高炉洗炉技术作为一项重要的炉况治理手段,已在处理高炉炉况方面得到普遍的应用,但在如何针对不同的炉况选用不同的洗炉方式及洗炉量化方面尚缺乏深入系统的研究,为此,如何确立标准完善的洗炉方案,确保洗炉效果,保障洗炉安全,还需要广大高炉技术人员在理论与实践的指导下不断探索与完善,总结出一套切实高效的高炉洗炉技术.
一常用的洗炉方法
一般常用的洗炉方法分为物理洗炉和化学洗炉.
物理洗炉即所谓的热洗,指采用单纯提高炉温和强列发展边缘煤气流的方法,提高炉内物理热,以高温煤气流熔化冲刷炉墙结厚部位，使之软化熔融脱落，但是,有时有些粘结物由于高炉冶炼进程的变化,如部分铁氧化物在还原过程中混入较多的难熔物质粘结于炉墙上,采用单纯提高炉墙温度的物理方法很难将其熔化,而且过高的炉温虽能提高炉渣热晗量,降低炉渣粘度,但也势必引起铁水含硅升高而粘稠,不利于炉缸的清洗.
化学洗炉是指在炉料中加入一类能与粘结物充分接触并能降低其熔化温度,使粘结物在较低温度下可以逐惭熔化的物质.因此,凡是具有能够降低炉渣熔化温度和粘度,或其还原的物质能够改善渣铁液流动性,阻碍铁水析出石墨炭对高炉的影响的物质,都可作为化学洗炉剂.常用的洗炉剂有萤石,锰矿,硅锰渣,均热炉渣,轧钢皮等.
二洗炉适用的范围
1炉墙结厚
由于高炉原料质量波动引起的炉温或碱度大幅波动,或者频繁的管道气流,高炉出现炉墙结厚现象,或者冷却设备长期漏水而未及时处理也易导致局部炉墙结厚.炉墙结厚往往导致炉况顺行程度变差,炉子娇气,崩塌悬料增多,严重者管道气流频出,调整装料制度往往达不到预期的效果.需要及时洗炉以改善炉况,一般对于下部炉墙结厚洗炉效果明显.
2炉缸堆积
通常是由于焦炭质量变差,或者高炉长期低温高碱操作,炉缸欠热,引起渣性堆积,或者由于设备原因长期减慢风操作,送风制度不合理,等都易引起炉缸堆积,炉缸堆积使高炉接受风量的能力变差,透气性恶化,出现憋风难行快慢料等,严重的风口大量烧毁,严重影响炉况顺行,需及时洗炉.
3高炉检修停开炉时
高炉计划检修停开炉时适当洗炉,主要是提高炉缸的活跃性和保持炉墙干净规则,保证后续的复风开炉工作能够顺利进行,改善渣铁流动性,利于炉况的恢复.
三各种洗炉操作简述
1热洗
热洗是利用强烈发展边缘气流同时利用高温冲刷效果对高炉进行洗炉的一种方法,主要适用于对高炉因各种原因造成的炉墙结厚的处理,见效快,处理时间短,缺点是成本高,耗费大量焦炭,高温渣铁处理增加炉前工作量.高温热洗操作要点如下:
A一次性集中加入足量焦炭,所加焦炭量应能满足焦炭下达后将结厚部位全部覆盖,
B集中下焦后的装料制度应以发展边缘气流为主,并适当降低炉渣碱度.
C对炉温的控制,小高炉应不低于1.4以上,大中型高炉应不低于1.0
D必须拉风温操作,一方面保证有充足的风量和边缘气流,另一方面可以促进炉况顺行.这是影响热洗成败的重要因素。
E应尽量全风操作，以维持足够的煤气流量和流速。
F根据炉温情况可减少喷煤量直至停煤.
2酸洗
酸洗是通过改善炉渣碱度,加入酸性炉料使炉渣碱度降低以降低炉渣的软化熔融温度和粘度从而达到冲洗炉墙结厚,绶解炉缸堆积的目的,一般对于炉缸石墨碳堆积,及长期高碱低温操作造成的渣性堆积效果显著.其优点是不影响高炉产质量和其它冶炼指标,常于不知不觉中(相对于主管领导)将炉况处理正常,常用的方法是集中加入酸性球团矿以降低炉渣碱度.操作要点如下:
A加入酸性球团矿的方法,通常采用在一个冶炼周期或班次内,抽取某一批料全下酸性球团矿,其它则按正常负荷配比下料.
B一般酸洗应维持5-8个冶炼周期.一个冶炼周期集中下一批酸料或一个班次集中下一批酸料，视炉况而定。
C在下全球团矿之前,对于首次使用酸洗的高炉应提前3-5批酌情减轻焦炭负荷,对于已经具备一定经验的高炉可维持正常生产时的负荷,待酸性料下达时,提前酌情增加喷煤量.以保证炉温稳定，炉缸热量充沛。
D因这种洗炉方法不显山不露水,且对高炉产质量和其它指标都无不良影响,所以可作为一种经常性的方法进行操作.
3热酸洗
严格意义上来说,无论是热洗和酸洗,都需要相应的改变热制度和造渣制度操作,相应提高操作炉温和降低炉渣碱度,以达到洗炉的目的,热洗和酸洗只是操作的侧重点不同而已，热洗更强调在热量上的运用即高溫煤气流的冲洗作用，而酸洗则重点在于以集中的酸性料来改善渣铁性能达到洗炉目的。,热洗和酸洗通常所采用的手段比较强烈，当然其产生的效果也比较显著.而热酸洗是一种相对较温和的处理炉况的手段,即在较长一段时间内在一定范围内提高炉温的同时,适当降低炉渣碱度,以达到改善渣铁流动性，消除炉缸堆积的目的。其操作的要点如下:
A对炉温的要求,小高炉要求维持0.7-0.8左右的炉温,大中型高炉通常维持0.5-0.7左右的炉温,考虑铁水的流动性,一般不宜超过0.7的炉温.
B对造渣制度的选择,通常以保证生铁质量为前提,一般较正常生产时渣碱度降低0.05-0.1左右.
C因其作用效果比较温柔,故通常需要维持5-7个班次左右的操作,维持时间较长.并应努力保证操作的稳定.防止炉温及渣碱度大幅波动.一定意义上来看，这属于一种无公害的洗炉方法。
4营石洗炉
菪石洗炉是比较常用的一种化学洗炉方法,其主要是利用含氟的萤石对造渣制度的影响,生成熔点低,流动性好的炉渣,对炉墙粘结物进行清洗,对于下部炉墙结厚的洗炉效果比较明显,但对于消除炉缸石墨碳堆积效果不太理想.萤石洗炉对炉衬的侵蚀作用较大,属于一种比较强烈的洗炉手段,
实践证明,含氟化钙15-25%的炉渣,不仅能降低炉渣粘度,而且炉渣的熔化温度很少随炉渣成份的波动而变化.实验得出的炉渣粘度和氟化钙含量关系表明,炉渣中氟化钙由零增加至5%时,炉渣粘度急剧下降,之后再增加氟化钙含量,其粘度降低的数值逐惭减小.含氟炉渣的熔化温度通常比较低,一般在-度左右,实验表明,炉渣碱度对含氟炉渣的熔化温度影响较小,当碱度由0.6增加到3.0时,其熔化温度仅提高度.应用萤石洗炉操作要点如下:
A萤石用量应保证炉渣中氟化钙含量在5%左右,因为在这一区间其熔化温度和粘度都处于相对稳定的阶段,避免应炉渣粘度的波动而造成炉墙粘结物洗掉重新粘上的反复.
B因含氟炉渣其熔化温度较低,极易造成炉缸热量亏欠,所以萤石洗炉应提前降低焦炭负荷,保证热制度稳定,以杜绝洗炉效果反复.
C因含氟炉渣流动性好,脱硫效果好,所以对造渣制度的选择上无需刻意调整,可维持日常生产的配比,虽然萤石中硅含量会影响终渣碱度,但因脱硫效果提高,只要热量充沛,亦可保证生铁质量,保证热制度的稳定是成败的重要因素.
D萤石的加入方法视洗炉目的不同而不同,清洗炉墙粘结物,萤石应加在边缘,处理炉缸堆积可均匀加到炉料中.
5锰矿洗炉
锰矿洗炉是利用锰的低价氧化物氧化锰及其形成的硅酸盐来改善初终渣的流动性,同时,因铁水粘度随锰含里的增加而降低,所以锰矿洗炉不仅改善了初终渣的流动性,也改善了铁水的流动性,对于消除石墨碳形成的堆积及碱性粘结物效果显著,相对于萤石洗炉属于一种较温和的洗炉剂.采用锰矿洗炉操作要点如下:
A一般高炉洗炉选用洗炉锰矿,所谓洗炉锰矿是指锰含量相对较低的(含锰18-20%)锰矿,部分采用优质锰矿(含锰大于40%),所以洗炉过程中应以控制渣中氧化锰及铁中锰含量作为控制指标,一般应控制渣中氧化锰含量在3-4%,铁水中锰含量在0.8%左右,因为氧化锰在高炉内的还原程度受操作因素及操作制度影响较大,所以其在渣中及铁水中的分配会稍有变化,一般应保证铁水中含锰在0.8%左右,这不仅是对洗炉效果的要求,也是满足炉温的要求.(锰的还原率与炉温成正比关系)。
B氧化锰的还原全部靠直接还原,直接消耗大量碳素,所以采用锰矿洗炉应适当降低焦炭负荷.保证热制度稳定.
C锰的高级氧化物在高炉上部即被全部还原成氧化锰并放出大量热量,所以采用锰矿洗炉易造成炉内下凉上热的温度分布,使炉顶温度升高,这是锰矿冶炼的特性决定的,而不是煤气流的分布引起的,操作上应注意避免因顶温升高错误的判断为边缘气流发展而采取强制压制边缘造成炉况顺行欠佳.影响洗炉效果.
6均热炉渣及轧钢皮洗炉
均热炉渣是钢锭在均热炉均热过程中脱落的氧化铁皮和渣性粘结物的混合物,其含铁量一般在60-64%,亚铁含量大于50%,轧钢皮是钢材轧制过程中脱落的氧化铁皮,其主要成份为氧化亚铁,一般含铁量在60%以上,均热炉渣及轧钢皮洗炉的原理是利用亚铁能显著改善初终渣流动性的作用达到洗炉的目的的,其对于消除高炉石墨碳堆积及长期低硅高碱操作引起的渣性堆积具有较好的作用,同时作为一种含铁物料也是废物二次利用的有效途径.作为一种含铁辅料加入高炉,即有效利用了二次资源,也达到改善高炉炉况的作用,是一种比较经济的洗炉方法,也是一种可以长期使作的方法.
7硅锰渣洗炉
硅锰渣是冶炼硅锰合金过程中产生的含锰炉渣,其洗炉的原理等同于锰矿洗炉,但因其含锰量通常不高(含锰9-10%且视冶炼的合金及操作不同成分亦不稳定),主要含硅钙氧化物,因此虽亦有洗炉的效果,但会大量增加渣量从而使焦比升高,很不经济,目前已很少采用.
四洗炉操作注意事项
洗炉操作作为一种重要的炉况治理手段,无疑是每座高炉都会经常或偶而要用到的,为保证安全有效经济的达到洗炉效果,在操作中还应注意以下一些方面.
1洗炉过程中应设专人监视,及时反应炉墙温度及冷却水温差变化并作好记录,有大块粘结物脱落时应及时采取相应措施,补加净焦,防止炉凉事故.
2洗炉(热洗除外)都应适当提高炉温,以应对因炉渣软融温度降低形成的炉缸热量不足,保证洗炉效果.
3洗炉剂下达时,会破坏风口外层保护性渣皮,使风口失去渣皮的保护而极易烧损,洗炉过程中应设专人对风口进行监护,防止风口烧出及大量漏水形成炉凉事故.
4操作中针对不同的炉况应结合实际具体分析，制定合理经济有效的洗炉方案，杜绝一刀切，盲目的不加选择的以萤石或锰矿洗炉，不仅不经济，而且对高炉长寿不利。
小结:1洗炉操作虽然是一种处理炉况的常规手法,但在日常操作中还是应当尽力做好上下部调剂工作,保证炉况顺行,炉缸活跃,避免不必要的洗炉.
2高温热洗是一种处理炉墙结厚的有效手法,生产中一旦决定热洗,决不能吝惜焦炭的加入量而使洗炉前功尽弃.
3酸洗及热酸洗是一种比较经济有效的处理炉况的方法,不仅不影响高炉生产指标（负荷虽有降低，但综合入炉品位升高产量增加，使焦比不会增高），而且对炉衬的伤害很小,可作为一种日常操作或者利用休风机会作为一种常规操作,做到不显山不露水的改善高炉工作状况的目的.
4萤石洗炉是一种强烈侵蚀炉衬的操作,一般不建议采用,更是要避免部分高炉操作者经常性的采用配加萤石来改善炉渣流动性的操作,这种操作不次于饮鸠止渴.
5锰矿洗炉虽较为温和,但无疑都会一定程度上增加焦比降低产量,影响高炉操作指标,同时也会对炉衬造成一定程度的侵蚀,生产中也不亦常时间采用.
6均热炉渣和轧钢皮洗炉,可作为一种高炉冶炼辅料加入,即达到了改善高炉工作状况的目的,同时提高了入炉综合品位,增加产量,是一种综合利用炼钢废料的有效途径.
7硅锰渣洗炉已很少应用,当然具有地缘优势的企业也可以适当采用,但应权衡其经济效益.
8无论哪种方法的洗炉,都或多或少的会对高炉炉衬或冶炼指标造成一定程度的伤害或影响,日常操作中还应加强上下部调剂,保持合适的煤气流分布,使炉缸工作活跃均匀稳定,炉墙规则完整，减少或杜绝洗炉操作.洗炉等同于吃药,是药就有三分毒,切记！
