宣鋼1#高爐靜壓差預(yù)判爐況技術(shù)應(yīng)用

龐 江  武靖喆  路 鵬 呂志敏

（河鋼宣鋼煉鐵廠）

摘  要：為保證爐況順利，增加預(yù)判爐況手段，將靜壓差預(yù)判爐況技術(shù)應(yīng)用于宣鋼1#高爐。建立了高爐爐體靜壓差與爐內(nèi)狀況、氣流變化的對應(yīng)關(guān)系，可準確了解高爐冶煉過程中各區(qū)域的冶煉情況，超前預(yù)判爐內(nèi)局部冶煉條件的變化，為高爐操作提供了重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高爐;靜壓差;爐況判斷;氣流;爐身監(jiān)測

1 引言

高爐冶煉過程中很重要的一部分是對高爐爐況的提前判斷，預(yù)判準確才能達到高爐爐況控制的少動微動，確保高爐穩(wěn)定順行的目的。傳統(tǒng)的以壓量關(guān)系判斷爐況的唯一手段是通過監(jiān)測爐頂壓力和熱風壓力的變化和變化趨勢來推測爐內(nèi)氣流的變化，進而判斷高爐狀態(tài)。但是頂壓和風壓變化有相對滯后性和位置的不確定性，一旦頂壓與風壓發(fā)生劇烈波動，則預(yù)示著爐況變化已成定局，再采取補救措施，往往為時已晚。而且有可能造成爐況大幅度波動，甚至爐況失常。同時這兩個點的壓力 僅僅反映氣流在整體料柱內(nèi)的通過情況，不能反映料柱的局部冶煉狀況，而氣流變化正是從料柱的局部開始的。如果能提前發(fā)現(xiàn)問題所在，并進行相應(yīng)調(diào)整就可能避免問題加重、事態(tài)擴大，這對于高爐操作者來說具有重要的意義。

爐身靜壓差預(yù)判高爐爐況技術(shù)就是在高爐爐身高度方向和圓周方向設(shè)置多個測壓點，格局相鄰兩點的壓力差，及時精確地判斷氣流在高爐橫、縱兩個斷面上究竟在哪個部位發(fā)生了變化，變化的幅度有多大。此項技術(shù)最早由寶鋼在20世紀80年代引入，雖然國內(nèi)大中型高爐基本上都安裝了爐身靜壓力監(jiān)測裝置，但是真正運用于爐況判斷的卻不多。主要原因歸納起來有：習慣性操作；設(shè)備維護不到位導(dǎo)致取壓點堵塞，不能正常反應(yīng)爐內(nèi)壓力變化；沒有長期的數(shù)據(jù)積累和分析；沒有與其他參數(shù)相互關(guān)聯(lián)、印證致使使用效果不好等問題。宣鋼一直注重該項技術(shù)的學習和使用，通過對靜壓差的觀察發(fā)現(xiàn)，靜壓差的變化較全風壓更直觀、具體、及時，當爐況發(fā)生變化時，爐身靜壓出現(xiàn)波動較風壓出現(xiàn)波動要早，并且位置更明確，程度可控。因此，掌握好靜壓差的變化規(guī)律，在爐況操作上有很好的指導(dǎo)作用。經(jīng)過長期的數(shù)據(jù)積累和歸納總結(jié)，并與其他操作參數(shù)進行相關(guān)性分析，建立了靜壓差與氣流的波動、爐況變化的對應(yīng)關(guān)系，使超前判斷爐內(nèi)局部冶煉條件的變化成為現(xiàn)實�，F(xiàn)在靜壓差已經(jīng)成為高爐主要的爐況判斷手段，并形成了一套通過靜壓差判斷高爐爐況的操作方式，為高爐長期穩(wěn)定順行提供了又一保障。

2 宣鋼高爐爐身靜壓檢測裝置

宣鋼1#高爐靜壓檢測點在爐身高度方向上共四層，布置在爐腹、爐身下部、爐身上部，高度分別為16.8米，21米，32米。在圓周方向均勻分布6個測壓點。相鄰位置靜壓力值相減得到各段靜壓差值。三層靜壓力與熱壓及頂壓一起可形成四段靜壓差。即：熱壓減五段靜壓力為靜壓差4，五段靜壓力減七段靜壓力為靜壓差3，七段靜壓力減十二段靜壓力為靜壓差2，十二段靜壓力減頂壓為靜壓差1。操作者可以根據(jù)靜壓差判斷爐況異常發(fā)生在何處，還可以根據(jù)壓力值確定冶煉過程中的塊狀帶、軟融帶和風口帶的位置，出現(xiàn)異常可以采取相應(yīng)的措施。在高爐生產(chǎn)過程中，用氮氣連續(xù)吹掃取壓孔，以防止取壓孔被爐內(nèi)粉塵堵塞。

3 爐身靜壓差判斷爐況

3.1 靜壓差變化的影響因素

引起靜壓差波動的因素很多，從外部因素來說，包括入爐的原燃料，高爐操作和設(shè)備問題，這些外部因素變化必然會導(dǎo)致高爐爐內(nèi)氣流、涼熱、冶煉區(qū)域位置和形狀等的變化。從高爐操作制度上來說，根據(jù)外部條件或要求的不同，操作者會相應(yīng)調(diào)整送風制度、裝料制度、造渣制度和熱制度。這些變化和調(diào)整都會由高爐各段靜壓差的變化表現(xiàn)出來，如果處理不當或不及時，就會引起爐況惡化甚至導(dǎo)致事故。因此需要操作者對爐身靜壓差進行長期的觀察、分析和總結(jié)，同時結(jié)合其他的監(jiān)測手段和參考數(shù)據(jù)，綜合分析判斷高爐爐況變化趨勢，找到靜壓差和氣流波動、爐況變化的對應(yīng)關(guān)系和變化規(guī)律，及時可靠掌握爐內(nèi)狀況。

3.2 正常爐況下的靜壓差變化

高爐生產(chǎn)追求的最基本目標是穩(wěn)定順行，在正常情況下，高爐各段靜壓差是相對穩(wěn)定的，圓周方向的靜壓差相差在很小的范圍內(nèi)。雖然冶煉的條件在不斷變化，氣流也不斷變化，但是只要在一定的范圍內(nèi)，高爐就能保證穩(wěn)定順行。宣鋼1#高爐在穩(wěn)定順行階段，爐身靜壓差各段在正常范圍內(nèi)波動，上部波動范圍基本上小于8KPa，變化主要受原燃料變化影響；下部壓差相比上部壓差波動偏大，波動范圍在20 KPa以內(nèi)，變化主要受熱量變化影響。

高爐向熱的過程中，容易引起爐身靜壓差的波動。爐身靜壓的表現(xiàn)主要有：爐腹部位的靜壓差升高，同時爐身中下部壓差逐漸爬坡，全爐壓差升高，料速減慢。此時應(yīng)采取降低爐溫的措施，降低全爐壓差，保證高爐的穩(wěn)定順行。

高爐向涼時一般不會引起靜壓差的大幅波動，高爐的中下部靜壓差均較低，透氣性變好，料速加快。

3.3異常爐況下的靜壓差變化

高爐生產(chǎn)中一旦出現(xiàn)靜壓差波動超出正常范圍的情況，說明高爐局部氣流出現(xiàn)較大波動，如果沒有及時處理，爐況會逐步惡化，出現(xiàn)崩懸料、爐頂出氣流現(xiàn)象。

管道對整體的料柱均勻性會有較大的影響，出現(xiàn)管道前局部靜壓差會波動15~25 KPa，管道過后逐漸恢復(fù)正常，但下部壓差會上升較多，透氣性恢復(fù)后逐漸恢復(fù)正常值。料柱會在圓周方向出現(xiàn)嚴重的偏尺情況，在靜壓差的表現(xiàn)上就是圓周方向的靜壓差出現(xiàn)波動。宣鋼2500m3的操作經(jīng)驗來看，出現(xiàn)管道之后，亂料下達軟融帶會再次引起爐身靜壓差的大幅波動，操作上應(yīng)引起足夠的重視，逐漸減少亂料對高爐爐況產(chǎn)生大的波動，最終保證高爐料柱的穩(wěn)定均勻。

懸料時，靜壓差會出現(xiàn)大的波動，上部懸料，靜壓差1會較正常升高很多，一般20 KPa左右；下部懸料，靜壓差2或靜壓差3會升高很大，一般30 KPa，甚至更多。大幅減風，崩料后會造成爐溫的大幅波動，一般是升高。整個料柱的均勻性會破壞，導(dǎo)致爐況出現(xiàn)波動。發(fā)生懸料征兆時，靜壓差變化比全爐壓差早5~10s，為防范爐況失常發(fā)生提供了可能，可提前采取措施，降低爐況影響。

以上異常爐況通過靜壓差監(jiān)測和判斷，操作者發(fā)現(xiàn)異常事件比全爐壓差最早可提前15分鐘。氣流狀態(tài)超出正常范圍的靜壓差波動后，應(yīng)及時采取措施了控制異常爐況的發(fā)展，如果措施得當，能避免爐況失常的發(fā)生。宣鋼2500m3規(guī)律一般靜壓差1在22~33 KPa，靜壓差2在30~40 KPa，靜壓差-10~5 KPa，靜壓差4在80~95 KPa較為合理。所以靜壓差開始出現(xiàn)異常波動時，應(yīng)及時采取相應(yīng)措施了控制靜壓差波動的進一步惡化，減少爐況波動。

4 全爐壓差和靜壓差判斷爐況的實例對比

4.1 全爐壓差判斷

圖1和圖2分別是宣鋼2500m3高爐在運行過程中懸料期間各段靜壓差趨勢和高爐風壓、風量、頂壓和料尺各項主要參數(shù)的趨勢。通過這兩張圖可以看出，在高爐基本順行的情況下，靜壓差開始出現(xiàn)波動，然后上部壓差急劇升高，懸料前上部兩個靜壓差達到120KPa，大大超出波動范圍，然后全爐壓差之為162KPa，屬于正常值，當時依據(jù)全爐壓差判斷，沒有進行調(diào)整。但隨后料線“打橫”，停止下降，發(fā)生了上部懸料，再采取措施時，已造成爐況劇烈波動，且市場時間較長。如果按照靜壓差判斷，實施提前減風操作，可及時控制高爐爐況，避免懸料發(fā)生，爐況恢復(fù)過程要快得多。

4.2 靜壓差判斷爐況

圖3和圖4顯示，在靜壓差出現(xiàn)波動后，操作者及時采取相應(yīng)的措施，控制住異常爐況的發(fā)生，經(jīng)過減風，滑尺后，風量很快恢復(fù)至正常水平。

從兩次操作的對比可以看出，依據(jù)全爐壓差判斷爐況，不能及時發(fā)現(xiàn)爐況失常的苗頭，延誤調(diào)整時機，容易使問題擴大化。依據(jù)靜壓差判斷，在爐況局部發(fā)生輕度波動時，能及時準確地捕捉到問題所在，及時采取相應(yīng)的措施，將爐況波動降低，能保持高爐的長期穩(wěn)定順行。

5 結(jié)論

通過高爐爐身靜壓差能準確了解高爐冶煉過程中各區(qū)域的所處位置和基本情況，及時掌握料柱和氣流出現(xiàn)問題的具體位置，可以作為高爐操作調(diào)劑的重要依據(jù)。

高爐靜壓差波動較熱風壓力和頂壓波動提前5~10分鐘，可以預(yù)判高爐爐況運行趨勢，便于操作者提前采取措施，減少高爐失常的幾率，保持高爐長期穩(wěn)定順行。