萊鋼1 880 m3高爐爐況波動(dòng)導(dǎo)致爐墻結(jié)厚的分析與處理

劉 曉，聞一帆

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司，山東 萊蕪271104）

1 前言

萊鋼2#1 880 m3高爐第二代爐役于2018年7月12日開爐并迅速達(dá)產(chǎn)，12月11—15日因焦炭供應(yīng)緊張，外購焦加入2/3左右的某質(zhì)量不合格焦炭（M40最低79.7%，平均84.6%；＜25 mm最高15.1%，平均9.0%），造成高爐指標(biāo)大幅下滑，爐況開始出現(xiàn)波動(dòng)。配加質(zhì)量不合格焦炭后，高爐透氣性指數(shù)由23.5逐步降低至22.5，燃料比升高20～30 kg，焦比從370 kg/t逐步調(diào)整到430 kg/t，最嚴(yán)重時(shí)焦比達(dá)到500 kg/t。具體表現(xiàn)為：

1）壓量關(guān)系緊張，風(fēng)量維持困難。2）探尺工作差，下料不順發(fā)生懸料。3）煤氣流分布失常，小管道氣流頻發(fā)。4）鐵口工作差，開口之后先見渣后見鐵。5）爐缸不活躍，風(fēng)口小套頻繁燒壞。6）冷卻壁溫度、水溫差降低。

2 爐墻結(jié)厚的形成原因

爐況波動(dòng)嚴(yán)重影響了爐缸工作狀態(tài)和煤氣流的合理分布，頻繁出現(xiàn)小管道氣流，最終造成一定程度的爐缸堆積和爐墻掛結(jié)［1］，最直接的表現(xiàn)為結(jié)厚部位冷卻壁溫度降低、冷卻水水溫差降低。

在爐墻結(jié)厚和爐缸堆積的初期，對(duì)信息掌握不夠準(zhǔn)確，重視程度不夠，沒有采取及時(shí)有效的手段進(jìn)行處理，延誤了處理爐況的最佳時(shí)期，恢復(fù)過程中未認(rèn)識(shí)到掛結(jié)物處理的困難性，加負(fù)荷過急、過快，料制頻繁調(diào)整且缺乏明確方向，使?fàn)t況不斷反復(fù)，延長了恢復(fù)周期。爐況恢復(fù)期間原燃料條件惡化，入爐粉末增加。焦化限產(chǎn)和干熄焦頻繁檢修，導(dǎo)致高爐長期配加水熄焦，再加生礦、球團(tuán)潮濕難以篩分干凈帶來大量粉末，并因稱量斗下料速度慢而大量分布在料面邊緣部位。爐墻結(jié)厚后小管道氣流頻繁，連續(xù)懸料，尤其1月2日懸料、坐料達(dá)到5次。爐況反復(fù)波動(dòng)造成軟熔帶位置不斷上下移動(dòng)，渣皮反復(fù)熔化重建，坐料時(shí)突然下降的生料粉末大量粘附在渣皮上。如此的反復(fù)，再加上無計(jì)劃停煤休風(fēng)，長時(shí)間低爐溫、低熱量、爐缸虧熱等不利因素的影響，使?fàn)t墻越結(jié)越厚。

3 爐況恢復(fù)過程

3.1 風(fēng)口布局調(diào)整

2019年1月8日將風(fēng)口布局由7×Φ130 mm+21×Φ120 mm調(diào)整為28×Φ120 mm，風(fēng)口面積由0.33 m2縮小為0.317 m2。調(diào)整后風(fēng)速、動(dòng)能有所提升，但因風(fēng)壓上升過多而提升幅度有限。在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，僅靠提高鼓風(fēng)動(dòng)能吹透中心對(duì)處理爐墻結(jié)厚無直接效果。

3.2 料制調(diào)整

料制調(diào)整主要方向是發(fā)展中心和穩(wěn)定邊緣，但是多次調(diào)整效果并不明顯，布料制度調(diào)整過程見表1。2月9日休風(fēng)校核探尺，通過爐頂成像觀察料面，中心焦高且大，料面凹凸不平，整體向西方向傾斜，爐內(nèi)礦—焦料層結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞。

3.3 錳礦螢石洗爐

2月13日開始配加錳礦洗爐，16日開始配加螢石，具體過程見表2。洗爐期間燃料比最高上升到580 kg/t，21日停配螢石，25日停配錳礦。洗爐完成后焦比從450 kg/t逐步調(diào)整到395 kg/t，燃料比下降到535 kg/t左右，但壓量關(guān)系仍然沒有改善，爐況抗波動(dòng)能力差。因掛結(jié)物位置較高，遠(yuǎn)離高溫區(qū)，洗爐操作并未完全將掛結(jié)物融化，爐墻結(jié)厚的影響依舊存在。

表1 1―2月份布料矩陣

表2 洗爐參數(shù)

4 掛結(jié)物脫落

4.1 掛結(jié)物的脫落過程

3月6日19:10開始配加螢石500 kg/批再次進(jìn)行洗爐，提高燃料比到585 kg/t。7日4:00上料系統(tǒng)故障被迫休風(fēng)，料線深東6.78 m，西5.17 m，發(fā)現(xiàn)爐墻有掛結(jié)物脫落，7:50復(fù)風(fēng)后附加凈焦2批，10:00附加凈焦1批，10:30料線正常；10:50發(fā)現(xiàn)風(fēng)口渣皮大面積脫落，冷卻壁溫度和水溫差急劇上升；12:00附加凈焦1批，11:53開口，鐵水［Si］為0.178%，［S］為0.18%，熱量僅有1 411℃，按爐涼處理，控風(fēng)最低到1 800 m3/h；13:00開始集中附加凈焦（2J＋3Z＋6J＋6Z＋2J），13:42［Si］為 0.308%，［S］為 0.133%，14:00負(fù)荷由460 kg/t退至515 kg/t，15:00之后下渣皮量明顯減少，16:00繼續(xù)退負(fù)荷至560 kg/t，19:00加負(fù)荷至500 kg/t，16:50開口［Si］為0.758%，［S］為0.06%，熱量1 400 ℃；18:18—18:30［Si］為1.0%以上，迎凈焦停煤一段，8日夜班［Si］為1.2%～1.8%，4:00焦比加至480 kg/t，熱量逐步上行至1 515℃，風(fēng)量加全。

本次虧料線使?fàn)t墻掛結(jié)物脫落，邊緣氣流暢通，此后爐況逐步好轉(zhuǎn)，高爐各項(xiàng)指標(biāo)逐步提升。透氣性指數(shù)24.5～25，燃料比520 kg/t，產(chǎn)量5 000 t，爐況基本正常。

4.2 掛結(jié)物的脫落機(jī)理［2］

1）螢石、錳礦的加入使掛結(jié)物強(qiáng)度大幅削弱。洗爐劑降低了掛結(jié)物內(nèi)多種組分的熔點(diǎn)，使碳性粉末失去了黏結(jié)相，呈現(xiàn)出一種較為疏松的狀態(tài)。

2）多次集中加入凈焦，使高溫區(qū)上移，進(jìn)一步促進(jìn)了掛結(jié)物的融化。

3）掛結(jié)物受熱脹冷縮影響，局部產(chǎn)生破裂。降料線期間，掛結(jié)物暴露出來直接受到爐頂打水影響，溫度急劇降低。打水期間的爆震也削弱了掛結(jié)物和爐墻之間的聯(lián)系。

4）掛結(jié)物失去料柱支撐。前期受到多重因素的綜合作用，掛結(jié)物強(qiáng)度降低，最終在重力的作用下脫落。

5 結(jié)論

5.1 原燃料條件是高爐操作的基礎(chǔ)。原燃料的波動(dòng)容易造成氣流的波動(dòng)和軟熔帶位置的變化，是爐墻結(jié)厚的重要誘因。對(duì)外購焦倒運(yùn)、加料情況應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控，保證焦炭的供應(yīng)和質(zhì)量得到有效管控。

5.2 持續(xù)關(guān)注冷卻壁溫度與熱負(fù)荷參數(shù)，完善操作爐型跟蹤，有爐墻掛結(jié)物形成趨勢(shì)果斷采取相應(yīng)措施處理。

5.3 高爐操作應(yīng)逐步去除對(duì)中心附加焦的依賴。處理爐況需要一定的風(fēng)量支撐，但在低產(chǎn)量狀態(tài)下，不宜過度依賴中心焦來發(fā)展中心氣流。為活躍爐缸，可以減少中心焦比例縮小死焦堆，縮短置換死焦堆周期，擴(kuò)大爐缸有效工作區(qū)域。

5.4 爐況處理期間忌過度強(qiáng)化冶煉?？山淀攭翰⒖刂骑L(fēng)量，保證爐內(nèi)壓差處于相對(duì)寬松狀態(tài)，引導(dǎo)中心氣流提高透氣性。