高炉炉体温度监测及炉型优化

高炉炉体温度监测及炉型优化

近年来，随着莱芜钢铁有限公司（莱芜钢）办公楼训练精料的落实和各种加固训练训练手段的改进，四种120m3高跑步机的强度从1998年的1.5.3m.d提高到2.08t/3m。d.然而，1.3.iii.d货架上的大多数外壳都被烧红，导致冷却壁损坏。因此高炉长寿，对炉壳及冷却壁的维护显得尤为重要。对炉壳表面进行测温分析，能有效推测炉内边缘热流强度的高低，与其他参数结合，可为高炉操作提供主导性意见，有效预防高炉结厚和结瘤事故，为高炉保持合理操作炉型和稳产高产奠定基础。1高炉温度分布由于莱钢4座120m3高炉采用汽化冷却方式，冷却强度难以适应较高的冶炼强度，特别是高炉中部造渣带位置，更是炉体维护的关键部位。通过较长时间的系统分析，逐渐摸索出一套行之有效的监测分析过程。探索过程大体可分为两个阶段：由于造渣带是高炉受侵蚀最严重的部位，也是高炉操作最敏感的区域，任何操作制度发生变化都会影响造渣带的位置或厚度。因此，在炉身下部、炉腰两层圆周各设8个测温点，并建立两层圆周温度分布变化图和各点温度波动折线图。根据温度变化推测炉内边缘热流强度的高低和渣皮厚度，为高炉操作制度的调整提供依据，以达到合理的煤气流分布及保持合理操作炉型的目的，从而系统掌握高炉的细微变化，保证高炉的长期稳定顺行。为进一步探索高炉在一定冶炼强度下，炉体上下各层温度分布情况和煤气流变化情况，分别在炉身的上部、中部、下部及炉腰和炉腹共设40个监测点进行全面测控，并建立各点的折线变化和各层圆周温度分布档案，逐步摸索出在现有冶炼条件下，120m3高炉各层适宜的温度控制范围及高炉纵向温度变化规律（见表1、图1）。根据每点的温度变化和圆周温度分布，综合判断炉内煤气流的变化情况，并以此判断高炉送风制度和装料制度的合理性。从各层采集温度场的数据，按温度变化→渣皮厚薄（炉内截面积大小）→煤气流速变化这一顺序进行理论推测，保证高炉操作宏观调控的合理性，收到了很好的效果。2炉身结厚原因分析在炉况顺行的条件下，随着边缘负荷的加重，高炉各层温度普遍下降，造渣带部位炉壳温度下降更为明显。为此，分析了边缘煤气流较旺盛、煤气流分布合理稳定、边缘煤气流不足、造渣带结厚以及高炉上部结厚时所对应的高炉各部位温度变化情况（见表2），其中，“↑”表示该部位温度升高，“↓”表示该部位温度下降，“—”表示温度处于正常范围。当炉况顺行，边缘煤气流旺盛时，应及时增加正装比例或适当降低料线，以减缓煤气流对炉墙的侵蚀和冲刷，保护炉体冷却设备，并取得较好的经济指标。当高炉上下部炉壳温度普遍降至适宜温度下限或更低时，说明高炉边缘煤气流减弱，炉内粘接力大于侵蚀力，高炉表现为风压高风量小，压差逐渐升高，应及时采取上部疏松边缘的装料制度，以保证炉况顺行稳定。高炉上部结厚或造渣带结厚时，炉况处于失常状态，应及时分析结厚原因。2000年4月，1#高炉因造渣带结厚导致压差升高，高炉出现崩坐料。从各层炉壳测温情况分析，炉腰东南部位温度比原来下降95℃，而该方向上部温度却比圆周其它点高15℃。分析认为，随着造渣带的结厚，炉腰截面积缩小，若保持冶炼强度不变，则煤气流速明显增加，受自然炉型的影响，上部边缘煤气流相对发展，甚至出现边缘管道（上代2#120m3高炉曾出现过）。为此，将东南部7#风口长度由260mm调整为240mm，为尽快恢复炉况奠定了基础。2000年8月，1#高炉由于冷却壁向炉内渗水未及时发现，高炉风口圆周工作不均。利用检修机会，检查送风系统没有发现异常，到炉顶检查发现大钟关闭时西南先关，东北后关，即大钟关闭时有两个声音，于是确认为炉顶布料不均所致。但从炉身中部和炉身上部的测温情况分析，两层圆周温度分布图基本呈圆型，而且各点折线变化不大，说明布料比较均匀，证实大钟关闭对炉顶布料无大影响，后检查验证为冷却壁向炉内漏水导致风口工作不均。2002年5月，2#高炉出现结瘤事故，当时对炉况认识分歧较大，炸瘤前各层测温统计数据见表3。由表3可知，炉腰段东至北方向温度比西北至东南方向低45℃，而该方向上部温度却比西北至东南方向高33℃。温度异常是因为东至北方向造渣带挂结，炉腰截面积缩小而改变正常气流分布。另外，上部西北至东南方向温度偏低，而下部温度相对圆周其它点温度较高，特别是西面尤为明显，充分说明炉身中部以西面为主结厚较为严重，而且从探尺和风口工作上表现较为明显。随后高炉休风炸瘤，其结瘤情况与炸瘤前根据测温分析的失常炉型基本吻合。3高炉内部温度通过高炉炉体测温分析指导高炉操作，能有效地保护冷却设备，防止边缘气流对炉墙的剧烈冲刷，为延长炉体寿命起到了不可轻视的作用。监控操作几点体会：（1）各层圆周测温点要建立标志，测温点应设在左右两块冷却壁之间，以免影响测温效果，该位置若有外喷水冷却时，须暂停外喷水30min后再测温。（2）当造渣带轻微结厚时，对液体流动影响不大，炉壳温度变化不大；当结厚程度大于10%时，对高炉下部气体和渣铁流动会造成显著影响，使下部压差升高，上部压差降低，导致风口圆周工作不均，高炉同一方向温度上下差别较大，应及时采取措施，避免炉况进一步失常。（3）对各层各点测温分析时，要注意各点的变化趋势，新旧高炉同一部位温度稍有差别，还须根据操作情况进一