邯鋼新區1號高爐爐況失常恢復的實踐

史佳佳　夏萬順

(河鋼邯鋼公司)

邯鋼新區1號高爐爐況失常恢復的實踐

史佳佳夏萬順

(河鋼邯鋼公司)

摘要詳細分析了導致邯鋼新區1號高爐爐況失常的原因，認為水渣系統事故率高打亂了高爐正常的出鐵秩序，導致爐況出現波動，氣密箱傾動系統故障造成爐內氣流分布徹底失常。高爐在休風更換了氣密箱后, 通過優化水渣操作工藝、加循環焦、小礦批、中心加焦、堵風口的方法快速恢復了爐況。

關鍵詞中心加焦氣密箱爐況恢復

PRACTICE OF 1#BLAST FURNACE ABNORMAL CONDITION RECOVERY IN HAN STEEL NEW ZONE

Shi Jiajia Xia Wanshun

(Handan Iron and Steel Group Co., Ltd)

ABSTRACTThe cause of 1#blast furnace abnormal condition in Han steel new zoneis analyzed. It shows that the high accident rate of water slag system disrupt the normal order of the blast furnace top-hole, and then cause the furnace condition to fluctuate, the gas-seal box tilting system failure cause the furnace air distribution disorder completely. After replacing the gas-seal box during stopped blast, the furnace condition of BF recovered quickly by optimizing the water slag operation process, adding the circulating coke, using small batch, Centre adds coke, plugging tuyere .

KEY WORDScentre adds cokegas-seal boxfurnace condition recovery

0前言

2014年11月11日開始，邯鋼新區1號高爐出現邊緣氣流劇烈波動，壓量關系異常緊張的現象，高爐采取多項措施后效果都不明顯。到17日上午10:40放完料后，發現料線突然變深，并且高爐鋼磚水溫差急劇上升，同時發現布料時溜槽旋轉電流較正常小4 A～5 A，高爐于下午14：52休風檢查布料系統，發現爐頂氣密箱傾動系統不能傾轉到最大角度，立即組織休風進行更換，歷時近67 h。送風前操作者預見到爐況恢復的困難性，大幅調整了操作參數，使爐況快速恢復了正常，將損失降到了最低。

1爐況失常的過程及原因判斷

1.1爐況失常前高爐運行情況

11月11日前1號高爐順行良好，日產量在7800 t以上，各項指標相對穩定，維持在正常水平。11日前一周高爐的主要生產指標參數見表1。

表1　11日前一周高爐主要生產指標參數

1.2爐況失常的過程

高爐邊緣氣流從11月11日開始波動，主要表現為各段冷卻壁溫度大幅波動，高爐第9段冷卻壁11日到17日期間溫度變化趨勢如圖1所示。

從圖1可以看出，爐墻溫度大幅升高，并且波動劇烈。爐內壓量關系緊張，壓差升高，透氣性變差，高爐不接受風氧。壓量關系隨邊緣氣流波動時緊時松，操作曲線呈“葫蘆”狀，同時伴隨煤氣利用率不穩定，忽高忽低，壓量關系松時煤氣利用率低，壓量關系緊時煤氣利用率高。受煤氣利用率波動影響，高爐爐溫波動大，不好穩定。高爐被迫減風減氧退負荷以保高爐運行。

圖1　第9段冷卻壁11日到17日溫度變化趨勢圖

在高焦比的維持下，高爐在16日運行尚可。到 17日上午10:40，高爐放完1批焦炭后料線突然深達1.8 m/1.8 m，而正常料線為1.2 m/1.2 m，檢查各項操作參數無異常后，操作者開始認為是高爐氣流波動引發了突然崩料，繼續放料想要盡快趕回正常料線，但是連放幾批料后并沒有趕回正常料線，忙命令上料工去爐頂檢查布料設備。此時，從爐頂熱成像系統上觀察不到中心火焰，并且高爐缸磚水溫差急劇上升，有原來的5.6 ℃快速上升到43.3 ℃，上料工檢查布料設備未發現異常，隨后發現布料時β電流變小為10 A ～11 A，而正常布料時為14 A ～15 A，其余參數無異常。操作者開始認識到應該是爐頂設備出現問題造成爐料不到邊緣所致，初步懷疑是布料溜槽斷裂或磨漏。

此時高爐氣流已經完全失常，為盡可能保證氣流正常，高爐采取中心加焦的方法來保證中心氣流 強度，同時將焦炭最后一檔由30 °變為16 °，料制由 變為 ，同時把料線變為1.8 m/1.8 m，以保證爐料盡量布到邊緣。立即減負荷，分批加凈焦55 t，礦批從87 t退到82 t，焦批由19.5 t加到20 t，焦比從402 kg/t加到436 kg/t,做好休風準備。下午14：52開始休風，打開點火孔檢查布料溜槽，未發現異常，隨即打開氣密箱人孔檢查扇形碼盤，發現與爐頂360 °碼盤存在較大的誤差，實際最大布料角度只有35 °，而高爐布料檔位最大角度為41 °，遠遠不能滿足高爐布料要求，故障不能復位，只能更換氣密箱。11日-17日高爐的主要生產指標參數見表2。

表2　11日-17日高爐主要生產指標參數表

2爐況失常原因的判斷

2.1水渣作業不正常的影響

邯鋼新區1號高爐水渣作業區有南場和北場兩套INBA沖制系統，正常生產時輪流作業。2014年前高爐水渣作業區由外委單位運作，為節約生產成本，公司在2014年11月7日辭退了外委單位，改由正式職工操作。由于新操作者對水渣沖制工藝不熟悉，造成水渣作業事故頻繁發生，高爐被迫多次緊急堵口、連續長時間單場出鐵，這嚴重影響了高爐的正常出鐵秩序，大大降低了高爐渣鐵的出凈率，使大量渣鐵長時間窩存在爐缸內，惡化了高爐料柱的透氣性和透液性[1]，高爐壓差大幅上升，高爐不得不減風減氧應對，高爐順行變差,導致了11日后高爐邊緣開始波動。

2.2爐頂氣密箱傾動系統故障導致布料異常

氣密箱傾動系統故障，事后拆解氣密箱發現傾動齒輪箱渦輪蝸桿齒輪磨損嚴重，使最大布料角度只有35 °，遠遠不能滿足高爐布料最大42 °角度的要求。爐料因此布不到邊緣，都布到了離爐墻較遠的位置，料線因此失去了作用。中心氣流明顯受阻，邊緣氣流過分發展，從爐頂熱成像看不到中心氣流，爐墻各段溫度大幅上揚，爐喉缸磚水溫差在短短的1 h內由原來的5.6 ℃急劇上升到43.3 ℃，導致高爐爐況徹底失常。

對比11日前后爐況的情況來看，11日高爐邊緣氣流就已經開始波動，采用單純的降料線措施，效果并不明顯，這雖然有爐前出鐵異常的影響，但不排除爐頂氣密箱傾動系統在11日前就已經開始出現傾動不到位現象。氣密箱傾動齒輪箱渦輪蝸桿磨損部位的圖片如圖2所示。

圖2氣密箱傾動齒輪箱渦輪蝸桿磨損部位圖(照片)

3爐況恢復過程

3.1休風更換氣密箱

1號高爐有更換氣密箱的經驗，經過52 h爐頂氣密箱就已經更換完畢，在19日19：16開始送風。考慮到是無計劃休風，休風料不能正常到達爐腹位置，同時考慮到休風時間較長，為保證高爐爐缸熱量，休風過程中未安排送風系統檢修，休風后迅速將32個風口全部堵嚴。

3.2優化水渣作業

利用休風機會，廠部調集大量人力物力加大水渣作業區的檢修，將一些存在隱患的設備集中更換或修繕。返聘外委單位專家對水渣操作工進行培訓，指導操作工在送風前進行沖渣模擬操作。同時每班配備一名外委單位的操作技術人員，以確保送風后水渣運行正常。

3.3爐況恢復

3.3.1爐況恢復第一階段

考慮到休風前高爐中心氣流嚴重受堵，休風時間較長，且是無計劃休風，高爐送風時采用小礦批結合全焦冶煉并附加循環焦的措施，同時將中心焦加到3.5圈。經驗表明全焦冶煉附加循環焦既可以快速疏導高爐氣流，也可以快速提升爐缸溫度，而中心焦可以快速打開中心氣流[2]。表3是送風時主要操作參數表。同時為保證盡快打開中心氣流，高爐堵8個風口，采用24個風口送風，以保證送風時足夠的鼓風動能。

表3　送風時主要操作參數表

送風后，風量快速恢復到4000 m3/min，但此時爐頂氣密箱出現漏氣現象，高爐不得不慢風3 h等待處理爐頂氣密箱漏氣，當氣密箱漏氣處理完畢后加風到4500 m3/min時，爐頂大放人孔又出現大面積漏氣，高爐再次慢風等待，為使高爐在慢風下吹透中心，高爐在20日夜班15批將礦批減到76 t，同時把料線降到1.4 m/1.4 m。但在有風的情況下，補焊人孔困難，高爐在凌晨5點改常壓操作，仍不能處理人孔漏點，高爐不得不再次休風，于20日上午9：16休風補焊人孔漏點。

3.3.2爐況恢復第二階段

大放人孔經過846 min才處理完畢，高爐在21日1:40再次送風。考慮到第一次送風慢風時間較長，不僅惡化了高爐料柱的整體透氣性，還消耗了大量的爐缸熱量，加風必定非常困難，高爐再次送風時將礦批減到76 t，送風全焦比達到551 kg/t，仍然采用全焦冶煉附加循環焦的方式加入，同時補加凈焦20 t用以提升爐缸熱量。第二次送風時主要操作參數見表4。

表4　第二次送風時主要操作參數

送風后，加風困難。當風量加到3500 m3/min時，高爐邊緣氣流不斷，時有深崩料發生，崩料后壓量關系異常升高，爐料運動差，邊緣時有管道發生，管道發生后爐頂溫度迅速升高，不得不打水控制。第一次鐵物理熱只有1430 ℃，爐渣流動性差，被迫改火渣，爐內果斷采取提爐溫措施，到00:06送風時補加的凈焦下到爐缸，鐵水溫度達到1470 ℃，爐渣流動性明顯改善。循環焦和中心加焦一個冶煉周期后，爐內關系也得到了緩和，氣流穩定性變強，中心氣流明顯得到改善。然而，風量加到4200 m3/min時不再好突破，考慮到全焦冶煉時爐腹煤氣量只與風氧量有關，煤氣量較小，不利于氣流向中心滲透，同時全焦冶煉時煤氣分布趨于平坦化，不利于間接還原的發展，煤氣利用率差，氣流對料制敏感性差[3]。因此，為改善爐腹煤氣量，高爐在夜班第10批果斷將循環焦去掉，開始噴煤。噴煤后爐腹煤氣顯著升高，氣流可控性增強，風量逐步回升。到早上8:00風量加到4900 m3/min，探尺運動狀況得到改善，間接還原得到改善，煤氣利用率大幅回升，鐵水溫度上升到1500 ℃，爐渣流動性得到了改善，可以正常沖制水渣。第二次送風時的主要操作參數調整變化見表5。

表5　第二次送風時主要操作參數調整變化表

送風后1個冶煉周期后，氣流逐漸變得順暢，高爐快速捅開堵著的風口，逐步加風，到上午10：00風量逐步回升到5300 m3/min，白班第17批將料制回歸正常，當料制下達后，氣流逐漸穩定。下午18：00風口全開，風量到恢復正常水平，下午19：00開始富氧2000 m3/h，到晚上23：00高爐風氧量基本回歸到正常水平。20日到24日高爐主要指標參數見表6。

4結論

表6　20日-24日高爐主要指標參數表

(1)任何情況下的休復風都必須嚴格按照標準化操作，避免出現其它的事故，延誤爐況恢復，增加爐況恢復的難度。

(2)從發現爐頂布料異常到決定休風查看爐頂布料設備，操作者用時2 h，得益于操作者豐富的操作經驗，避免了布料異常引發更嚴重的爐況失常，為后期快速恢復爐況提供了基礎。

(3)加循環焦的方法，能快速疏導爐內氣流，改善氣流分布。當爐內氣流穩定和爐溫合適后，快速降焦增煤能有效改善爐腹煤氣量，增加煤氣流對料制的敏感性，利于爐況快速恢復。

5參考文獻

[1]宋建成.高爐煉鐵理論與操作[M].北京：冶金工業出版社，2005:67.

[2]陳奎，劉志朝，盧建光.邯寶1號高爐中心喉管磨漏導致爐況失常的處理[J].煉鐵,2012,31(2):34-37.

[3]劉志朝,陳奎，王磊.邯寶高爐爐腹煤氣量指數和透氣阻力系數的控制[J].煉鐵，2013,32(4)：12-16.

收稿日期聯系人：夏萬順，工程師，河北. 邯鄲 (056015), 河北鋼鐵集團邯鋼公司邯寶煉鐵廠；：2015—8—25