冶金10#高炉降低软水用量的实践研究

2019-08-13谢小辉

中国金属通报 2019年7期

谢小辉

（新余钢铁集团有限公司，江西新余 338000）

冶金10#高炉炉体冷却采用联合软水密闭循环冷却，技术从2009年开炉至今2017年底高炉冷却水量为4280m3/h，远远的超过冷却设计用量，不利于高炉降本增效，且带走热量较多，增加了高炉消耗，甚至加剧了高炉炉墙结厚结瘤。为了降低软水用量，缓解高炉结厚，10#高炉在2017年进行了攻关实践，既满足高炉冷却需求，又降低了高炉软水循环水总量，确保高炉生产稳定顺行，达到节能降耗的目的。

1 高炉软水量调整前状况

冶金10#高炉开炉以来一直高炉顺行、炉况稳定，但为了维护高炉本体，软水冷却水量为4280m3/h，冷却强度较大。2016年受到原燃料波动烧结中碱负荷、锌负荷偏高，炉身8段、9段冷却壁区域已形成结厚结瘤，影响可燃性气流分布高炉顺行较差，崩料、管道不断渣皮脱落时有发生。同时，因为冷却强度过大，加剧了结厚。降低软水用量，减少冶金高炉结厚区域的冷却水量不仅有利于处理炉墙结厚，而且有助于降低生产成本。

2 密闭循环冷却流程

10#高炉采用软水密闭循环冷却系统，系统设计30个风口，3个金属口，呈半岛式布置，采用薄壁内衬；炉缸四段、炉腰、炉腹、炉身5段、6段、7段采用铜冷却壁冷却，8段、9段、10段为双层球墨铸铁冷却型，11段、12段、13段单层镁砖球墨铸铁冷却壁，14段、15段单层带沟头球墨铸铁冷却，总设计15段，586块冷却壁。

高炉采用先进的软水密闭循环冷却，其工艺流程是：软水通过泵组加压，送到高炉配水管，依次向炉底和冷却壁直冷管（1段～15段）供水，炉底供水冷却后再串联冷却壁蛇形管（8段、9段、10段），冷却壁蛇形管和垂直管的出水约70%，分别用泵组加压供给风口中套、小套，直吹管和热风炉的热风阀，起回水再经过脱气罐，脱气后头部过板式换热器降温，然后用泵组加压供给高炉循环使用。1段～15段冷却壁直冷管冷却区域分四个区域，每个区域分4路水，每个区域水量可以调整。

3 降低软水用量的必要性

冶金高炉从2016年6月份以来，一方面受到原燃料碱负荷、锌负荷偏高影响，炉身已经形成结厚结瘤；一方面冷却水量过大，冷却强度过大，加剧了结厚的程度（如图1所示）。因此降低软水用量，也是目前处理高炉结厚的重要手段。

图1 高炉结厚炉喉段

4 攻关前软水用量状况

自2009年高炉开炉以来，一直采用4280m3/h为供水总量，其中二次水流量为3100m3/h，旁通约为1140m3/h，冷却壁直冷管和炉底总共为4260m3/h，分别为3690m3/h和590m3/h，二次水3100m3/h，分别为高压水1381m3/h、中压水1621m3/h，其中中套1100m3/h，直吹管116m3/h、热风阀578m3/h，都约偏高。

在这样的冷却水分布下，冶金高炉冷却强度过大，给高炉高炉带来的不利因素较多，增加动力成本，增加燃料消耗，导致了高炉炉身结厚、结瘤，操作困难，影响产量。需采取有效措施，降低生产成本，促使高炉稳定顺行，来达到高炉高产、稳定的目的。

5 降低软水用量过程

2017年1月6日开始首次降低软水循环水量降到100m3/h，由4280m3/h降到4180m3/h，观察各部位参数和各段的冷却水温差一段时间后，炉身侧壁温度没有上升趋势。

2月1号再次将水量由4180m3/h降至3800m3/h，二次水没有变化，其它水量都有较大变化，直冷管由3500m3/h降至为3200m3/h，炉底由660m3/h降至540m3/h，供水总压力下降了0.03MPa。观察一段时间后发现，炉底冷却强度有所减弱，炉底温度升高，而冷却壁直冷管由原来每组集水管220m3/h降到200m3/h，降幅较大，但温差没有变化。

2月17日为了确保冶炼高炉寿命，保证炉底足够冷却强度；经讨论后，必须确保炉底冷却水量，降低冷却壁直冷管水量，再次将水量进行了调整，将4个区域冷却水量降低，东南西北四个区域分别控水，各路水量确保在189m3/h左右，由此来确保炉底用水量在600m3/h；保障了炉底温度不升高反而降低，这样炉底水量最终上升到620m3/h，而压力也有所增加

从冶金高炉结厚情况，对东南西北四个方向的结厚不同，再进行对四个区域16组集水管的水量分别进行了局部的调整。在总水量不变的情况下，把16组集水管调为180-210m3/h不等。

这次定向分配水量的原则是把结厚严重的水量再降低减少，没有结厚的或结厚较少的、热负荷大的水量增大，进入二次分配。这一控水达到了预期的效果，配合炉内操作，使得冶金高炉炉内结厚慢慢的消失，得到了稳定的操作炉型。