摘 要:本文通過“風口灌渣”以及“上錯料”等問題,明確提出了“凡是較大幅度的爐溫下降或者爐子向涼,均不是一批料或者幾批料所能夠導致的!也不是‘基本配料負荷重’所致的!而是由爐墻粘結物脫落或稱渣皮脫落所致”的觀點;通過“滯留物”、粘結物的及時發(fā)現(xiàn)及時處理方法;通過“大小風機頻繁倒換”的案例,通過安徽某高爐實現(xiàn)利用系數(shù)6.0t/(m3·d)的事例,通過高爐“爐缸凍結”事故“絕跡”的事實,提出了“有多大的風就會有多大的爐膛”以及“高爐強化程度越高越安全”的觀點;通過原燃料質(zhì)量對高爐操作以及爐況穩(wěn)定順行的重要性,提出了進一步提高高爐風壓水平,進一步提高高爐強化水平,進一步提高噴煤比的可能性;通過高爐對塊狀原燃料過度依賴的問題,提出了讓高爐直接使鐵礦粉并冶煉出優(yōu)質(zhì)鐵水的解決方案;文中還指出,當高爐操作者真正認識到上述問題,并實現(xiàn)了高度強化,以及能夠讓高爐直能夠接使用鐵礦粉,就實現(xiàn)了高爐的實質(zhì)性飛躍,這將為鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益,并非常有利于鋼鐵企業(yè)碳達峰和碳中和。
關鍵詞:高爐操作 滯留物 粘結物 渣皮 軟渣皮 硬渣皮
1 前言
前段時間,寶武鋼鐵集團董事長陳德容說過,“高爐是極高效率的反應器”!“要為‘保衛(wèi)高爐’而戰(zhàn)!為煉鐵的榮譽而戰(zhàn)”!“如果高爐能夠實現(xiàn)碳減排碳中和,是完全能在未來鋼鐵生產(chǎn)中發(fā)揮巨大作用的”!筆者對此深有同感,并信心滿滿!因為筆者在濟鋼煉鐵廠工作了37年,即干過爐前工又從事過高爐操作,又在技術科工作至退休,因此,對高爐有一種特殊的感情,甚至直到現(xiàn)在,仍然經(jīng)常上“煉鐵網(wǎng)”,仍然關注高爐煉鐵方面的事情,仍然關注高爐操作方面的事情;雖然近年來“氫還原豎爐”及“全氧高爐”被逐漸炒熱,但筆者認為“它們”趕上和超過現(xiàn)有高爐的時間還遠著呢!其短時間內(nèi)是無法替代現(xiàn)有高爐的!因為現(xiàn)有高爐仍然具有“其它煉鐵方法”所不具備的巨大的產(chǎn)能優(yōu)勢、較低的成本優(yōu)勢、較高的效率優(yōu)勢和優(yōu)良的與煉鋼工序相配合的優(yōu)勢;只要是為高爐進一步抓好原燃料質(zhì)量,進一步對高爐實施強化,進一步提高對爐墻“粘結”問題的及時發(fā)現(xiàn)和及時處理能力,高爐仍然能夠長時間地在鋼鐵企業(yè)中發(fā)揮中流砥柱作用,這一地位是短時間內(nèi)其它煉鐵方法所無法撼動的!由于筆者發(fā)現(xiàn),直到現(xiàn)在,在高爐操作方面特別是爐況、爐溫把握方面以及高爐強化方面、提高噴煤量方面,有些問題有些人甚至至今還仍然沒有認識清楚,例如對高爐冷卻壁損害極大的所謂的“中部調(diào)節(jié)”仍然還有人在用!為此,筆者覺得非常有必要,從個人在高爐操作方面的感受、認識,以及以往針對高爐操作方面所進行的一些研究探索角度,從宏觀方向做一下敘述,以便于煉鐵界同仁了解或者研究,由于其中一些見解屬于首次提出,極有可能引起爭議,甚至批評甚至提出反對意見!總之,只要是為了高爐煉鐵事業(yè)的發(fā)展進步怎么討論怎么辯論都行。
2 從事高爐操作期間所遇到的印象較深的問題及其處理方法以及認識和隨后所進行的研究與探索
2.1、 風口容易灌渣問題
筆者1976年至1988年從事高爐操作。那時候的高爐,原燃料質(zhì)量差且不穩(wěn)定,鼓風機能力不足風壓水平低,技術裝備比較差機電設備故障頻發(fā),加上“人工上料”(此時的人工上料雖然已經(jīng)是在室內(nèi)通過撥動開關進行遠程操作了,但由于其操作仍然屬于單一開關對應單一的“閘門”或者振動篩或者漏斗,因此仍然屬于“人工上料”)隨意性強,易導致爐溫波動和爐況波動;由于上述原因也致使高爐操作難度極大,崩料、懸料幾乎是家常便飯,風口灌渣、爐缸凍結幾乎每座高爐每年至少發(fā)生一次,因此,高爐生產(chǎn)技術指標普遍較差;特別是剛入職高爐值班室的前兩年,高爐風口灌渣事故較頻繁,最嚴重時甚至一周發(fā)生一次!實在令人不解!但當時的老師們卻都說是高爐風壓低“邊沿發(fā)展”所致!但從處理風口前“渣殼”時卻發(fā)現(xiàn),在爐內(nèi)的風口前圓周上均有很厚的粘結物存在,同時在“摳出火管內(nèi)殘渣”時,有一位幫著“打錘”的上料師傅說,就是連續(xù)幾批料“只上礦石不上焦炭”也不至于這樣?這句話深深地記在筆者心中。
2.2 、上料工“插錯程序”連續(xù)4個多小時少上一車焦多上一車礦
某天早晨6點多在一次“變料”時,某上料工“插錯程序”,將原本一車焦炭的位置錯當成一車礦,插在“程序插孔”中(由于當時沒有計算機控制上料,只能利用兩排程序插孔來變換裝料程序和裝料順序,即一排是焦炭插孔一排是礦石插孔,即插頭插在焦炭插孔中就上焦炭,插在礦石插孔中就上礦石),直至上午10點多鐘又去“變料”時才被發(fā)現(xiàn),至此已經(jīng)連續(xù)4個多小時少上了一車焦多上了一車礦,累計欠裝焦炭量已達25t以上,于是將此事報告了爐長,由于當時爐況本身還沒有出現(xiàn)任何反映,筆者建議只補充所欠焦炭的1/2就行,然后采取提高風溫并適當減風的方法予以應對,但爐長不敢采納,隨即補足了焦炭;結果:不但沒有發(fā)生風口灌渣反而因為補焦“過多”造成高爐大幅度“返熱”而發(fā)生了懸料;這一案例正好驗證了上面“上料師傅”所說的那句話。通過上面兩件事情使筆者認識到:凡是較大幅度的爐溫下降或者爐子向涼,均不是一批料或者幾批料所能夠導致的!也不是“基本配料負荷重”所致的!而是由“爐墻粘結物脫落或稱渣皮脫落”所致!因為只要風口前沒有明顯的“下大塊”現(xiàn)象,就說明其“粘結物”脫落的位置較高,至少是在爐腰以上,甚至是在“軟融帶”部位下來的,之所以造成較大幅度的爐溫下降或者爐子向涼,就是因為其“粘結物”在下降過程中吸收大量的熱,而其到達風口時就已經(jīng)“熔化”了,但在風口前仍然會顯示出“涼”和“下料塊”;而“爐腹粘結物”的脫落,由于位置較低其大塊沒有足夠的時間熔化,就在風口前呈現(xiàn)出明顯的“大塊”,并且“爐腹粘結物”脫落是最危險的,是最容易導致“風口灌渣”和“爐缸凍結”的。
2.3 成功地防止了一次“風口灌渣”以及“風口區(qū)域凍結”事故
記得有一次風口前面突然大面積“下粘結物”,風壓快速“爬升”,“探尺呆滯”下料不暢,逐漸地風口前開始“飄渣”,隨后開始“涌渣”;按照常規(guī),遇上這種情況往往都是先進行“減風”,但此時卻不能減風,只要一減風風口立即就會“灌渣”,如果風口灌渣,則“休風”處理灌渣期間必然致使風口區(qū)域本來就溫度不足的爐渣會迅速“凝固或稱凍結”,后面的處理將面臨巨大的難度;由于深知這一點,于是決定暫時不減風,立即安排打開渣口放渣,結果渣口打開后出現(xiàn)“空吹”,一點渣也沒有;由于知道上一爐鐵放的很干凈,又知道了渣口無渣,便確認爐缸內(nèi)基本上沒有多少渣鐵;但仍安排立即打開鐵口,當鐵口打開后只排出很少的鐵渣便開始“空吹”,于是堅持鐵口“空吹”達半小時之久后,風口前飄渣、涌渣現(xiàn)象暫時消失,即風口前的渣通過爐缸中心被吹到爐缸下面去,但風口區(qū)域大量的粘結物仍然存在,并且此時高爐已經(jīng)處于“懸料”狀態(tài),于是便實施“拉風坐料”,“坐料”后風口區(qū)域的粘結物落入爐缸,風口解圍,爐子風口以上恢復正常,但爐缸卻是特別“涼”的,隨即采取集中加焦的方法用于恢復爐缸溫度。通過這次成功處理的案例,認識到當風口區(qū)域突然出現(xiàn)大面積下粘結物時,首先判定它是否是“爐腹粘結物脫落”,同時要判斷并確認爐缸內(nèi)(這里指風口以下區(qū)域)是否有空間,只要爐缸內(nèi)有空間,就完全可以不急于減風,但必須要及時打開鐵口,使風口通過爐缸中心向下達到鐵口保持一條的“通道”(因為一般情況爐缸中心的溫度都是比邊沿的溫度要高的),以便于風口前的渣、鐵能夠順利進入到爐缸下部,只要把握好這些原則,就能夠避免風口灌渣甚至延伸成為“風口區(qū)域凍結”(實際上就是爐缸凍結);關于現(xiàn)在的高爐為什么很少見到“爐缸凍結”了呢?后面還有專門敘述。通過上面的敘述還能夠看出:“爐墻下粘結物”或者“下渣皮”,特別是爐腹部位的“粘結物”或者“渣皮”才是高爐操作最難應對的,也是爐溫快速下降的元兇!
2.4 關于上“洗爐料”容易引起“爐涼”的問題
1980年以前,由于當時高爐風壓水平低,原燃料質(zhì)量差且波動頻繁,非常容易導致爐墻“粘結”;通常情況下,當確認爐墻有粘結現(xiàn)象并且影響到爐況、影響到經(jīng)濟技術指標時,一般需要采取“熱洗爐”的方法處理;所謂的“熱洗爐”,就是“多加焦炭”同時改上“倒裝料”,所謂的“倒裝料”就是把焦炭布到靠近爐墻的邊沿區(qū)域,用于發(fā)展“邊沿氣流”,利用溫度較高、較發(fā)達的“邊沿氣流”來清洗粘結物;對于“熱洗爐”當時普遍認為:需要洗的東西——“粘結物”應該是在上了一段時間的“倒裝料”后才能夠下來,因此,在安排“洗爐料”時,往往把較大的加焦量都安排在后面,往往是按照先加一車焦再上7批倒裝料作為一組,上2~3個循環(huán)后,才把加焦量逐漸加大,其結果是倒裝料還沒有下來爐子就先“涼了”,最嚴重的一次則造成了風口灌渣,自此以后,甚至有人談到上倒裝料洗爐就有些恐懼;但筆者認為只要把預定在后面加入的焦炭提到前面來就應該能夠解決這一問題,于是便利用當班上洗爐料的機會,把焦炭提前加入;其具體方法是:在上倒裝料前20批時就先集中加入4車焦炭(當時的高爐是255m3,一車焦炭的重量是1.1t),在開始上倒裝料時再集中加入4車焦炭,隨后在上倒裝料的同時逐漸遞減加焦量,在加焦炭總量與計劃洗爐用加焦總量相等的情況下,成功地避免了爐涼,并且順利地完成了洗爐;自此以后該方法得到了大家的認可并相繼采用。上述方法的成功應用,徹底改變了人們在熱洗爐方面的操作習慣,也為后面“集中加焦”方法的更靈活應用提供了借鑒;甚至將“集中加焦”作為了一種日常操作的方法,用于清洗爐墻上的“滯留物”,為此筆者還撰寫了一篇名為《“調(diào)節(jié)層”在高爐日常操作中的應用》的文章,發(fā)表在1993年《煉鐵》第三期上,得到了不少人的引用。關于上幾批洗爐料后為什么就會發(fā)生爐涼的問題,筆者認為:當用于“洗爐”的“倒裝料”入爐后,其邊沿氣流迅速得到發(fā)展,其中大量的煤氣被“白白地放走”(即沒有參與間接還原),由于其煤氣利用率的迅速降低和間接還原的減少,相當于其倒裝料前面的“正常配料”的“配料負荷被加重了”,這才應該是倒裝料還沒有下來爐子就“先涼”的主要原因。
2.5 關于“滯留物、粘結物、渣皮、軟渣皮、硬渣皮”如何判別和如何處理的問題
2.5.1、關于“滯留物、粘結物、渣皮、軟渣皮、硬渣皮”的判別
“滯留物、軟渣皮、硬渣皮”的名詞是筆者提出的,其中“滯留物”較早出現(xiàn)在《“調(diào)節(jié)層”在高爐日常操作中的應用》文章中;“軟渣皮、硬渣皮”是筆者在本文中為了區(qū)別“粘結物與渣皮”而提出的;之所以提出這些詞語一是為了便于敘述,二是為了容易讓大家識別,以便于在遇到時不夠有針對性地做出恰當合理的應對。“硬渣皮”一般是粘結在爐腹部位,并且比較罕見;只有上世紀八十年代初,頻繁盡興“大小風機倒換”時筆者才遇到過兩次,一次幸好是在高爐中修扒爐時脫落的,除延長了“扒爐”時間外,沒有造成其它影響;另一次則是在正常生產(chǎn)期間脫落的,該“渣皮”脫落后像“鐵板”一樣一下子“擋在”風口前面,幾乎全部風口瞬間變黑,用鋼釬一捅便“當當”地向后反“彈”,很快上面下來的渣鐵都被堵在風口前,風口小套接二連三地燒壞,隨后又有幾個風口中套被燒壞,最終導致爐缸凍結!遇上這種情況簡直是一點辦法都沒有!因為爐缸內(nèi)沒有這么大的承受能力! 現(xiàn)在通常所說的“渣皮”一般都是指“軟渣皮”,即從風口前上面慢慢地往下降落的,并且還能夠在風口前熔化的;關于“軟渣皮”與“粘結物”與“滯留物”的界定問題,濟鋼這邊曾經(jīng)統(tǒng)一過口徑,指如果相鄰的4個風口同時并連續(xù)下“粘結物”,就可稱為下“渣皮”,即認可“軟渣皮”也是一種“粘結物”;“滯留物”實際上也是一種“粘結物”,是指能夠確認的是在短時間內(nèi)沾上去的或者是剛剛沾上去的東西,一般是指兩天內(nèi)剛剛沾上去的,沾上去時間稍長一點的就被稱為“粘結物”或者“渣皮”了。
2.5.2、關于爐墻上“滯留物”及時發(fā)現(xiàn)的方法及其簡單易行的清理措施
筆者當班時曾經(jīng)通過對入爐原燃料的質(zhì)量,包括“目測外觀質(zhì)量”,以及爐溫趨勢和氣化冷卻汽包排氣情況,以及料車裝料情況、“探尺”鋼絲繩松緊等多方面進行綜合判定,并通過自己多次應用和經(jīng)驗積累,認為對判斷爐墻上是否有“滯留物”能夠有較高的命中率,只要堅持應用并養(yǎng)成習慣就能夠越用越熟練;同時結合已經(jīng)掌握的能夠及時清除“滯留物”的“集中加焦方法”,就能夠很好地穩(wěn)定爐溫和穩(wěn)定爐況(見《“調(diào)節(jié)層”在高爐日常操作中的應用》)。由于上述方法涉及的“觀察點”太多,無法讓更多的人掌握;后來筆者發(fā)現(xiàn),通過理論出鐵量和實際出鐵量作對比的方法也能夠及時發(fā)現(xiàn)“滯留物”的存在,并認為不管是“滯留物”還是“粘結物”其內(nèi)部都是含有“鐵元素”的,其最終都是能夠通過出鐵量體現(xiàn)出來的;于是覺得,如果能夠讓工長爐爐都能夠拿理論出鐵量與實際出鐵量做對比,并養(yǎng)成爐爐對比、班班對比、天天對比的良好習慣,就能夠及時發(fā)現(xiàn)爐墻上是否有“滯留物”,并能夠及時采取措施予以清理,就能夠避免將“滯留物養(yǎng)成粘結物”;為了便于推廣應用,筆者曾做過一段時間的統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)正常情況下其每天的理論出鐵量和實際出鐵量的兩條曲線基本上是平行的,即理論出鐵量一般都會大于實際出鐵量,因為當時計算理論出鐵量采用的是簡易算法,即不考慮除塵灰里面的鐵份,同時還發(fā)現(xiàn)了兩條曲線之間的距離在“逐漸拉大”后又出現(xiàn)了“相交”的現(xiàn)象,經(jīng)分析比對確認,其“逐漸拉大”有兩種原因,一是實際出鐵量減少,理論出鐵量不變;二是理論出鐵量在增大,實際出鐵量不見增長;這兩種現(xiàn)象均說明“滯留物”在逐漸形成;而“相交”則說明實際出鐵量突然大于理論出鐵量,則說明“滯留物”已經(jīng)脫落;于是認為該方法簡單易行易于掌握,并覺得非常有利于高爐操作管理,于是1998年提出建議后被廠長采納,并安排所有高爐采用,并一直沿用到2017年濟鋼停產(chǎn),實際上已經(jīng)讓高爐操作者養(yǎng)成了一種有益于高爐操作的良好習慣。這期間還不止一次地通過理論出鐵量計算結果,及時發(fā)現(xiàn)鐵水地磅“缺斤少兩”的“失準”問題,并通過及時向上級部門反映并及時安排校準,為煉鐵廠挽回了不應有的損失。當前幾乎所有的大型煉鐵廠高爐,幾乎每個罐位的下面都安裝了軌道衡,這將更加有利于理論出鐵量與實際出鐵量的對比,將更加有利于爐墻“滯留物”的發(fā)現(xiàn)。如果從新建高爐投產(chǎn)開始就不間斷地采集并積累理論出鐵量與實際出鐵量對比的數(shù)據(jù),并結合當前的大數(shù)據(jù)的分析能力,將更加有利于隨時發(fā)現(xiàn)爐墻“滯留物”或者“粘結物”是否形成是否存在,以及存在多少,以便于做出恰當?shù)膽獙Υ胧?,以便更加有利于高爐操作管理。由于前面說過上世紀八十年代能夠通過“氣化冷卻汽包排氣情況”判斷爐墻上是否有粘結物的問題;但自1989年以后,濟鋼350m3高爐開始改為軟水密閉循環(huán)冷卻,采用軟水密閉循環(huán)后一時間沒有找到合適的判斷爐墻粘結的方法;至九十年代中期,筆者通過在冷卻壁冷卻水的出水管上安裝“雙金屬片溫度計”的方法,發(fā)現(xiàn)對于及時判斷爐墻是否粘結有一定的作用,但是由于每次查看其出水溫度都需要爬到爐體上去,顯得十分不方便;由于當時在爐子圓周上同時安裝了6支“雙金屬片溫度計”,通過幾年的觀察,發(fā)現(xiàn)有時候各溫度計的顯示值存在不同,于是便結合爐身溫度、爐喉溫度進行分析,認為應該是其圓周上粘結物的厚度“不一致”所致;于是通過公司立項,與鋼研總院合作開發(fā)了“高爐冷卻壁冷卻水進出水溫差檢測系統(tǒng)”;該系統(tǒng)2001年在6#350m3高爐安裝實施,打算利用該系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)爐墻粘結以及粘結部位并通過具體溫度值假定出一定的厚度值,但由于數(shù)據(jù)采集量太大,人工分析難以招架,再加上當時的計算機的處理能力不足,最終也沒有撲捉到具有實用價值的數(shù)據(jù),為此感到非常惋惜!通過大家對爐墻粘結問題的持續(xù)關注,又找到了更加簡單的方法,就是直接利用冷卻壁冷卻水出水總管的總的出水溫度與總的進水溫度的對比,來觀察其水溫差,直接用總的水溫差來判斷爐墻上是否有粘結現(xiàn)象,不再考慮局部粘結問題;該方法自2007年由廠領導推廣應用,并依照各個爐子的具體情況選定各自適合的水溫差,并要求各班工長按照該值,通過調(diào)整邊沿的布料圈數(shù)或者布料角度,來保證水溫差的穩(wěn)定,如果發(fā)現(xiàn)水溫差有降低趨勢,可以通過在邊沿增加一圈焦炭或者減少一圈礦石的方法,或者采取向邊沿部位增加“半度”的布焦角度,或者減小“半度”布礦角度的方法進行靈活調(diào)整,直至2017年濟鋼停產(chǎn),各高爐已經(jīng)把該方法運用到爐火純青的程度!由于能夠有效地及時地發(fā)現(xiàn)爐墻粘結,并能夠及時將 “滯留物”清除,使高爐爐墻粘結問題得到了有效地防止和控制,使高爐爐況能夠持續(xù)穩(wěn)定順行,使1750m3高爐利用系數(shù)達到了3.0t/(m3·d)的歷史最好水平。在及時清理爐墻粘結物(滯留物)的方法方面,除了上面所說的調(diào)整邊沿布料圈數(shù)和角度外,還有單純“集中加焦”法和“集中加焦+‘集中投球’”法;所謂的“集中投球”就是“整批”地使用球團礦并單獨“打料”,該方法的原理就是充分利用球團礦的“酸性”和較高的“氧化鐵”含量來清洗爐墻,只要做到及時使用,其對于爐墻的清洗效果是非常明顯的,濟鋼自2007年起,幾乎所有高爐的工長人人會用。
2.5.3、及時清理爐墻上的“滯留物”(粘結物)需要工長的責任感需要爐長的宏觀管理
上面談了如何及時發(fā)現(xiàn)爐墻上“滯留物”(粘結物)的方法和具體的清理方法,筆者認為,除此之外還需要爐長的“宏觀管理”,即把具體操作細節(jié)交給工長去做,“放權”于工長,讓工長大膽地去應用,只有這樣才能夠鍛煉出一支有責任感、有擔當?shù)摹⒓夹g過硬的高爐操作者隊伍;不要怕工長用錯,用錯一次,下次就不會再錯了,最終受益的還是“爐子”,“爐子受益”了大家都受益!如果爐長不授權,工長永遠得不到鍛煉,也不可能在關鍵時刻拿出準確果斷的處理措施,也不會增強工長的責任感,如果工長沒有責任感,不敢于及時采取措施處理,對于高爐來講其結果就是把“滯留物”養(yǎng)成“粘結物”,把“粘結物”養(yǎng)成“爐墻結厚”甚至“結瘤”。因為筆者對此有非常深刻的感受,就是某年在值班時發(fā)現(xiàn)了爐子有粘結現(xiàn)象,曾幾次建議爐長采取措施處理,爐長卻說“看不出來”不愿意處理;好在那次的粘結均是呈“滯留物”狀態(tài)的,并且是大約兩個班的時間“往上沾”,一個班的時間脫落,幾乎呈周期性,一連好幾天都是如此,向爐長反映又無果,無奈之下,自己冒著違反紀律的風險(所謂違法紀律是指當時爐長沒有“放權”,工長通常最大的加焦量權限是兩車,工長除了能夠適當調(diào)整一下負荷、調(diào)整一下風溫外沒有其它權限),于是在爐子“向涼時”(即滯留物開始下來時)采取“集中加焦”(一次加入4車)的方法,一連幾天均利用當班時間(即爐子“向涼時”,滯留物開始脫離時)“集中加焦”,徹底處理好了當時的“滯留物”粘結、脫離頻繁的問題;由于對那次處理的成功,因此印象特別深刻,后來才總結性地寫出那篇《“調(diào)節(jié)層”在高爐日常操作中的應用》的文章;從此以后也得出了高爐操作最大的問題就在于“爐墻粘結問題”的結論,并認為只要把發(fā)現(xiàn)、防止和避免“爐墻粘結”工作做好了,高爐就無往而不勝!關于“爐溫‘向涼‘不是基本配料負荷所致的”問題,筆者當班期間專門做過幾次嘗試,就是在發(fā)現(xiàn)風口“向涼”并零零星星地下一下小塊的粘結物時,不按照常規(guī)先“輕負荷”,即每批料減少100kg或200kg礦石,而是全面對爐況運行情況進行評估;首先要知道爐墻大約有多少粘結物(當時是看氣化冷卻的汽包排氣情況),對爐況安全能夠構成多大威脅;二是觀察確認原燃料質(zhì)量(即查看近幾天理化指標的變化趨勢,目測外觀質(zhì)量變化情況),核對裝料情況和基本配料負荷;通過上面一系列分析確認后認為:爐溫下行純屬“下東西”所致,與原燃料質(zhì)量與基本配料負荷沒有關系,于是果斷采取“集中加焦”的方法,而“沒有減輕基本配料負荷”;當“集中加焦”下來后迅速補充上“爐缸內(nèi)損失的熱量”,爐溫隨即恢復到正常水平,大幅度減少了因“輕負荷”提升爐溫,以及事后再“加負荷”降低爐溫的“過渡期”,非常有利于爐溫穩(wěn)定和爐況穩(wěn)定,也有利于高爐增產(chǎn)和節(jié)焦;但敢于如此操作是必須要有一定責任感和技能的!為此筆者才在上段專門要求爐長放權!這才是為了徹底搞好高爐操作的初心所在!因為只有這樣才能夠使高爐長治久安。通過上面2.5.1、2.5.2、2.5.3和前面的2.1 、2.2,完全能夠認識到,“凡是較大幅度的爐溫下降或者爐子向涼,均不是一批料或者幾批料所能夠導致的!也不是‘基本配料負荷重’所致的!而是由‘爐墻粘結物脫落或稱渣皮脫落’所致!”該結論是筆者通過多年的高爐操作經(jīng)驗結合持續(xù)地跟蹤研究所發(fā)現(xiàn)并歸納總結出來的!
2.6 關于“微風洗爐”及“休風洗爐”的問題
1981年底至1982年初,是濟鋼第一座255m3改350m3高爐投產(chǎn)的初期,上料系統(tǒng)因機電設備故障影響上料的事情頻發(fā),“空料線慢風待料”現(xiàn)象幾乎天天發(fā)生;由于當時的“領導不允許輕易休風”,致使有時候不得不使用“風閘放風”來“減風”,其風壓水平最低時曾經(jīng)減到80mmHg柱(即只有10.6kPa),幾近休風!當能夠上料以后又迅速“趕料線”加風,雖然如此折騰,但爐子本身非常好操作,只要“趕上料線”加上風去,爐子就能夠順行;起初筆者也不得其解,隨后通過反思認為,“領導不允許輕易休風”實際上是“歪打正著”了!正是由于“領導不允許輕易休風”,而使爐子經(jīng)常處于“微風洗爐”狀態(tài),正是由于能夠及時“微風洗爐”,才使得“爐墻特別干凈”,才使得爐子任意趕料線任意加風而爐況不失常!不難看出“爐墻干凈”對高爐操作、對高爐爐況順行是多么的重要!后來一直想利用該原理創(chuàng)立一個“微風洗爐方法”或者“休風洗爐方法”,以便于增加一條爐況處理方面的選項;但幾經(jīng)建議均未能得到有關領導的認可!希望看到該報道的熱心領導能夠有機會安排一試,以便于為高爐操作調(diào)劑增加一個選項。關于“休風洗爐”筆者也曾不止一次地建議,但均未能得到認可!但筆者仍然總是在尋找機會想辦法去找到能夠有說服力的證據(jù);曾幾次在高爐休風換風口時,筆者就拿著測溫儀到爐身中部去測量“支梁水箱”中間“方孔”內(nèi)的溫度,發(fā)現(xiàn)正在換風口的正上方的“支梁水箱”中間“方孔”內(nèi)的溫度明顯高于沒換風口部位的溫度(其溫度高是因為“開著風口”進氧氣產(chǎn)生燃燒升溫所致);還發(fā)現(xiàn)高爐休風后上述“支梁水箱”中間“方孔”內(nèi)的溫度明顯高于正常生產(chǎn)時的溫度;通過這些測量比對加上“熱向上”原理,認為當高爐休風后如果打開“窺視孔”,其風口前就能夠處于自然燃燒狀態(tài),而此時的燃燒狀態(tài)就相當于上面所述的“微風”狀態(tài);因此,筆者認為利用休風機會處理(清理)一下爐墻應該是一個絕佳的機會!它不僅能夠清洗爐腹、爐腰部位的粘結物,而且對于正常送風狀態(tài)甚至“熱洗爐所夠不到”的“爐身中部”的粘結物也能夠順利地洗下來;只要是上料系統(tǒng)和料面具備打料條件,只要在休風狀態(tài)仍然能夠打料,只要能夠及時采用打料方法控制住爐頂溫度,該方法就能夠使用,并且不占用正常生產(chǎn)時間,應該說如果掌握了該方法,將非常有利于及時利用休風機會清洗爐墻粘結物,只要是爐墻干凈就非常有利于高爐長期穩(wěn)定順行。
2.7 關于爐缸涼、熱及爐缸粘結甚至爐缸堆積問題
大家知道,業(yè)內(nèi)通常所說的“爐缸”,實際上是指“風口以下”的爐缸部位;所謂的爐缸涼、熱及是否粘結也是指“風口以下”;通過上面2.1、2.2和2.5、2.6的敘述,結合高爐的工作原理,應該能夠想到,爐缸“風口以下的區(qū)域內(nèi)是不再產(chǎn)生熱量的”!因此,它的涼、熱均由風口以上所決定!參照上面四段的敘述,不難想象,只要風口前連續(xù)下粘結物,其爐缸(指風口以下部位)就必然會涼!如果風口前下過一段時間的粘結物,并且不能馬上給爐缸補充足夠熱量,爐缸就會“粘結”,當粘結的“多了厚了”就成為了“爐缸堆積”;當“爐缸堆積”形成了,再去處理其難度就比較大了,這和上面所說的爐墻上剛剛粘結上去的“滯留物”一樣,如果不能“馬上處理”就會“被冷卻下來”形成“結厚”,其“結厚”發(fā)生在爐缸就是“爐缸結厚”,其結厚的程度影響到爐況或者影響到生產(chǎn)技術指標了就屬于“爐缸堆積”了。這里所說的“馬上處理”就是像前面所說的對待剛剛粘結在爐墻上的“滯留物”,如果不能夠“馬上處理”就會形成“爐墻結厚”的情況一樣;對剛剛從風口上面下到爐缸里來的“粘結物”也應該看作是一種“滯留物”,如果不能夠“馬上處理”就會成為“爐缸結厚”,如果還不進行處理就會成為“爐缸堆積”;其演變過程實際上是一個非常簡單的“降溫過程”;其原理就是:剛剛下來的“粘結物”還是能夠“熔化”的,只是比“正常溫度”稍微低了一點點,當其通過風口前時雖然被進行了“加熱”,雖然勉強達到剛剛能夠“熔化”的程度,但該溫度距離正常的渣鐵溫度還是有明顯差距的,但是它相對于“結厚物”和“堆積物”來講,其溫度還是“比較高”的,如果這時能夠及時對其進行“加溫”處理,它就能夠迅速地熔化,其所需要的熱量僅相當于處理“爐缸結厚”或者“爐缸堆積”的幾十分之一,這一比值是筆者經(jīng)過了測算過的;因此,在識別和防止“爐缸結厚”或者“爐缸堆積”方面,濟鋼的意識還是比較超前的,曾以技術科的名譽召開會議并“發(fā)文”,明確告訴爐長允許在4個風口連續(xù)下粘結物的時候,允許工長采用“集中加焦”;實踐證明,及時采用“集中加焦”的方法是非常有效的,它不僅能夠及時清除“爐墻粘結物”即“滯留物”,也能夠及時處理“爐缸粘結物”——也是一種“滯留物”(指剛剛下來的);而且通過及時處理還不會給高爐留下后遺癥,因為它們都是剛剛沾到爐墻上去或者剛剛下到爐缸里來的,相對于“已經(jīng)沾上去的”其溫度還是比較高的,只要是再“多”給它增加一點點熱量它就不會被“冷卻下來”沾在爐缸上面,這一點應該引起大家重視和理解;對于原燃料質(zhì)量較差且容易波動的廠家,對于遇到突發(fā)性原燃料質(zhì)量變差而造成的風口前連續(xù)下來粘結物時,只要掌握了上面所述的識別方法和判斷方法,并及時準確地采用“集中加焦”(集中投球)方法處理,不僅能夠減少“爐缸粘結”的幾率,還能夠減少爐況失常的幾率。
2.8 關于“中部調(diào)節(jié)”是否有必要和對冷卻壁的損害問題
所謂的“中部調(diào)節(jié)”一般是指“降低爐腹、爐腰和爐身下部的冷卻強度”即減少冷卻水量,該方法濟鋼在1996年前也用過,發(fā)現(xiàn)不但效果“甚微”甚至沒有效果,而且發(fā)現(xiàn)對冷卻壁的損害卻十分巨大!因為采用該方法的目的是為了“處理爐墻粘結或者結厚”;但筆者曾發(fā)現(xiàn)當爐墻局部的粘結物脫落以后,對于圓周上來講,該局部就像是出現(xiàn)了一個“缺口”,此時,就會有相當一部分煤氣流會集中到此處,致使該部位的氣流就像“火焰切割”一樣無情地沖刷該部位的冷卻壁,加上此時冷卻壁的冷卻水流量已經(jīng)減少,其冷卻壁很快就會被燒壞;因為大部分高爐的冷卻壁是無法進行局部提高冷卻水量(或稱冷卻強度)的,當發(fā)現(xiàn)局部粘結物脫落以后,即使想為其提高水量也無法操作!研究還發(fā)現(xiàn)即能夠為其提高水量,但由于該局部的熱流強度太大,其冷卻水對冷卻壁的保護作用也十分有限!通過上述認識提出“廢除中部調(diào)節(jié)”的建議,1996年被廠長采納后,濟鋼再也沒有使用過該方法處理爐墻結厚,因為該方法“反映遲鈍”并且不可控,遠不如在爐內(nèi)及時加焦設置“調(diào)節(jié)層”或者采取適當放開邊沿氣流的方法來得快效果好;然而筆者發(fā)現(xiàn)直到去年還有廠家采用“中部調(diào)節(jié)”的報道,為此,筆者認為仍然有必要撰寫該段,以便于讓更多的人了解,以便于選擇采用更塊更好的爐內(nèi)“清洗”方法予以處理,以便于在維護好爐體的情況下快速恢復爐況。
2.9 關于“調(diào)風口、堵風口”以及“風口流量檢測”方面的探討
多年以來,“調(diào)風口(即調(diào)整風口小套內(nèi)徑的大?。?、堵風口”幾乎成了高爐操作的一部分,對于“堵風口”,筆者認為特殊情況下,如某風口下面爐缸部位侵蝕嚴重或者溫度過高,臨時堵住該部位的幾個風口是有作用的也是必要的;如果是休風后剛復風,臨時堵住幾個風口以利于回復爐況,也是正確的;但對于說堵上幾個風口就能夠“提高鼓風動能”,依靠“提高鼓風動能”來恢復爐況的說法不表示贊同,因為筆者沒有發(fā)現(xiàn)單純依靠“鼓風動能”指導高爐操作能夠成功的案例!對于“調(diào)整風口”,筆者認為基本上沒有任何實際意義,甚至是一項勞民傷財?shù)氖?!因為筆者發(fā)現(xiàn)所謂的“局部有氣流”甚至“局部有管道”,只要一次“休風”甚至一次“拉風”就能夠解決,因為“休風”或者“拉風”按照現(xiàn)在的話來講,就相當于計算機的“重啟”,只要及時地對爐子進行“重啟”一下,爐子的氣流基本上就均衡了,沒有必要進行調(diào)整風口;其“通過休風調(diào)風口后爐子變好了”的說法,筆者沒有找到可靠的證據(jù),為此無論是在從事高爐操作期間還是有機會參與討論高爐操作事務,從來沒有贊同過“調(diào)整風口”;因為“爐子通過休風調(diào)整風口”后變好了,實際上起作用的應該是“休風”而不是“調(diào)整風口”,因為調(diào)整幾個毫米的風口直徑對于整個爐子來講,對于有十幾個甚至幾十個風口的高爐來講是不會有多少作用的!況且筆者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在有很多的工長已經(jīng)不太關注“看風口”了,其哪一個風口處“有氣流”有“管道”基本上是發(fā)現(xiàn)不了的,而且對于有幾十個風口的大型高爐,即使看了風口,究竟那個風口涼那個風口熱都不可能記得清楚!為此,筆者專門寫過一篇“關于調(diào)風口與堵風口”的專題文章,以后有機會再發(fā)表,希望感興趣的朋友及時關注。為了為高爐提供更多有價值的操作參數(shù),筆者曾對高爐“風口熱風支管的流量檢測”問題進行過研究探索,特別是2002年在3#350m3高爐做過實驗,最初是在一個風口的“鵝頸管”內(nèi)部,安裝了一個用耐火材料制成“圓缺式流量檢測元件”,通過該元件和差壓變送器獲得的差壓值,通過PLC模塊以及計算機系統(tǒng),獲取該風口支管的熱風流量參數(shù),該系統(tǒng)用了一段時間后,撲捉到一次該風口流量突然降低,并且在該現(xiàn)象后15分鐘左右高爐發(fā)生了懸料,由此認為如果將全部熱風支管都裝上“熱風支管流量檢測”,將有可能為高爐操作提供一定的圓周工作情況參數(shù),甚至能夠及時發(fā)現(xiàn)“懸料”、“管道”等征兆;于是與安徽工業(yè)大學合作開發(fā)了有關軟件,并在該高爐的14個熱風支管上安裝了流量檢測元件,但遺憾的是,經(jīng)過了一段時間的跟蹤研究,沒有得到有指導作用的參數(shù),并且由于所采集的參數(shù)過多和當時計算機能力的不足,加上又沒有現(xiàn)在的大數(shù)據(jù)分析,后來就沒有繼續(xù)向下跟蹤研究。
2.10 從“大、小風機”頻繁倒換所產(chǎn)生的聯(lián)想到建議大型高爐進一步提高強化水平
1981年濟鋼第一座255m3改350m3高爐投產(chǎn)后,由于電力緊張,為其配備的1000m3/min電力鼓風機經(jīng)常被迫停運,只能讓其使用原為255m3高爐配備的700m3/min蒸汽鼓風機,為此,該高爐經(jīng)常需要進行“大、小風機來回倒換”;按照“常理”,“大爐子”采用“小風機”應該是處于“慢風”狀態(tài),應該是“邊沿發(fā)展”才對,但事實并非如此!當由“大風機”換上“小風機”后,其爐喉煤氣曲線顯示出“非常漂亮的雙峰曲線”,一點也看不出任何邊沿發(fā)展的跡象!并且爐況也能夠穩(wěn)定順行一段時間;當由“小風機”換上“大風機”后,其爐喉煤氣曲線則立即呈現(xiàn)出“饅頭形”,即典型的“邊沿非常發(fā)展”曲線,而且“爐子不吃風”,即風加不上去,風機的能力發(fā)揮不出來!只有采取“熱洗爐”的方法先“洗洗爐”,然后才能夠逐漸把風加上去。增加上面一段的敘述的目的是為了說明一個問題,就是“有多大的風就會有多大的爐膛”,“風小”爐膛自己會“自動變小”即通過粘結而變小的!也就是說“風越小”爐子越容易“粘結”,其“粘結物越厚越不安全越容易出現(xiàn)風口灌渣爐缸凍結等事故”,這才應該是上世紀七、八十年代的高爐容易發(fā)生風口灌渣、爐缸凍結事故的真正原因!通過上面的這一段的敘述還能夠讓大家知道,所謂的“大風”并不一定能夠“吹透中心”;所謂的“小風”也不一定“發(fā)展邊沿”,而且“小風”更容易邊沿“粘結”直至“爐墻結厚”,正像前面2.1所敘述的,風口灌渣后所看到的風口前圓周上有一圈厚厚的粘結物的情況一樣,都是“風小”高爐強化程度不夠所致。由于筆者在煉鐵廠工作期間,親歷了改革開放以來濟鋼高爐發(fā)展進步的全過程;因為濟鋼高爐的發(fā)展進步是能夠代表全國中小高爐發(fā)展進步總趨勢的,因為在高爐改造進步的很多方面,濟鋼一直是走在前面的;如濟鋼是第一個將255m3高爐改為350m3高爐的廠家;濟鋼是最早提出高堿度燒結礦配酸性球團礦的廠家;濟鋼是第一個參與開發(fā)并率先使用高效振動篩(即棒條篩)的廠家;濟鋼在提高高爐風壓水平提高強化水平方面也不落后,曾在整個九十年代各項生產(chǎn)技術指標都處于全國前三名的位置;除此之外,筆者發(fā)現(xiàn)隨著原燃料質(zhì)量的改善和提高,隨著高爐操作水平的提高,隨著高爐強化水平的提高,特別是自上世紀九十年代初起,高爐風口灌渣以及爐缸凍結事故漸漸地“絕跡了”!這一現(xiàn)象充分證明,在原燃料質(zhì)量改善與提高、高爐操作水平的提高、技術裝備的進步包括計算機控制上料和高效振動篩的使用,這些基礎條件的保障下,通過不斷地改造風機提高風壓,從而大幅度提高了高爐的強化水平,實現(xiàn)了生產(chǎn)技術指標的不斷突破,實現(xiàn)了經(jīng)濟效益的不斷提升,這一切充分驗證了一個道理:就是“爐子越強化越安全”!關于高爐強化問題。筆者認為在原燃料質(zhì)量、高爐操作水平、先進技術裝備這些基礎條件的保障下,通過提高風壓就能夠大幅度提高高爐強化水平(當然與之配套的煤氣系統(tǒng)必須提高耐壓等級,這些暫不在這里講了),這應該是一條非常經(jīng)濟的“捷徑”之路。兩個月前看到安徽某800多立方米高爐實現(xiàn)了利用系數(shù)6.0t/(m3·d)的突破!為其它高爐提高高度強化水平樹立了榜樣!更令人振奮的是,該高爐的綜合焦比只有485kg/t,明顯低于強化水平比它低的同類型高爐!雖然其富氧率高一點,但也應該是值得的!因為它的產(chǎn)量相當于兩座相同類型利用系數(shù)為3.0t/(m3·d)高爐,僅在節(jié)約投資和減少運行成本方面就已經(jīng)獲得了很多收益,在單位面積創(chuàng)造產(chǎn)值(即衡量每畝土地創(chuàng)造產(chǎn)值的指標)也應該是最高的,非常值得各煉鐵廠家效仿!由于該高爐所使用的風壓是408kPa,已經(jīng)達到了3200m3高爐的風壓水平,通過對比是否應該想象3200m3高爐的進一步強化的潛力有多大!還有,如果將利用系數(shù)6.0t/(m3·d)的高爐噴煤比由現(xiàn)在的149kg/t提高到200kg/t以上,它還將能夠進一步提高利用系數(shù)。不知大家是否注意到,直到近期仍然能夠從某些文章和報道上看到,某某4000m3米級以上高爐的某個或者某幾個“風口”被上面下來的“大塊”給壓壞了!通過這一現(xiàn)象首先能夠想到,其“大塊”的體積和重量應該是十分巨大的,如果按照能夠壓壞風口小套計算,至少也要“上百噸”重!還能夠想到:重量如此之大的“大塊”在爐內(nèi)是需要占用很多“空間”的,并且大塊“體積”所占用的“空間”,在其爐內(nèi)應該是“閑置”的或“不工作”的,是沒有被充分利用的!如果按照上面“大、小風機倒換的案例”分析,不難理解,之所以在爐內(nèi)能夠生成如此之大的“大塊”,就是因為“風小其爐容自己變小”,是“爐子自我調(diào)整”所致的產(chǎn)物;如果上面所述的“大塊”發(fā)生在小高爐上,則不可避免地會引起風口灌渣甚至爐缸凍結,好在大型高爐具有足夠大“爐缸熱容量”具有足夠大的承受能力,否則其結果也應該與小高爐是一樣的!由此聯(lián)想認為,大型高爐“下大塊”壓壞風口的事情,所反映出來的問題就是“風小”其強化水平不夠!如果按照上述利用系數(shù)達到6.0t/(m3·d)的高爐風壓水平推算,4000m3級以上的大型高爐的風壓水平至少應該提高到1000 kPa,其利用系數(shù)至少應該達到5.0t/(m3·d),到那時則肯定不會發(fā)生“下大塊”壓壞風口的事情了!這就正好符合前面所說的“高爐強化程度越高越安全”,“有多大的風就會有多大的爐膛”的觀點。實踐證明:高爐高度強化的趨勢是不可阻擋的!因為它是從實踐中“干”出來的!現(xiàn)在已知的強化水平最高的、并且最早的應該是煙臺鐵廠的13m3高爐,其最高利用系數(shù)曾達到過7.2 t/(m3·d),一般情況下都在6.0 t/(m3·d)以上,大概是它開創(chuàng)了高爐高度強化的先河;后來就是120m3高爐和350m3高爐利用系數(shù)相繼突破了4.0t/(m3·d);近幾年1080m3高爐利用系數(shù)也成功突破4.0t/(m3·d);另外還有1750m3和3200m3高爐利用系數(shù)超過3.0t/(m3·d)的報道;加上前面所說的安徽某高爐利用系數(shù)超過6.0t/(m3·d)的報道;不難看出,高爐提高強化水平的趨勢是從“小高爐”逐漸向“大高爐”推廣的,也是勢不可擋的!撰寫上面這些的目的就是為了引起煉鐵界對此事的高度重視,以便于盡早開展大型高爐大幅度提高利用系數(shù)提高強化水平的研究!以便于跟上時代的步伐,以便于為大型鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益,以便于在提高產(chǎn)量降低成本的同時大幅度減少二氧化碳排放!以便于大型鋼鐵企業(yè)盡早實現(xiàn)碳達峰碳中和目標。
2.11 關于高爐提高強化水平為什么不是設計出來的?
2000年初,濟鋼350m3高爐迎來新一輪大修改造,由于當時高爐利用系數(shù)已經(jīng)達到了3.0t/(m3·d),為此,筆者建議設計部門將大修改造高爐的利用系數(shù)按照3.5t/(m3·d)設計,然而設計部門不敢采納,只按照2.8t/(m3·d)進行了設計,并且說他們選擇2.8t/(m3·d)已經(jīng)是當時最高的了!由此看出高爐提高強化水平不是設計出來的,而是通過不斷地改造而“干”出來的。回顧上面這段歷史的目的是為了說明一個問題,就是如果“設計思想不先進”,則往往會限制生產(chǎn)技術的發(fā)展,正如高爐利用系數(shù),如果按照2.8t/m3d設計,則其前面的燒結機、球團豎爐,以及煉焦爐的產(chǎn)量,也都要按照這個利用系數(shù)進行配套設計;這樣設計的結果就是:當高爐利用系數(shù)超過設計值(即2.8t/(m3·d))以后,其原燃料的生產(chǎn)能力必然就不夠了!然而為了保證高爐用料,就不得不讓燒結機、球團豎爐“開快車”“強制進行增產(chǎn)”,其“強制增產(chǎn)”的結果必然是降低質(zhì)量;其煉焦爐也不得不通過減少結焦時間的方法來增產(chǎn),其最終結果也是導致焦炭質(zhì)量變差;由于原燃料質(zhì)量的變差,高爐就會爐況不穩(wěn),甚至爐況失常,最終受影響不僅是高爐還有整個企業(yè)的經(jīng)濟效益;在這方面是有很多廠家付出了慘痛代價的!敘述本段的目的就是為了引起有關新建鋼鐵項目廠家的高度重視,要及早地為高爐強化留出充足的原燃料增產(chǎn)空間(即燒結機、球團系統(tǒng)、煉焦爐的產(chǎn)能至少要比高爐設計利用系數(shù)的需求高出30%),以便于將來高爐能夠順利地實現(xiàn)高度強化和增產(chǎn)。2.12、關于原燃料質(zhì)量對于高爐究竟有多么重要?2002年濟鋼著手新建1750m3“大高爐”,為此率先對燒結機、球團豎爐以及煉焦爐進行了增產(chǎn)改造;國內(nèi)第一套“干熄焦”系統(tǒng)也已在濟鋼投產(chǎn);就在“大高爐”還未建成投產(chǎn)前面,其原燃料系統(tǒng)率先改造完成后的這段時間,6座350m3“小高爐”率先受用了原燃料系統(tǒng)的改造后的成果;自2002年下半年至2003年9月末,6座“小高爐”的爐況穩(wěn)定程度和順行程度幾乎達到了無法用語言來表達程度!連續(xù)十個月以上不發(fā)生“懸料”!連續(xù)半年不燒壞一個風口小套!爐溫(指生鐵含硅)和爐渣堿度的穩(wěn)定程度幾乎是爐爐相同,其穩(wěn)定程度達到了化驗人員不愿意爐爐給作分析的程度,其代表爐溫的生鐵含硅每天只給做一次!爐渣成分甚至一個月才給做一次!這期間6座350m3高爐的穩(wěn)定程度和順行程度達到了前所未有的程度!這期間對高爐操作者的感覺已經(jīng)不是煉鐵界所說的“七分原料三分操作”了,而應該是“九分原料一分操作”,因為當時的高爐風機能力全部發(fā)揮(即風全用)、風溫全用,其爐溫穩(wěn)定到幾乎不用調(diào)整負荷!幾乎到了“無操作內(nèi)容可操作”的程度!然而這一切都隨著2003年10月1750m3“大高爐”投產(chǎn)而被徹底打亂!2003年10月1750m3“大高爐”投產(chǎn)后僅僅幾天,不僅1750m3“大高爐”自身爐況不好,6座350m3“小高爐”也相繼出現(xiàn)不同程度的爐況失常!最為明顯的就是風口小套大量損壞,最嚴重時某座高爐甚至一天內(nèi)就燒壞好幾個!350m3“小高爐”所發(fā)生的如此翻天覆地的變化,其根本原因就在于原燃料質(zhì)量變差!由此不難看出,原燃料質(zhì)量對于高爐來講是多么的重要!由于此事對筆者觸動很大,因此,其印象特別深刻,隨即便產(chǎn)生了一個想法,就是如何能夠讓高爐徹底擺脫對原燃料質(zhì)量特別是“塊狀”原燃料的依賴,讓高爐能夠直接使用未經(jīng)過焙燒處理的鐵礦粉就能夠冶煉出優(yōu)質(zhì)鐵水!隨后通過十多年的認識、研究認為:通過把高爐爐體加高,并在爐內(nèi)的頂部旋轉布撒鐵礦粉,并使鐵礦粉在懸浮狀態(tài)下、在自然下降過程中,與向上流動的高溫還原氣充分接觸并產(chǎn)生還原反應,使鐵礦粉在下降過程中完成還原,最終生成鐵水落入爐缸下部的方法應該是可行的;該方法經(jīng)過了業(yè)內(nèi)有關專家的認可,并申報了發(fā)明專利,其專利名稱為《一種短流程高爐煉鐵工藝》,專利號201911373075.3,感興趣的朋友可以查閱;另外,還撰寫了一篇章名為《關于將現(xiàn)有高爐改造成為“短流程高爐”實現(xiàn)產(chǎn)能就地置換就地優(yōu)化升級的研究》的文章,感興趣的朋友可以來電話索取。2.13、關于高爐為什么都不堅持“大量噴吹煤粉”的問題筆者通過長時間跟蹤、觀察、研究發(fā)現(xiàn):多年以來高爐的噴煤比都在130~160kg/t之間,雖然有很多廠家(包括濟鋼)都進行過煤比突破200kg/t的攻關,并且都取得了一定的成果,但似乎誰也不肯將正常噴吹量提升到200kg/t以上?究竟是什么原因呢?通過與有關爐長甚至廠長聊天發(fā)現(xiàn),其中最根本的原因應該是“恐煤癥”,就是認為當噴煤量“過大”以后一旦遇上爐涼就不好應對處理,其關鍵原因還是怕出現(xiàn)爐涼;只要是上級領導不“逼迫”,一般情況下誰也不愿意“冒這個險”;以筆者之見,怕爐涼的原因還是對爐涼的原因沒有真正認識清楚所致,只要認識清楚了就不怕爐涼了!由于前面已經(jīng)對造成爐涼的原因分析的夠清楚了,就是“爐墻粘結物脫落”所致;前面還說了“爐墻粘結物”是“能夠得到預測和控制的”,即隨時通過理論出鐵量與實際出鐵量的對比,以及隨時通過調(diào)整邊沿布料圈數(shù)和角度的方法來穩(wěn)定“水溫差”,利用“集中加焦”配合“集中投球”及時清洗方法的應用,再加上最為重要的一項就是“提高高爐強化水平”,只要高爐強化水平越高爐墻就越不容易粘結,因為爐內(nèi)所有的空間都被“大風”而充分利用起來了,沒有閑置空間用于粘結;因此,筆者認為,當上述方法全部掌握了會用了,高爐持續(xù)實現(xiàn)200kg/t“大噴煤”的安全就能夠得到保障了;如果按照高爐工作原理分析,就高爐內(nèi)部來講,高爐正常生產(chǎn)情況下其“軟融帶”下面一直到“死鐵層”幾乎全部都是“焦炭”,不管你是否噴煤,也不管內(nèi)噴多少煤都是如此不變的;再加上結合前面的分析就不難理解,只要是爐墻(主要是處于軟融帶以下的爐腹、爐腰及爐身下部的爐墻)不存在過多的粘結物,就不會發(fā)生粘結物脫落問題,就不會發(fā)生“突發(fā)性”爐涼問題;只要是對上述問題做到了預知預判,其保證大量噴煤情況下的高爐安全是有可能的。在實施200kg/t“大噴煤”的時候,在高爐操作方面,需要特別注意的是:在遇到非計劃休風或者拉風坐料的情況時,需要在恢復風量、風壓達到一定水平并認定“已經(jīng)穩(wěn)定”后,就必須立即恢復噴煤量,并且最好一次性恢復到原有水平,不要擔心爐子不接受,因為筆者試驗過一次性恢復到170kg/t噴煤比的噴煤量,并且爐子一點不良反應也沒有!從爐內(nèi)的工作原理上分析,爐子剛剛恢復時,其爐內(nèi)是處于“全焦冶煉狀態(tài)”,其“全焦冶煉狀態(tài)”時其風口前理論燃燒溫度是容易過高的,這時候是最容易“返熱”的,其“返熱”對于爐況穩(wěn)定是不利的,這時候給它一次性恢復大量的噴吹煤粉,是有利于穩(wěn)定爐況的。
3 結語
通過風口前粘結物、插錯程序上錯料,以及風口灌渣、爐缸凍結等情況,首次揭示并提出了“凡是較大幅度的爐溫下降或者爐子向涼,均不是一批料或者幾批料所能夠導致的!也不是‘基本配料負荷重’所致的!而是由‘爐墻粘結物脫落或稱渣皮脫落”所致!”的觀點。通過“滯留物、粘結物、渣皮、軟渣皮、硬渣皮”的判別,以及“滯留物”如何及時發(fā)現(xiàn)如何及時處理的方法,以及通過“大小風機頻繁倒換”的案例,以及安徽某高爐實現(xiàn)利用系數(shù)6.0t/(m3·d)案例,以及改革開放以來高爐發(fā)展進步特別是“爐缸凍結”事故“絕跡”的事實,首次揭示并提出了“有多大的風就會有多大的爐膛”以及“高爐強化程度越高越安全”的觀點。通過原燃料質(zhì)量對于高爐的重要性及上面2.12的敘述,就能夠知道,在“具有一定經(jīng)濟性”的前提下,真正做到了擁有較好的且穩(wěn)定的原燃料質(zhì)量,高爐就不容易“粘結”就不容易“下粘結物”、就不容易發(fā)生爐涼、就不容易爐況失常,就能夠保證高爐長期穩(wěn)定順行。通過4000m3以上大型高爐容易“下大塊壓壞風口”的事實,通過安徽800多立方米高爐所使用的風壓相當于3200m3高爐風壓(即408kPa)的真實情況,展望了大型高爐進一步提高強化水平的前景,展望了高爐噴煤比提高并保持到200kg/t以上水平的可能性。通過高爐對塊狀原燃料過度依賴的問題,提出了通過把高爐爐體加高,并在爐內(nèi)的頂部旋轉布撒鐵礦粉,并使鐵礦粉在懸浮狀態(tài)下、在自然下降過程中,與向上流動的高溫還原氣充分接觸并產(chǎn)生還原反應,使鐵礦粉在下降過程中完成還原,最終生成鐵水落入爐缸下部的“短流程高爐煉鐵”的解決方案