影响高炉炉况顺行的因素分析毕业论文.doc

安徽冶金科技学院2011级冶金专业毕业论文

安徽冶金科技职业学院
ANHUI VOCATIONAL COLLEGE OF METALLURGY AND TECHNOLOGY

毕业论文

影响高炉炉况顺行的因素分析

学生姓名
何志文____

系部名称
冶金工程系_

专业名称
冶金技术__

班级名称
11冶金技术

指导教师
黄宏奇____

2013年 12月
影响高炉炉况顺行因素
何志文
摘要： 要保持高炉优质、高产、低耗、长寿，首先就是维持高炉炉况的稳定顺行。从操作方面来看，维持高炉炉况的稳定顺行主要是协调好各种操作制度的关系，做好日常调剂。正确判断各种操作制度是否合理，并准确地进行调剂，掌握综合判断高炉行程的方法与调剂规律，显得尤为重要。观察炉况的内容主要就是判断高炉炉况变化的方向与变化的幅度。

关键词：顺行 高产 低耗 长寿

0前言
高炉炉况稳定顺行是高炉日常操作维护的重点，高炉炉况都有其成因，在高炉的日常管理和操作中应控制好各种不利因素，对路况的判断预测应及时准确，采取的措施应果断到位，以便防止高炉炉况市场的连锁性反应，避免出现重大生产事故和设备事故，减少各类事故的损失。

1 稳定顺行的重要性
1.1高炉生产特点所决定
严格意义上的24小时的生产连续性和不可逆性，高温、高压、固液气三相共存逆流反应器。涉及物理学、化学、物理化学、热力学、流体力量、气体动力学。基本反应是还原。进行传热、传质、传动量等三传活动，高炉解剖证明：炉内有干区（焦炭、矿石层）、软融带、滴落带、红焦区、风口回旋区、渣水区、铁水区。炉内最主要最基本的矛盾是上升气流和下降炉料间的对流矛盾。 参与反应的物质就是焦炭（煤粉）、矿石（烧、球、块）或有少量熔剂。因此说炉料是高炉生产中的最大内因。
1.2 高炉生产系统庞大而复杂
系统组成：高炉本体、冷却、装料、送风（富O2）、喷吹、煤气处理、渣铁处理、三电（仪控、电控、计算机）、通风除尘环保等。 其中某一环节出现故障都将影响乃至破坏高炉生产稳定顺行，轻者减风，重者休风，打乱高炉煤气流正常分布，最终导致减产，而这种损失 一般不可挽回和弥补，因为全天24小时都处于被利用状态，不可将损失分摊在以后的生产中。 正因为高炉生产稳定顺行制约于诸多因素中，高炉生产实际是个大的团体赛活动。从某种意义上讲，高炉工作者又能耐又不能耐。说能耐，毕竟高炉之所以能正常生产还靠这些人，有时在特殊条件下还创造出某些成就；说不能耐，就是说当某一环节出现问题，高炉工作者应变措施稍有不当就会使高炉失常，甚至难以短期恢复正常。

2 高炉生产稳定顺行的基本标志、条件
2.1标志
（1）高炉生产处于可控状态，采取的技术措施能够收到预期效果。
（2）反映炉内变化的主要计器指字，如风量、风压稳定，关系对称，下料均匀顺畅，无崩滑料及刀把现象，下料速度（批/时）稳定在规定区间。
（3）监测炉体各部位的温度、压力稳定在正常控制区间。尤其煤气分布达到所要求的状态。
（4）出铁渣正常，渣铁物理温度充沛，流动性良好，含[Si]、[S] 5 低，上下次铁及本炉铁前后的物理热和化学成份波动小，基本稳定在预期区间。
（5）高炉遇到休风时无灌渣现象，休减风后较易恢复。
（6）产量、燃料比及生铁质量没有大的波动，能够按日完成任务，尤其要求燃料比能够达到较低水平。
2.2条件
（1）煤气流分布合理。
（2）炉缸工作状态良好。
（3）原燃料的结构和质量满足高炉冶炼基本要求。
（4）供上料系统运转满足高炉布料要求。
（5）送风、喷吹、高O2系统满足高风温富O2大喷煤要求。
（6）冷却系工作正常，无损坏漏水现象。
（7）三电系统能满足高炉监测、控制、调节、指示和统计数据要求。
（8）高炉合理的操作炉型保持完好。
（9）高炉生产技术方针：基本操作制度与原燃料备件和炉型相匹配适应。生产技术经济指标高效合理。
（10）高炉日常操作及应变本领高，将失常与事故消灭于萌芽状态。尽量减少影响与损失。

3炉况的判断与调节
3.1 通过哪些手段判断炉况
高炉顺行是达到高产、优质、低耗、长寿、高效益的必要条件。为此不是选择好了操作制度就能一劳永逸的。在实际生产中原燃料的物理性能、化学成分经常会发生波动，气候条件的不断变化，入炉料的称量可能发生误差，操作失误与设备故障也不可能完全杜绝，这些都会影响炉内热状态和顺行。炉况判断就是判断这种影响的程度和顺行的趋向，即炉况是向凉还是向热，是否会影响顺行，它们的影响程度如何等等。判断炉况的基本手段基本是两种，一是直接观察，如看入炉原料外貌，看出铁、出渣、风口情况；二是利用高炉数以千、百计的检测点上测得的信息在仪表或计算机上显示重要数据或曲线，例如风量、风温、风压等鼓风参数，各部位的温度、静压力、料线变化、透气性指数变化，风口前理论燃烧温度、炉热指数、炉顶煤气曲线、测温曲线等。在现代高炉上还装备有各种预测、控制模型和专家系统，及时给高炉操作者以炉况预报和操作建议，操作者必须结合多种手段，综合分析，正确判断炉况。
3.2 调节炉况的手段与原则
调节炉况的目的是控制其波动，保持合理的热制度与顺行。选择调节手段应根据对炉况影响的大小和经济效果排列，将对炉况影响小、经济效果好的排在前面，对炉况影响大，经济损失较大的排在后面。它们的顺序是：喷吹燃料——风温（湿度）——风量——装料制度——焦炭负荷——净焦等。调节炉况的原则，一是要尽早知道炉况波动的性质与幅度，以便对症下药；二是要早动少动，力争稳定多因素，调剂一个影响小的因素；三是要了解各种调剂手段集中发挥作用所需的时间，如喷吹煤粉，改变喷吹量需经过3～4小时才能集中发挥作用（这是因为刚开始增加煤量时，有一个降低理论燃烧温度的过程，只有到因增加煤气量，逐步增加单位生铁的煤气而蓄积热量后才有提高炉温的作用），调节风温（湿度）、风量要快一些，一般为1.5～2小时，改变装料制度至少要装完炉内整个固体料段的时间，而减轻焦炭负荷与加净焦对料柱透气性的影响，随焦炭加入量的增加而增加，但对热制度的反映则属一个冶炼周期；四是当炉况波动大而发现晚时，要正确采取多种手段同时进行调节，以迅速控制波动的发展。在采用多种手段时，应注意不要激化煤气量与透气性这一对矛盾，例如严重炉凉时，除增加喷煤、提高风温外，还要减风、减负荷。即不能单靠增加喷煤、提高风温等增加炉缸煤气体积的方法来提高炉温，还必须减少渣铁熔化量和单位时间煤气体积及减负荷改善透气性，起到既提高炉温又不激化煤气量与透气性的矛盾，以保持高炉顺行。
4 四大制度对于炉况顺行的影响
4.1送风制度
送风制度是指在一定的冶炼条件下，确定适宜的鼓风数量、质量和风口进风状态。合理的送风制度应达到煤气流分布合理、热量充足、利用好，炉况顺行，炉缸工作均匀、活跃，铁水质量合格，有利于炉型和设备维护的要求。送风制度的调整是通过对风量、风压、风温、鼓风湿度、富氧率、喷吹燃料、风口面积和长度等参数的调节来完成。送风制度的选择，主要是根据冶炼条件变化，控制适宜的鼓
风动能与合理的理论燃烧温度。要实现高炉长期稳定顺行，必须保持适宜的鼓风动能、合理的理论燃烧温度和完整炉型。
鼓风动能的选择 我们要求全风冶炼，在一定风量条件下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。风口面积一定，增加风量，冶炼强度提高，鼓风动能加大，促使中心气流发展。为保持合理的气流分布，维持适宜的回旋区长度，必须相应扩大风口面积，降低鼓风动能。原燃料条件好，能改善炉料透气性，利于高炉强化冶炼，允许使用较高的鼓风动能。原燃料条件差，透气性不好，不利于高炉强化冶炼，只能维持较低的鼓风动能。
4.2装料制度
装料制度是指炉料装入炉内时，炉料的装入顺序、装入方法、旋转溜槽倾角、料线和批重等的合理规定。高炉煤气流合理分布取决于装料制度与送风制度的相互配合。装料制度优化可使炉内煤气分布合理，改善矿石与煤气接触条件，减少煤气对炉料下降的阻力，避免高炉憋风，悬料。提高煤气利用率和矿石的间接还原度，可降低焦比，促进高炉生产稳定顺行。选择装料制度的原则是保证煤气合理分布，充分煤气的热能和化学能，保证高炉顺行，形成“倒W”形料面。提高料线，促进边缘煤气发展；降低料线，促进中心气发展。增大批重，加重中心，疏松边缘。使用无料钟炉顶设备，实现合理布料，提高煤气中CO2利用率（煤气中CO2含量提高0.5%，可减少燃料消耗10kg/t），进而可以降低燃料消耗；还可以有效地控制煤气流的边缘发展，进而提高高炉的寿命。
4.3造渣制度
造渣制度是根据原燃料条件和生铁成分的要求，选择合适的炉渣成分和碱度及软熔带结构和软熔造渣过程。选择的原则是保证炉渣的流动性好、脱硫能力强、具有良好的热稳定性和化学稳定性、有利于炉况顺行和保证生铁成分合格。造渣制度主要靠配料调整熔剂和其它附加物的加入量来控制。多年来，高炉操作在选择造渣制度时，习惯认为中性偏酸渣有利于炉况顺行，但实际结果往往是渣铁物理热不足，炉温不能放低，脱硫效率差，炉况不稳、产量不高。后来探索碱性渣操作方法，并取得成功。同时，加强了与热制度的适应协调关系，结果炉缸活跃，渣铁物理热充足，流动性良好，脱硫效率高，提高了生铁质量，增加了生铁产量。在炉渣成分中，主要是碱性氧化物和酸性氧化物，所以，碱度最能反映炉渣成分的变化和炉渣性质的差异，对高炉冶炼效果有直接的影响。此外，由于原燃料成分的波动，必然涉及炉渣碱度的变化。因此，应经常检查炉渣碱度，进行及时调整。
4.4热制度
高炉炼铁热量来源：碳素燃烧（焦炭、煤粉）占78%，热风带入热量19%，炉料化学反应热3%。炉缸热制度是指炉缸所具有的温度水平，即炉缸温度。合理的炉缸热制度要根据高炉的具体冶炼特点和冶炼生铁的品种确定。炉缸热制度波动与高炉热交换、还原过程、风量、料速、原材料质量变化、冷却设备漏水、操作不当、上料失误、休风和悬料等因素有关。炉缸热制度主要用焦炭负荷、喷吹物、风温、风量及加湿鼓风来调剂。
4.5四大制度的关系对于炉况的影响
1.四大基本制度相互依存，相互影响。热制度和造渣制度对炉缸工作和煤气流的分布，尤其是对产品质量有一定的影响；送风制度和装料制度对煤气与炉料相对运动影响最大，直接影响炉缸工作和顺行状况，同时也影响热制度和造渣制度的稳定。
2.下部调节的送风制度，对炉缸工作起决定性的作用，是保证高炉内整个煤气流合理分布的基础。
3.上部调节的装料制度，是利用炉料的物理性质、装料顺序、批重、料线及布料器工作制度等来改变炉料在炉喉的分布状态，与上升煤气流达到有机的配合，是维持高炉顺行的重要手段。
4.选择合理的操作制度，应以下部调节为基础，上下部调节相结合。下部调节是选择合适的风口面积和长度，保持适当的鼓风动能，使初始煤气流分布合理，炉缸工作均匀活跃；上部调节，炉料在炉喉处达到合理分布，使整个高炉煤气流分布合理，高炉冶炼才能稳定顺利进行。
5.正常冶炼情况下，提高冶炼强度，下部调节一般用扩大风口面积，上部调节一般用扩大批重及调整装料顺序或角度。
6.在上下部的调节过程中，还要考虑炉容、炉型、冶炼条件及炉料等因素，各基本操作制度只有做到有机配合，高炉冶炼才能顺利进行。
5 结语
原燃料的物理及化学性能的变化、高炉操作条件的改变、操作的失误等，都会使高炉原有的煤气分布、高炉炉缸的工作状态、炉料的下降状况等发生改变，使高炉顺行遭到破坏，导致炉况波动或失常。由于高炉的冶炼周期长、热惯性大，高炉由顺行变为失常的过程也是逐渐发生的，失常前往往有一些征兆可以通过高炉操作参数的变化判断出来。只要及时发现和抓住这些变化，果断采取相应措施，就可以避免高炉失常或减轻高炉失常的程度。当高炉操作参数发生变化时，应首先检查显示和记录数据的仪表设备是否发生故障，并对高炉操作参数和其他变化进行综合分析，做出正确判断，采取相应的措施。
参考文献：
1. 郑金星 《炼铁工艺及设备》 冶金工业出版社 2011年
2. 韶关高炉工作者 《如何保持高炉生产长期稳定顺行》 冶金工业出版社 2009年
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