酒钢2号高炉炉身静压值分析及应用

2020-11-06李泽勇

中国化工贸易·中旬刊 2020年5期

李泽勇

摘要：本文介绍了炉身静压检测技术的原理以及酒钢2号高炉静压设计情况，分析酒钢2号高炉产生静压波动的原因，进一步分析探讨静压在高炉生产中应用，摸索静压与压差的一般规律，稳定1000m3高炉炉身静压的方法以及炉身静压稳定对高炉炉况稳定顺行重要性。

关键词：静压值;静压差;料制;送风制度;炉况

0 前言

酒钢2号高炉于2013年3月停炉优化升级改造，于2013年8月12日开炉投产，有效容积1000m3。高炉炉身静压设备分别设在高炉冷却壁的5段铜冷却壁（炉腹部位）、7段铜冷却壁（炉身下部）和10段双层镶砖球墨铸铁冷却壁（炉身上部位）三层位置，每层分别周向均匀开4个取压孔，共计十二点通到炉内取压。经过近4年的高炉操作实践经验总结，认识到炉身静压与静压差的变化可超前反应炉况变化，如何合理应用静压，并用来解释高炉的阻力损失问题、炉型变化问题、边缘气流与中心气流分配比例变化问题，有效地指导高炉生产。炉身静压在指导高炉操作中具有超前性，针对性及准确性的优点，对判断高炉在纵横两个断面上压力与气流变化，减少炉况大幅波动及避免炉况失常，具有重要的参考价值。

1 高炉各段静压特征

①炉身五段滴落带静压：边缘气流的分布状况可以用下部压差占全炉压差比例来表征，下部压差占比越低，初始边缘气流越强，炉腹温度上升，下部压差占比降低而透气性变差;

②炉身7段软融带静压特点：气体经过实现软融带二次分布，集中体现在下部、中部压差上;气体二次分布改变方向，对软融带的液体流向与料面漏斗有较大影响，软融带的阻力损失正常时是全炉阻力损失最大的区域;

③炉身10段块状带静压值特点：由于炉身的圆台形状，决定其有类同于与等高不等截面积的流体通过的特征。正常时，边缘的静压较高，中心的静压较低，上部压差应稍高于中部压差;

④压差与静压差与炉料的关系：炉料恶化，均将造成全炉压差的提高;焦炭变差时，下部压差降低，上部压差占比升高，易于发生边缘管道行程;烧结矿变差，下部压差占比提高，易于发生崩料;

⑤炉身静压与下部操作制度的关系：提高风速与鼓风动能可提高下部压差，缩小进风面积可以提高下部压差，提高风温可以提高下部压差，适当提高煤比，可以提高下部压差，提高富氧率可以降低下部压差;

⑥炉身静压与上部装料制度的关系：降低料线可以提高下部压差，扩大批重可以降低下部压差，适當发展边缘气流可以提高下部压差。

2 酒钢2号高炉静压及炉况对比分析（见下表）

正常生产时下部压差占全炉压差比例：1号高炉48.4%、

2号高炉65%、7号高炉69%，上部压差占全炉压差比例：1号高炉38.7%、2号高炉26.7%、7号高炉20%，就3座高炉炉况稳定性来说，各高炉3段静压值及占比相对合理。就2号高炉来说，2016年11月份由于焦炭质量劣化，2号高炉炉况出现波动，边缘煤气流分布不均匀，局部出现管道，造成中心气流变弱。

在正常情况下，高炉各段静压差是相对稳定的，静压差波动在很小的范围内。

引起静压差波动的因素很多，从外部因素来说，包括入炉的原燃料质量，高炉操作和设备问题，这些外部因素变化必然会导致高炉炉内气流、炉温等变化。从高炉操作制度上来说，根据外部条件或要求的不同，高炉会相应调整送风制度、装料制度、造渣制度和热制度。这些变化和调整都会由高炉各段静压差的变化表现出来，如果处理不当或不及时，就会引起炉况恶化甚至导致操作事故。

3 炉身静压及炉况判断

3.1 炉身静压判断高炉气流稳定程度

炉况稳定程度一个重要标志是周向气流稳定。高炉各段周向气流的稳定程度可以根据炉身静压各段周向各点的波动程度来判断，周向气流稳定的主要表现为：四点静压值曲线平滑无尖峰，三条曲线平行运行，各点静压值相差不大，曲线交织情况很少发生。

3.2 判断高炉“操作炉型”

操作炉型的稳定是高炉炉况稳定的基础。在某一时段内（≤3天），炉身静压四点曲线值高低顺序值是固定的，不会发生变化，但随着气流的不断变化，三点曲线值的高低排列顺序有可能发生改变，只要这种改变不是短暂的、频繁的，我们就可以认为是“操作炉型”发生了变化。如果四点曲线值仍然能够保持平行运行，炉况没有大的波动，可以认为是“操作炉型”的自我调整，不会对高炉炉况发生负面影响;但如果四点曲线值偏差越来越大，高炉压量关系吃紧，可以认为“操作炉型”发生大幅度变化，气流有偏行的可能，操作者就要通过调整上部和下部制度加以纠正。

3.3 判断炉墙局部粘结

某部位粘上附着物的判断依据是该部位下部静压力偏高，但上部静压力偏低，如果是一种短期行为，一个周期后，这种现象消除，说明该部位附着物脱落，对比该部位炉体温度上升，下方风口下粘结物，可以进一步得到验证，高炉应及时采取提高炉温的措施，防止低温附着物直接进入炉缸，造成炉凉事故;如果是一种长期行为，该部位炉墙有可能粘结，严重时甚至结瘤，该部位炉体温度如果长期偏低，下部风口下生料，可以进一步验证，高炉就必须采取措施果断进行洗炉处理，防止炉况出现大的失常。

3.4 判断管道行程

炉况“热行”，风压慢爬，这时四点静压值同时上爬，这种情况就可以排除管道行程的可能，但是如果某个方位的静压值突然上升，风压表现却是不断下降，必然伴随着局部“管道”的发生，一旦塌料“管道”堵死后，该方位静压值降下来，风压水平却大幅度上升，有时高炉不得不大幅度减风控制，以防止高炉悬料事故的发生。

3.5 为超前防范炉况失常提供可能

通常情况下，静压变化反映的时间要比风压的反映时间至少早2-10s，特别是因管道而造成的悬料，可以提前2-4min预知，这就为超前防范炉况失常的发生提供了可能。

4 结语

在操作中应密切关注炉身静压的变化，结合具体高炉和原燃料的特点，确定出本高炉合理的静压控制范围，酒钢2号高炉为例，列举以下工艺技术要点：

①正常时下部压差占全炉压差比例：60-70%;中部：7-13%上部：20-29%;

②压差控制应结合煤气利用率选择，煤气利用率高时可以承受略高的上部压差;

③通过压差分析可以确定高炉阻力损失的限制点;

④下部压差出现时高时低的锯齿型波动，及中部压差过高，考虑液范现象的发生性，应降低边缘负荷，改善成渣带的渗液性;

⑤上部压差占比升高，煤气利用率降低至40%以下时，应果断减风，防止出现管道气流;

⑥静压曲线平滑无尖峰，上下两条静压曲线平行运行是高炉周向气流稳定的标志;