沙钢2号高炉热风系统改造及生产实践

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在高炉生产中,高风温操作已经成为操作者追求的目标,高炉使用高风温不仅是降焦增产和提高生铁质量的重要措施,而且还能提高喷吹燃料的燃烧率,改善喷吹效果并为提高喷煤量提供有利条件。沙钢2号高炉投产于2004年,设置3座改进型高温长寿内燃式热风炉。2015年以来,热风系统先后出现了管道温度偏高、热风出口掉砖、内燃式热风炉隔墙倾斜、热管式换热器换热效率降低、风口进风装置蹿漏煤气等现象,严重制约了高炉风温使用水平,也给生产带来了重大安全隐患。为保证安全与生产指标的优化,炼铁厂部多次组织科技人员进行攻关,力图解决上述问题。本课题对近年来沙钢2号高炉热风系统遇到的问题进行深入分析,从影响因素确定、应急处理措施、设备改造、系统优化等方面分析研究,通过具体生产实践,分析得出了一些结论,主要结果如下:(1)沙钢2号高炉热风炉出现的耐材破损和脱落、表面温度超标等问题,其主要原因是耐材膨胀收缩或热风管道局部位移变动,导致耐材出现裂痕或局部脱落。生产中采取了管系灌浆、挖补等措施处理,缓解了表面温度偏高的现象,但这些措施不能根本解决管系脱砖、温度异常问题。(2)通过管系受力分析,找到了沙钢2号高炉的热风管系结构设计的问题。通过对管系耐火材料、钢结构进行改良设计,取消了原管道下部的膨胀缝、重新设计膨胀缝、增设异形砖、合理配置耐材类型等措施消除了原有设计缺陷,为高风温的应用提供了基础。改造后,热风炉管道表面温度普遍降到100℃以下;消除了主、支管三岔口波动状态,解决了三岔口管壳温度超标、发红、变形、开裂的问题。(3)对热风炉出现的局部钢壳温度高、风温难以提高、送风末期拱顶温度下降、热风出口坍塌等问题进行了分析,认为原因主要为:炉箅子过烧,燃烧器下部存在短路;上部格子砖存在不同程度的剥落;煤气通过短路位置发生泄漏等。通过使用浇注料填死缝隙、管道加装钢板内衬、缝隙灌浆处理,解决了上述问题。另外,加强废气定量分析、温度监控。通过上述措施保证了热风炉的正常生产,消除了安全隐患。(4)分析了热风炉热风出口塌陷位置特点,结合其位于热风支管深入炉内的部分、不易维护的特点,选择了热态施工(浇注)方式进行热风出口浇注作业。2号、3号热风炉的处理实践表明,热风炉没有发生继续塌陷。热风出口处钢壳温度稳定在160℃左右。(5)通过实施“燃烧优化控制技术”(BCS)改造以及热风炉烟气余热回收技术,实现了热风炉燃烧用煤气和助燃空气预热、以及全自动优化烧炉,自控率达到90%以上,同等送风温度下节省煤气2%以上,烧炉时间缩短,风温提高。(6)为了保证高炉的顺行和高效生产,设计并新建了一座顶燃式热风炉,避免了修炉导致高炉生产长期低风温操作的问题。新建热风炉结构简单、设计上充分考虑新老热风炉的系统布置情况,尽量利旧,实现了新管与原有管系的对接优化,节省投资、减少了高炉休风时间。采用稳定可靠的热风管系补偿及耐材结构技术,自动化程度高,安全设备完善,有利于节省煤气消耗。新建热风炉安装和砌筑按照严格的施工标准和程序实施,保证了新炉的建设质量。(7)新建热风炉将混风风温提高到1180℃,满足了当前冶炼成本要求,也为热风的安全生产提供了保证。通过本文的生产实践研究,新建热风炉可以有效的提高热风炉炉龄后期的坍塌损坏等问题,同时在不影响高炉生产的形势下,对热风系统进行改造升级,也希望能为今后沙钢及国内同型热风炉的生产和操作提供有益的参考。
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