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新区 2 500 m3高炉 2020 年 6 月 7 日通过降料面的方法消除炉身粘结，总结了此次炉身粘结的原因及特殊炉况处理过程中的经验及教训，恢复操作炉型，使各项经济技术指标恢复到粘结前的水平。关键词高炉 炉身粘结 降料面 炉况恢复1 前言昆钢新区 2 500 m3高炉，设有 30 个风口、3 个铁口，两用一备，年产铁水 200 万吨，采用并罐式无料钟炉顶结构，皮带上料，中速磨机制粉，直接喷吹工艺，炉体采用软水密闭循环冷却系统。新区生产单位属于单系统“一条龙”式生产线，300 m2烧结机产能与高炉产能不匹配，一旦出现停机，烧不保铁的矛盾更加突出。为提高产能保高炉吃矿量，不得不提高烧结矿碱度，导致碱度波动大，不稳定，烧结矿没有烧好烧透，提量不提质的情况给高炉正常生产带来了很大的被动。由于碱金属在炉身上部循环富集，炉身冷却壁 12、14 段容易出现局部结厚，炉身冷却壁圆周温度不均匀，导致煤气流分布失常，严重时导致炉况失常。昆钢新区 2 500 m3高炉自 2020 年 5 月 30 日检修复风后，各项生产技术指标并没有达到检修前的水平，6 月 4 日后发现炉身 12 段第 1、2、3、4 点，14 段第 2 点温度逐渐下降，说明该位置已有粘结，各项经济技术指标明显退步，且情况还在进一步恶化，到了不得不处理的地步。决定于 6月 7 日采用降料面的方法来消除炉身粘结。2 炉身粘结的征兆2.1 炉身上部局部温度低正常生产情况下，炉身 12、14 段温度区间100300，整个圆周方向温度均匀，如果发生粘结，炉墙温度明显降低。自 2020 年 6 月 4 日开始，炉身 12 段温度点 1、2、3、4 点，14 段第 2点逐渐降低，至 6 月 6 日 12 段已降至 66 左右，说明该区域发生了炉身粘结的现象。炉身 12、14段粘结后的温度情况见表 1 所示，炉身 12、14 段表 1炉身 12、14 段粘结后的温度情况（）时间冷却壁第 1 点第 2 点第 3 点第 4 点第 5 点第 6 点第 7 点第 8 点第 9 点6 月 4 日12 段106701138125313412317015914 段2231081671553171752452466 月 5 日12 段8491788418917615617816314 段225931571622781682642706 月 6 日12 段7168657015613716915614514 段21485165153209171255267昆 钢 科 技2023 年第 1 期 28 图 1炉身 12、14 段粘结趋势图粘结趋势见图 1。2.2 炉内受风差，经济技术指标下降5 月 28 日检修前，高炉受风好，压量关系 匹 配 较 好，风 量 4 520 m3/min，风 压 373 KPa。自复风后压量关系紧张，憋风时间长，为保证一定的风速，风压不得不一放再放，380 KPa385 KPa390 KPa，但是调整后风压风压波动还是大，受风差，全风量时间短，导致指标逐渐下滑。6 月 1-13 日高炉操作参数见表 2 所示。2.3 高炉煤气流分布不均匀炉身粘结后，煤气流分布不均匀，主要表现在：风压、压差波动大，边缘气流强中心气流弱流速缓慢，上升管四点温度带分散，且小管道频繁。从炉内热成像摄像头看，炉内料面不平，气流成雾蒙状态，炉内热成像图见图 2。2.4 减水量及改装料制度无明显效果6月4日10:30减B扇区冷却水20 m/h（A、B、日期矿批/t负荷风量/m3min-1风压/KPa料批晚班+白班风温/富氧/m3h-1si/s/焦比/kgt-1燃料比/kgt-1碱度PT/6 月 1 日554.404 498371103+1041 20016 0000.290.0283765201.141 4576 月 2 日554.474 519374102+1051 20016 0000.280.0303705191.191 4336 月 3 日554.474 523372103+1031 20016 0000.260.0233665211.201 4466 月 4 日554.474 480376103+991 20016 0000.310.0243715311.191 4446 月 5 日55534.474.384 502374101+1061 20016 0000.250.0313785261.161 4336 月 6 日534.424 485379103+1011 20015 0000.250.0303805441.201 4436 月 7 日534650524.423.803.824.264 33634999+791 16412 5000.590.0214525951.191 4486 月 8 日5250524.263.824.264 27535480+881 0778 7270.850.0234425131.181 4796 月 9 日52534.264.334 498376101+1061 17913 6660.330.0303805151.181 4616 月 10 日534.344 504380104+1051 20415 0000.300.0263715231.181 4586 月 11 日534.454 476381105+1061 20515 6250.290.0243705211.181 4626 月 12 日534.454 514382107+1061 20816 0000.230.0313715251.171 4456 月 13 日534.494 477383106+1041 21016 0000.370.0203695271.201 457表 26 月 1-13 日高炉操作参数表昆钢2 500 m3高炉降料面消除炉身粘结及炉况恢复的生产实践2023 年第 1 期 29 图 2炉内热成像图日期6 月 1 日6 月 2 日6 月 3 日6 月 4 日6 月 5 日6 月 6 日6 月 7 日入炉粉末4.584.443.954.094.735.803.30表 36 月 17 日入炉粉末（5 mm%）日期焦炭种类M40M10CRICSR进厂焦炭验收标准876.528645 月 30 日本部干熄焦87.166.1226.9062.866 月 3 日万城通和87.324.6428.1061.206 月 4 日万城通和26.3062.756 月 5 日万城通和87.324.7627.0662.28表 46 月 7 前进厂焦炭指标（%）C、D 4 个支管各减 5 m3/h），降低粘结处的冷却强度。并分别于 6 月 2 日第 115 批和 6 月 4 日第102 批改布料矩阵，调整煤气流分布。3 炉身粘结原因分析3.1 烧结矿质量变化大炉身上部粘结，主要原因是烧结矿强度差，焦炭冷热态指标不合格、入炉粉末量高、zn 负荷高等原因造成的。5 月中下旬，烧结配合环保脱硫检查和其他设备故障等原因，烧结机停机频繁。6 月 6 日起开始更换 182#料堆，6 月 7、8 日使用181#堆尾料，强度差，粉末多，在炉身上部低温还原粉化区又产生大量粉末，容易发生粘结。6 月1-7 日入炉粉末率见表 3 所示。从表 3 可以看出，6 月 1-7 日入炉粉末偏高，大于 2019 年平均值 3.73%，所以，入炉粉末高是此次粘结的主要原因。3.2 焦炭质量下降新区高炉使用的焦炭全部外购，品种多，质量差异大，冷热态指标波动大，造成高炉透气性变差，经济技术指标下滑。6 月 7 日前进厂焦炭指标见表 4 所示。从表 4 可以看出，炉身粘结时使用的焦炭已有部分指标不合格，指标不合格的焦炭在炉内中上部面对炉料自身的重力和Zn 蒸气的损坏，必然粉化，形成焦末，粘附在炉墙上，最终造成炉身粘结的现象。3.3 碱金属含量和 Zn 负荷长期偏高炉内气化上升的碱金属在较低温度的炉墙上冷凝，附着在炉墙上并逐步粘结，长期发展会形成炉瘤1。炉内上升的 Zn 蒸气遇到焦炭会冷凝在起缝隙中，使焦炭气孔度降低影响料柱透气性，降低焦炭强度，增大焦炭的反应性，促进碳素溶损反应的进行，减低焦炭的热强度，导致焦炭在下降过程中破损，也影响料柱透气性。5 月30日-6月 6 日 Zn 负荷见表 5 所示。新区 2 500 m3高炉 Zn 负荷长期处于 0.8 kg/tFe 的水平，超过 0.5 kg/tFe 的规定要求，对比同行业韶钢 Zn 负荷：0.212 kg/tFe 更是高出 0.6%。日期5 月 30 日5 月 31 日6 月 1 日6 月 2 日6 月 3 日6 月 4 日6 月 5 日6 月 6 日Zn 负荷0.760.910.780.930.800.710.720.77表 55 月 30 日 6 月 6 日 Zn 负荷（kg/tFe）昆 钢 科 技2023 年第 1 期 30 洒水枪1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#合计流量12.013.511.313.710.710.713.111.511.014.0121.5表 66 月 7 日炉顶洒水枪流量（m3/h）图 3炉身 12、14 段粘结脱落温度趋势图表 7降料面具体操作参数表时间风量/m3min-1料线 3#尺/mH2/%CO/%CO2/%富氧/m3h-1风温/备注10:524 5292.600.4828.6819.7916 0001 200管道行程10:564 5342.800.4828.6019.7416 0001 20011:044 5323.440.7229.5019.9816 0001 200管道行程11:134 5434.380.8928.8918.6316 0001 19711:234 3525.671.0929.2617.9610 0001 19011:334 3566.451.5231.1416.6010 0001 18511:434 3487.432.0831.7514.1310 0001 17911:534 3458.262.1831.9513.1310 0001 17112:033 9879.231.7532.9312.3510 0001 153管道行程12:063 7029.502.1033.1212.0410 0001 0994 降料面处理炉身粘结4.1 降料面处理炉身粘结的原理据高炉冷却壁温度检测显示，粘结处位于炉身 12、14 段 B 扇区，只要将料线降到 12 段冷却壁以下，将 12、14 段冷却壁完全暴露在料面上方，使其失去支撑，炉顶打水使其快速冷却，在粘结物自身重力作用下自然脱落。4.2 降料面过程4.2.1 降料面前准备工作6 月 7 日晚班对炉顶洒水枪进行检查试水，要求洒水均匀。6 月 7 日炉顶洒水枪流量见表 6所示。因为5月28日计划检修时更换了新的洒水枪，所以洒水枪水流量满足此次降料面控顶温的需求。4.2.2 炉内准备工作为了满足降料面后炉况的快速恢复，要求 6月7日晚班炉温充足，PT1 450，si0.3%，改料线焦炭 1.3 m 1.5 m 矿石 1.4 m 1.6 m。于7:56 第 82 批缩矿批至 46 t，退负荷至 3.80 倍。第80批加焦2批23.2 t，第85批加焦11.4 t带2 t硅石。4.2.3 降料面操作6 月 7 日 10:56 分开始降料面（停止下料），前期为缩短降料面的时间，尽量采用全风全氧操作，中后期根据顶温情况适当减风量、风温、富氧量，全程控制顶温在 280 左右，12:06 分，料线降至 9.5 m，炉身 12.14 段 B 扇区温度点升高，以曲线形式波动，说明炉身粘结物已脱落。炉身12、14 段粘结脱落温度趋势见图 3，降料面具体参数见表 7 所示。昆钢2 500 m3高炉降料面消除炉身粘结及炉况恢复的生产实践2023 年第 1 期 31 5 炉况恢复缓慢而漫长5.1 恢复冷却制度由于炉身粘结已脱落，6 月 7 日 13:09 分恢复B 扇区冷却水，13:15 防止冷却强度大而再次粘结软水流量由 4 500 m3/h 减至 4 300 m3/h。5.2 出铁操作将料面后 2#铁口出铁顺畅而 3#铁口出铁不顺畅，打开铁口就空吹或放半罐铁就吹，不得不组织二次出铁，说明粘结物落入 3#铁口区域导致渣铁排放不顺畅。5.3 赶料及炉况恢复炉身粘结消除后开始赶料，第 112 批起隔九加十加 2 批焦炭，带 2 t 硅石。由于矿批小料线深，13:38 分第 119 批扩矿批至 50 t，负荷 3.82 倍，第139 批改矿石矩阵，8 档 1.5 环改为 1 环，疏通边缘气流。15:35料动不畅，停氧、煤，15:47减风坐料，料线 6.6 m 降至 7.9 m，后期见炉况走势好，20:46第 172 批扩矿批至 52 t 负荷 4.26 倍，6 月 7 日白班空料共加焦 157.2 t 硅石 9 t。6 月 8 日晚班，继续隔九加十加 2 批焦炭，带 2 t 硅石，接班后炉况显难行，料动较差，21:40悬料，放顶压后风压降，加风，料面吹后料动，21:50停氧、煤，后期视炉况走势情况逐渐加氧、煤，风温。23:13 分炉内连续出现管道，减风至 1 500 m3/min 破坏管道行程，23:50 水温差波动大加软水流量至 4 400 m3/h，1:35 分崩料一次，料线由 4.4 m降至8 m，并于2:00第25批缩矿批至50 t，负荷3.82倍，3:20 料面吹，崩料一次，料线由 5.3 m 降至 7.2 m。后期炉况走势逐渐好转，9:25 改料线焦炭1.5 m 1.3 m矿石1.6 m1.4 m，富氧7 000 m3/h，风温 1 100，晚班共加焦 122 t，硅石 10 t。6 月 8 日白班，炉况好转，第 81 批扩矿批至52 t，负荷 4.26 倍，逐渐加风温至 1 150，富氧9 000 m3/h。15:10分，炉内气流不稳，小管道频繁，短时停氧、煤，放风调节气流分布，空料加焦35.1 t。6 月 9 日，炉况转顺，第 88 批扩矿批至 53 t，负荷4.33倍，逐渐加风温至1 200，富氧15 000 m3/h，水温差波动逐渐平缓，发现炉身 10、12、14 段 A.B扇区有再次粘结的迹象，炉体监测点温度逐渐降低，9:15减软水流量至4 300 m3/h。6 月 10 日晚班确定炉身再次粘结，第 9 批改料线焦炭 1.3 m 1.5 m 矿石 1.4 m 1.6 m，23:40 减B 扇区冷却水流量 20 m3/h，第 30 批布料溜槽矿焦布料角度 4 档以上各加 0.5，9:25 减 A 扇区冷却水20 m3/h。白班 16：30 分减软水流量至 4 250 m3/h。炉身 10.12.14 段再次粘结趋势见图 4。图 4炉身 10.12.14 段再次粘结趋势图昆 钢 科 技2023 年第 1 期 32 图 5炉身 10、12、14 段粘结物脱落趋势图图 6粘结物脱落后气流分布图6 月 11 日加氧至 16 000 m3/h。6 月 12 日加风温至 1 210，3:27 分受炉身粘结影响出现管道行程一次，10:50 视炉身粘结情况再减 B 扇区冷却水 20 m3/h。6 月 13 日，炉况顺行，炉身粘结无变化。6 月 14 日晚班 23:55，出管道行程一次，第73 批，煤量上限 46 t/h，炉温下限，批重加焦 200 kg/批；6:30 炉身粘结物自然脱落，炉身粘结点温度上升呈波浪状波动，说明粘结物全部脱落，防止炉温大幅降低，分别于第77、84批各加焦11.5 t。8:40 分恢复 A、B 扇区冷却水流量，白班第 159批停批重加焦 200 kg/批，说明炉况彻底恢复，炉型已呈规则状态。炉身 10、12、14 段粘结物脱落趋势见图 5，粘结物脱落后气流分布见图 6。6 月 15 日，炉况顺行，开始扩矿批，提负荷。6 炉身粘结的预防炉身上部粘结将造成煤气流分布紊乱，消耗高，铁损失量大，恢复过程缓慢且成本高。2在日常生产工作中如何有效预防炉身粘结仍然是生产工作的重点。6.1 抓好原燃料管理（1）每天做好入炉粉末监测工作，5%时，减少该矿槽用量，与其他矿槽搭配使用，避免烧结矿粉末集中入炉，造成炉内憋风，减风影响煤气流合理分布。（2）做好槽下筛分监控工作，放料速率控制在 80 kg/s 左右。（3）严格矿槽槽位管理制度，槽位到 10 m就联系供料，减少烧结矿跌落产生粉末。（4）加强沟通和协调工作，当烧结换料堆或者开停机料多时集中供入 4#小烧仓，搭配使用，球团矿出现大量粉末是联系料场严格执行分层供料的工艺制度，减少入炉粉末量。（5）强化进厂焦炭的验收工作，避免大量不合格的焦炭集中入炉的情况。6.2 严格执行出铁制度做好”零间隔“出铁准备工作，严格执行出铁操作制度，单铁口出铁时间 2.5 h 开另外一个铁口，来渣时间 30 min 组织平行出铁。只有渣铁排放工作做得好了炉内调整措施才能见成效，否则，将带来一系列的恶性循环状况。昆钢2 500 m3高炉降料面消除炉身粘结及炉况恢复的生产实践2023 年第 1 期 33 6.3 合理的冷却制度合 理 的 冷 却 制 度 是 预 防 炉 身 粘 结 的 关键，就新区高炉，冷却壁水温差维持在 7 左右，上下波动不宜过大，软水流量稳定在4 2504 400 m3/h。局部粘结可适当减该扇区冷却水流量。6.4 控制有害元素入炉量每天做好有害元素带入量及 Zn（Zn）排出量的统计工作，当碱金属量升高时，高炉采取适当措施，退守排出一部分有害元素，减少碱金属在炉内的循环富集，造成集中排碱的情况出现。7 结语（1）起炉身上部粘结的根本原因是原燃料质量变差，入炉有害元素升高，所以必须加强原燃料管理来预防炉身粘结。（2）当炉身粘结物无法通过煤气流洗刷和自身重力脱落时，采取降料面消除粘结物是一种行之有效的措施。降料面消除粘结的关键在于洒水枪均匀雾化对顶温的控制，故降料面前的准备工作和整个过程中人身设备安全最为重要。（3）炉况在恢复过程中各种操作制度必须相互适应，粘结物脱落后，要及时调整煤气流分布，平衡好中心和边缘两股气流，处理好“无边不稳、无心不顺”的矛盾。确保炉况顺行为原则，避免炉身上部反复粘结，达到高炉“稳、顺、优”经济生产的目的。（4）高炉操作者要精心操作，根据不同时期原燃料变化、炉况走势调整不同的操作制度，使煤气流分布合理，炉缸工作良好，炉身“干净”，维持合理的操作炉型。参考文献：1 周传典.高炉炼铁生产技术手册 M.北京：冶金工业出版社，2015.292.2 张寿荣，于仲洁等高炉失常与事故处理M.北京：冶金工业出版社，2013.125.