

2)建立数据管理系统,成本日核算、指标统计指导生产。加强了基础数据管理,本着数出一源的原则开发完善了炼铁部电子日志,现场生产数据实时监控,动力介质数据采集等,另外从管理入手实现所有料仓实时监控和管理,通过短信的方式实现了生产信息和责任领导的24小时联控。

3)每日对高炉指标进行统计分析,对生产成本进行核算和控制,每周高炉召开技术分析会,解决生产中出现的问题,统一操作思想,在每月初对上月的生产指标及生产状况进行对比分析,并召开部级的技术例会,制定下一步的操作思路,明确了操作方向,有效的指导了高炉生产,为高炉的稳定生产提供了技术支持。

4)明确操作思路,以重点课题的形式分阶段进行指标攻关。建立标准化模型,使全厂高炉和烧结实现统一操作,探索出高炉长期稳定的有力措施,指标不断飞跃新台阶。

结语

通过完善管理机制,强化原燃料质量管理,夯实设备管理基础,强化技术基础管理,优化高炉各项操作制度,并且不断更新管理思路,建立标准化模型,使全厂高炉和烧结实现统一操作,探索出高炉长期稳定的有力措施,实现了钒钛矿大型高炉经济技术指标不断优化,实现了大高炉稳定、低耗生产。

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