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      八鋼南疆1#高爐生產(chǎn)操作實踐

      2014-08-15 00:46:43周文勝
      冶金與材料 2014年4期
      關(guān)鍵詞:爐況爐料焦炭

      周文勝

      (新疆八鋼南疆鋼鐵拜城有限公司,新疆 阿克蘇842300)

      八鋼南疆鋼鐵公司煉鐵廠1#高爐有效容積1 800m3,于2013年5月19日點火投產(chǎn)。開爐后,高爐生產(chǎn)經(jīng)歷了熱負荷試機的低產(chǎn)期、在操作和管理上探索適應(yīng)大型高爐基本規(guī)律和操作制度的探索適應(yīng)期及穩(wěn)定提高期三個階段,從2013年10月開始,高爐呈現(xiàn)爐況順行良好,指標穩(wěn)定提高的較好局面。然而進入2014年3月,由于原料供應(yīng)緊張,爐料結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化,尤其是自產(chǎn)焦炭質(zhì)量下滑,導(dǎo)致高爐出現(xiàn)連續(xù)懸料、管道行程、風(fēng)量萎縮,爐況失常,生產(chǎn)形勢陷入被動局面。公司通過調(diào)整思路,以精細化管理為抓手,多措并舉保高爐穩(wěn)順,實現(xiàn)高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。

      1 爐況失常原因

      1.1 原燃料條件惡化

      (1)入爐礦質(zhì)量下降。受原料市場價格波動及供貨廠家停產(chǎn)檢修影響,外購金嶺球團礦供應(yīng)緊張,高爐原有的原料供應(yīng)平衡關(guān)系破壞,爐料中球團礦配比下降,將酸性燒結(jié)礦配比從原來的8%提高到14%,另配加5%鐵品位在49.9%水平的疆內(nèi)鴻源生礦。由于爐料結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化,生礦品位偏低使入爐礦品位由2月份54.2%降至53.1%,而酸性燒結(jié)礦為落地礦,沫子量大,使得入爐礦整體冶金性能變差,爐況穩(wěn)定性降低。

      (2)焦炭質(zhì)量變差。南疆焦化廠2#60孔復(fù)熱式搗固焦爐于2014年2月24日順利投產(chǎn)出焦,使自產(chǎn)焦能力進一步提升,同時也結(jié)束了1#高爐使用外購焦的歷史。但由于焦爐配套設(shè)施干熄焦未同步投產(chǎn),3月中旬在高爐全部使用自產(chǎn)濕焦的情況下,焦炭質(zhì)量大幅下滑,尤其是冷態(tài)機械強度變差,M40由月初的84.6%下降到75%~79%范圍,相比2014年1~2月的平均值85.3%降低了6%~10%,較低的M40指標使焦炭在爐內(nèi)易碎裂成小塊而影響高爐的透氣、透液性,是此次爐況失常的主要原因。

      1.2 入爐鈦負荷、鋅負荷高

      (1)公司實施低成本戰(zhàn)略,為充分利用釩鈦礦資源,2014年1~3月燒結(jié)工序采用配加一定比例的釩鈦鐵精粉替代高品位鐵精粉方式,實現(xiàn)在同一臺燒結(jié)機組進行高堿度和酸性燒結(jié)礦的生產(chǎn),其中高堿度燒結(jié)礦(R2=1.67倍)含TiO2由0.66%上升到1.65%水平,酸性燒結(jié)礦(R2=0.55倍)含TiO2在4.09%水平。為平衡高爐酸性鐵料缺口,在兩種堿度燒結(jié)礦同時入爐后,隨著酸性燒結(jié)礦配比的提高及生礦的配加,使高爐入爐鈦負荷從16kg/t升高至27kg/t,高爐為控制生鐵含鈦量,緩解爐渣黏稠、粘罐等現(xiàn)象,鐵水PT只能控制在1430~1450℃范圍,操作難度較大。

      (2)高爐入爐鋅量主要由燒結(jié)礦帶入,2014年3月高爐入爐鋅負荷高達1.81kg/t,超過技術(shù)標準規(guī)定的0.15kg/t上限的12倍以上,而燒結(jié)入燒料中高爐布袋除塵灰類含鐵廢棄物及外購進廠的興祚入燒礦含Zn量較高,其中布袋除塵灰含Zn2.38%、興祚入燒礦含Zn0.24%,均已遠超過技術(shù)質(zhì)量標準要求的0.1%上限,是燒結(jié)礦中鋅的主要來源。隨著Zn在高爐內(nèi)的循環(huán)富集,給高爐冶煉帶來不利影響。

      1.3 設(shè)備因素

      主要是干法除塵布袋質(zhì)量存在缺陷可耐溫度降低,頂溫高時易燒損;高爐煤氣含塵量超標導(dǎo)致調(diào)壓閥組磨漏無法控制,使凈煤氣放散和爐頂放散頻繁開啟以及風(fēng)口水套頻繁燒損等因素,高爐在各項參數(shù)還未恢復(fù)全又被迫于2014年3月21日、24日、27日和29日休風(fēng)四次更換除塵布袋、減壓閥組及風(fēng)口水套,加劇了爐況惡化。

      1.4 操作因素

      (1)高爐出現(xiàn)管道行程時減風(fēng)幅度不足,風(fēng)量最低減到1 500m3/min未再多減。由于操作未能完全消除管道,使頂溫高,而爐頂打水未能充分發(fā)揮其降溫作用,造成干法除塵箱體布袋燒損。

      (2)高爐第一次休風(fēng)更換除塵布袋時,用純焦爐煤氣燒熱風(fēng)爐,風(fēng)溫只能送到600~650℃,使高爐二次休風(fēng)前爐溫下降較多,復(fù)風(fēng)時又未充分考慮焦炭質(zhì)量、爐溫偏低和爐缸透液性差,全風(fēng)口送風(fēng)造成風(fēng)口水套燒損較多,使爐況恢復(fù)難度增加、進程減慢。

      2 措施

      2.1 調(diào)整操作管理思路

      面對生產(chǎn)波動的實際情況,煉鐵工作者從鐵前整體系統(tǒng)方面分析存在的優(yōu)勢和短板,確立了以高爐穩(wěn)定順行為基礎(chǔ)的生產(chǎn)操作和管理理念,在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上求規(guī)模、求低耗。大力開展技術(shù)創(chuàng)新工作,提高焦炭系統(tǒng)實物質(zhì)量及設(shè)備運行質(zhì)量,探索高爐穩(wěn)定運行的操作技術(shù),制定高爐攻、守、退的操作制度,盡快理順各工序相互之間的銜接,完善健全各項基礎(chǔ)管理制度,實現(xiàn)精細嚴格管理,為高爐生產(chǎn)穩(wěn)定提供保障。

      2.2 抓好精料工作

      2.2.1 提高焦炭質(zhì)量

      公司對自產(chǎn)焦炭質(zhì)量引起足夠重視,采取多種措施,除改進配煤和煉焦操作穩(wěn)步提高焦炭質(zhì)量之外,還進行了如下工作。

      (1)選擇適當(dāng)?shù)臒捊姑涸醇捌渑浜媳取=?jīng)過市場調(diào)查,公司選擇引進了艾礦1890肥煤、2130焦煤和山西離石1、國貿(mào)5四種優(yōu)質(zhì)煉焦煤,協(xié)調(diào)原料采購部門,對質(zhì)量指標波動大或不合格煤種要求供應(yīng)商整改甚至停進,大大提高了入爐煤質(zhì)量,同時相應(yīng)調(diào)整配煤結(jié)構(gòu),增加1890肥煤,調(diào)整山西煤配比,適當(dāng)降低疆內(nèi)氣煤使用比例,用以穩(wěn)定、提高焦炭質(zhì)量。

      (2)配煤比優(yōu)化研究。利用40kg小焦爐實驗指導(dǎo)配煤生產(chǎn),通過對單種來煤、配合煤的結(jié)焦性進行試驗,為大焦爐確定入爐煤配比,預(yù)測焦炭質(zhì)量,避免了配比變更前后焦炭質(zhì)量的波動。

      (3)強化煤場及備煤操作管理。例如對各種進廠來煤根據(jù)質(zhì)量嚴格按煤種、礦點進行合理分類、堆放,確保不混煤、不錯卸,隨時對煤堆質(zhì)量進行質(zhì)量抽查工作;在堆、送煤作業(yè)過程中嚴格按照“平鋪扇取、先來先用”等工藝原則操作,穩(wěn)定入爐煤質(zhì)量。

      (4)充分發(fā)揮搗固煉焦工藝優(yōu)勢,增大裝爐煤散密度以改善焦炭氣孔結(jié)構(gòu)。

      (5)改善煉焦工藝,采用干法熄焦技術(shù)。公司加快焦化干熄焦項目工程建設(shè),2014年7月初干熄焦投產(chǎn)后,干法熄焦與濕法熄焦相比,干熄焦的焦炭M40提高3%~5%,M10降低0.3%~0.8%,且熱反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強度CSR指標比濕熄焦均有所改善。

      2.2.2 改善入爐礦質(zhì)量

      為改善高爐爐料結(jié)構(gòu),停止配加品位較低的生礦,并根據(jù)生產(chǎn)需要保持一定的燒結(jié)礦堿度和適當(dāng)?shù)腡iO2含量,通過技術(shù)攻關(guān)提高燒結(jié)礦強度達到81%以上。上述措施后,入爐礦品位由53.1%提高到55.2%,熟料率由97.7%提高到100%,入爐礦冶金性能得到改善,使高爐接受風(fēng)量的能力加強。

      2.3 控制入爐鈦負荷和鋅負荷

      (1)優(yōu)化燒結(jié)配料,控制入爐料TiO2負荷。通過合理調(diào)整和控制釩鈦鐵精粉在燒結(jié)混勻料中的配比,對于料場滯存的含釩鈦鐵精粉配比較高的混勻料堆,在使用時采取外配高品位鐵精粉的方式生產(chǎn)高堿度燒結(jié)礦,使直供高爐的成品燒結(jié)礦TiO2質(zhì)量分數(shù)降至1.1%以下,高爐入爐TiO2負荷控制在17kg/t以內(nèi),防止爐渣變稠,爐缸產(chǎn)生粘結(jié),改善了高爐冶煉行程。

      (2)控制氧化鋅入爐負荷。從含鐵原料的進廠、含鐵塵泥處理和入爐把關(guān)方面采取措施,如:在原料的采購過程中,按供貨質(zhì)量標準要求對原料中的Zn含量進行嚴格控制,以降低進廠原料中的鋅含量;燒結(jié)生產(chǎn)中將高爐布袋除塵灰等含鋅較高的冶金塵泥開路外排,不再返回?zé)Y(jié)配料中使用,切斷它們在燒結(jié)和煉鐵內(nèi)部的循環(huán);對入爐料的選用依據(jù)高爐鐵料Zn含量差異不同,通過優(yōu)化配礦來穩(wěn)定爐料限制鋅的入爐量等,有利于高爐減輕鋅害。

      2.4 搞好高爐操作,穩(wěn)定爐況順行

      (1)配加螢石提硅洗爐。鑒于高爐爐缸工作差,鐵前憋風(fēng)較嚴重,爐內(nèi)操作上采取配加螢石洗爐和保持充足的爐缸溫度,同時將礦石批重由59.3t縮小到44.6t,料線由2.4m提高到2.2m,并將綜合負荷0/C由4.5退至3.6,保持中下限熱風(fēng)壓力,用料結(jié)構(gòu)也作了適應(yīng)性調(diào)整:由75%堿性燒結(jié)礦+14%酸性燒結(jié)礦+6%球團礦+5%生礦→82%堿性燒結(jié)礦+3%酸性燒結(jié)礦+15%球團礦。爐外抓好出渣鐵工作。通過上述處理,及時糾正氣流,先保持住爐況順行,為后續(xù)爐況恢復(fù)打下基礎(chǔ)。

      (2)在保證爐況穩(wěn)定順行的前提下,堅持從四大操作制度入手,隨著原燃料條件的變化而變化,不斷優(yōu)化各項控制參數(shù)。爐內(nèi)保證中心氣流,適當(dāng)疏松邊緣,保持氣流分布合理,控制合適壓差水平,維持合適爐溫,從活化爐缸工作抓起,確保全風(fēng)操作,合理調(diào)節(jié)裝料制度,使高爐的正常狀態(tài)逐步得以恢復(fù),為進一步提質(zhì)、增產(chǎn)、增效奠定基礎(chǔ)。

      2.5 加強基礎(chǔ)管理,確保高爐生產(chǎn)

      (1)強化原燃料管理。對原燃料采取延伸管理,由專業(yè)管理人員、崗位操作人員、高爐值班工長組成嚴密的質(zhì)量把關(guān)鏈條,及時與協(xié)作單位及燒結(jié)、焦化等上道工序聯(lián)系溝通,協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的真實有效性,提前掌握來料的質(zhì)量和數(shù)量信息情況,強化在線生產(chǎn)控制,為高爐超前調(diào)劑、主動適應(yīng)原燃料變化提供準確的依據(jù)。抓好原燃料篩分,各班加強巡檢和操作,及時清理篩網(wǎng),盡量篩除粉沫,確保精料入爐。

      (2)提高對高爐管控水平。建立原料質(zhì)量系統(tǒng)預(yù)警機制,把消化原燃料質(zhì)量波動給高爐帶來的影響作為當(dāng)前工作重點,針對不同的外界條件制定靈活的對策,使高爐操作可控。由廠領(lǐng)導(dǎo)、工藝技術(shù)人員蹲點跟班與高爐值班工長分析當(dāng)班操作情況,根據(jù)爐況,確定下一班技術(shù)操作措施,加大動態(tài)掌控力度,提高標準化操作水平。

      (3)強化生產(chǎn)組織管控。要求高爐牢固樹立“高爐失常就是事故”的理念,在生產(chǎn)過程中加強異常事故或緊急事故情況的預(yù)警及處理,提高信息傳遞的及時性、準確性和緊急事故處理的應(yīng)變能力,保證了預(yù)警響應(yīng)體系有效運行,達到信息反饋、物流銜接與生產(chǎn)緊扣匹配的效果,實現(xiàn)生產(chǎn)組織無間隙。

      (4)強化設(shè)備管理。制定了周密嚴格的點檢制度,對關(guān)鍵設(shè)備實行專業(yè)點檢,責(zé)任到人,為高爐穩(wěn)定順行提供保障。

      3 結(jié)語

      高爐煉鐵生產(chǎn)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,保持高爐連續(xù)穩(wěn)定高效的生產(chǎn),需要高爐生產(chǎn)的管理和操作者協(xié)調(diào)多方面的工作,技術(shù)層面應(yīng)扎實借鑒國內(nèi)外高爐煉鐵的先進歷史經(jīng)驗,不斷優(yōu)化探索和選擇適合自己高爐的操作制度,實現(xiàn)科學(xué)煉鐵。同時,需要科學(xué)管理,運用企業(yè)現(xiàn)代化管理的知識,結(jié)合本企業(yè)實際特點制定出合理有效的方法,為高爐生產(chǎn)創(chuàng)造良好的穩(wěn)定基礎(chǔ),從而促進企業(yè)更加持續(xù)健康的發(fā)展。

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