玉溪新兴钢铁有限公司1080 m3高炉炉况失常的处理.pdf

文章记录了 1 080 m3（3#高炉）炉况失常的经过，总结了处理过程，并对造成这次炉况失常的原因进行分析，进而提出防范措施，以保证高炉的稳定，顺行。关键词高炉 失常 渣碱 处理玉溪新兴钢铁有限公司 1 080 m3高炉采用 BT型串罐式无料钟炉顶，薄壁炉衬软水密闭循环冷却系统，共有风口 20 个，进风面积 0.208 m2，配备 4 座卡鲁金式高效热风炉，设计东西 2 个出铁口，是一座装备水平较为先进的中小型高炉。高炉使用的新技术新工艺有：炉缸、炉底采用石墨炭砖加陶瓷杯技术，炉底炉缸侵蚀预报监测技术、高温高效长寿顶燃式热风炉、焦丁回收与小粒矿回收混装入炉技术、串罐无料钟炉顶设备、联合软水密闭循环系统、全干法煤气除尘+“TRT”发电装置、炉顶煤气上升管球节点技术等。1 炉况失常经过 3#高炉 2019 年 1 月 25 日至 5 月 20 日使用东铁口出铁，主沟通铁量达 20.76 万吨，沟帮烧损严重，高炉于 5 月 20 日凌晨 4:00 组织重新浇筑东主铁沟，历时 30 小时 50 分钟，至 5 月21 日 10:50，东铁口恢复出铁，此时间段高炉一直处于西铁口单口出铁状态。同时，21 日早班烧结矿碱度波动大（对高炉槽下预取样复查分析结果为烧结矿碱度波动范围为 2.07 2.50倍），高炉调整配比（昆钢球代烧结矿 1%4%），但炉渣碱度仍维持上升趋势，因此采用集中大量南非块矿代烧结矿调整方式，依然保持较高的炉渣碱度，且碱度波动较大（炉渣碱度由 1.14 1.22 倍）。5 月 21 日 14:22，东口出铁前铁罐对位不正，铁运重对时将铁罐错拉至西口，炉前看罐工未再次确认铁罐对位情况，未认真执行对罐打铃制度，导致铁水下铁路 3 t 左右，高炉被迫堵口，改西口单边出铁。18:30 处理好铁路，19:52 恢复东口出铁。由于单口出铁，渣铁排放不畅，造成炉内憋风、憋压，高炉减风降压、煤调操作。由于连续减煤导致炉温下行。同时，水温由 6 上升至 11，渣皮大量脱落进入炉缸，大量吸热造成炉凉（16:51出铁Si0.65%、Pt 1 471，18:23出铁Si0.09%、Pt 1 430），炉外出铁时出现大量烟尘（生铁分析Zn从正常情况0.008%升高至0.442%），温低，渣铁流动性差，渣铁排放困难。2 处理过程高炉采取集中加焦、缩矿批、退负荷、减氧操作等恢复炉况操作（矿批 31.5 28 t/批，负荷4.3 3.73 倍，改配比烧结矿 64%、昆钢球 17%、华翔球 14%、南非块 5%，昆球代烧 38.43 t、块代烧 8 t，集中加焦 23.96 t，批重加焦 16 t，共计昆 钢 科 技2023 年第 1期 60 39.96 t）。同时，炉外抢放渣铁、缩短出铁间隔，尽量排尽渣铁。22 日夜班加焦、退负荷料到炉温逐步回升，经过计算在昆钢球代烧结矿 4%已够降低炉渣碱度，但实际炉渣碱度仍高（炉渣碱度 1.14 1.36倍），通过南非块代烧结矿降低炉渣碱度，炉外渣铁排放逐步恢复正常，但仍存在炉内气流不稳定，渣皮脱落等现象，早班 10:25 缩矿批至 25 t，退负荷至 3.42，稳定炉况。因长期小风量操作，鼓风动能下降，风口连续下块，炉缸工作不活跃，渣铁不能及时下达到炉缸，在风口周围聚集，13:35 发现 11#风口小套边缘有水迹，经检查确认，11#风口小套烧损，14:40 铁后休风 180 min 进行更换，于 17:40 复风，为防止复风后继续烧损风口小套，保障复风后炉况的安全、平稳恢复，复风堵 1#、4#、7#、8#、11#、12#、13#、15#、18#风口，同时缩矿批至 20 t/批，负荷 3.33，提温及休风补加焦 80.6 t。23 日炉渣碱度仍高（1.20 倍），继续采取南非块块代烧结矿降低炉渣碱度。夜班恢复喷煤，控温加焦6.4 t，炉况逐步恢复捅开1#、18#、15#、7#风口。早班趋稳后视炉温及顺行情况捅开13#、8#、12#风口，并于中班 18:25 恢复富氧（2 000 m/h），调整矿批至 23 t/批，负荷 3.54，22:30 加氧至 4 000 m/h。24 日炉渣碱度有所下降（1.12 倍），仍采取南非块块代烧结矿调节炉渣碱度。夜班出现不接受高风压，料慢顶温高，顶压冒尖，煤气流分布不稳定，调整加焦 10.7 t。判断为炉墙有粘结，边缘有管道，炉缸渣碱中心堆积。采取退负荷至3.43，改配比烧结矿 61%，昆球 20%，华翔球 14%，南非块 5%。已判断出渣碱炉凉，但过程中炉渣出炉结果与核料差别大（烧结矿碱度分析），再次用南非块矿大幅度调剂，采用昆钢球代烧结矿36.57 t，南非块代烧结矿 22 t，加焦 46.3 t，高炉温熔化炉缸中心堆积的高碱度冷渣铁。中班 19:58铁水温度升至 1 504，出炉后才达到预期效果，连续高炉温至夜班。25 日通过高温渣铁及酸渣洗炉，炉缸工作状态转好，炉渣碱度逐步下降至理论计算碱度（1.0倍），炉内受风情况好转，能接受高风压，相继捅开 6：17 捅开 4#，10：35 视炉况好、料速转快，扩矿批至26 t/批，负荷 3.71。炉况顺 18：34 捅开 11#风口，高炉恢复全风口作业，高炉操作参数逐步恢复正常。3 炉况失常原因分析（1）连续单口出铁，待东铁口可以出铁后因炉前看罐工未再次确认东口铁罐对位情况，及未认真执行对罐打铃制度，导致铁水下铁路，高炉西铁口继续出铁，处理过程较长，渣铁排放间隔时间增加，高炉排放渣铁不畅，炉内憋风、憋压，工长通过连续减煤调整，导致欠煤量较多；长期单口出铁，炉内料柱下降不均匀，煤气分布失常，炉料得不到正常的预热和还原，炉料下达后炉温下行，炉温向凉。（2）烧结矿碱度波动较大，渣皮大量脱落吸热导致渣碱炉凉5 月 15 日至 20 日烧结矿碱度由 2.28 逐渐升至 2.32，炉渣碱度维持在 1.13-1.15，5 月 20日中班换 117#堆烧结矿，至 5 月 21 日烧结矿皮带样碱度升至 2.45，21 日夜班、早班、中班的烧结备样碱度最低低至 2.07，最高达高达 2.51，（分析结果看表 1），炉渣碱度由 1.14 升至 1.36（图 1）。由于长期小风量操作、炉缸透液性变差，炉内煤气流发生较大变化，渣皮大量脱落，脱落的渣皮进入炉缸后，吸收大量热量，21 日-25 日渣皮脱落期间炉腰-炉身的冷却壁温度（图 2）。表 1玉溪新兴钢铁有限公司技术中心烧结矿 5.21 分析结果样品名称TFeFeOSiO2CaOMgOAl2O3MnOPbTiO2NaK碱度早班53.028.795.713.262.542.090.940.0260.360.2800.0972.33中班53.447.956.0012.442.722.080.900.0250.320.2790.0982.07夜班53.027.875.0912.802.652.080.860.0250.320.2800.0972.51玉溪新兴钢铁有限公司1 080 m3高炉炉况失常的处理2023 年第 1 期 61 图 1炉渣碱度趋势图图 220 日-25 日炉腰-炉身下部温度（3）渣碱、中心堆积，11#风口小套烧损因炉渣碱、小风量操作时间长、中心堆积，炉缸容积变小，上部气流不稳定，高炉渣皮脱落频繁，堆积在炉缸边缘，新生成渣铁无法及时熔化渣皮，导致渣铁聚集风口前，导致 11#小套烧损。（4）铅锌等有害元素在炉内循环富集，影响煤气流分布。高炉使用华翔球以来，高炉入炉铅锌负荷较高（表 2），并在炉内循环富集。粘结在炉身中上部形成炉墙结厚或炉瘤，影响高炉上部的煤气流分布；脱落后，含有大量铅锌等害元素高的渣皮随炉料下降进入炉缸，熔化后排出，从生铁分析中看锌由平时 0.01%到最大 0.442%并持续至 23日 15:00 才恢复至 0.01%的水平。4 经验教训（1）认真落实执行高炉出铁管理规定，出铁前由高炉炉外工长对铁罐对位情况进行落实，并抄写罐号报至调度室，方能进行出铁操作。（2）加强工长、炉长操作水平，对连续单口出铁时，煤量的调剂，提高稳定炉温的意识。提高在处理事故时高炉炉内憋风及连续单口出铁时的操作总结，加强防凉警示。（3）加强对原燃料质量变化的监控，针对原燃料质量变化制定切实可行的应对措施。加强原燃料入炉管理，高炉工长每班 2 次进行原燃料查看，加强对烧结矿粒度测量和焦炭水分测量，及时进行调整，及时补足焦炭，稳定热制度，减少昆 钢 科 技2023 年第 1期 62 表 2有害元素负荷及入炉硫负荷日期碱负荷kg/tfeZn 负荷kg/tfePb 负荷kg/tfeAS 负荷kg/tfeS 负荷kg/tfe16.140.990.350.194.0726.180.930.360.153.9436.200.950.350.203.9246.130.960.350.194.0956.230.910.350.173.8666.030.910.340.194.0676.000.900.350.194.1086.020.820.330.174.0395.940.810.320.174.15105.990.810.320.183.76115.931.310.650.384.32125.991.200.600.364.61136.021.180.650.374.46146.011.160.640.404.57156.061.180.680.434.25165.981.100.710.434.39175.981.140.820.404.47185.941.200.760.414.42195.921.210.760.404.24205.931.190.760.414.46215.931.180.760.404.64225.960.950.730.365.60炉温的波动。连续两炉炉渣碱度超出正常范围时，要对炉渣碱度进行校核，并及时调剂。（4）使用有害元素较高的原料时，应定期开展排碱及有害元素工作，排碱及有害元素时应保证充足的渣铁物理热，确保炉缸热量充沛，定期适当降低炉渣碱，提高炉渣排碱能力。（5）处理炉况时应控制适宜的炉渣碱度、提高炉缸温度，熔化炉缸内冷渣铁，并及时出净渣铁，减少风口带窝渣，导致烧损风口小套。对于需要长期小风量操作调剂炉况的，应及时停风堵风口，维持适宜的鼓风动能，减少烧损风口小套的风险。5 结论（1）建立健全的原燃料质量预报制度，对原料中的碱负荷进行跟踪计算，定期洗炉排碱，保持合理的操作炉型。（2）对烧结矿换堆前料堆配料进行跟踪，并与技术室对接，对成分、碱度的波动作出相对应措施，提前做出调整。（3）形成有效的标准作业卡，严格按流程作业。（4）对于特殊情况的特殊炉况，应选择好合理的操作制度以确保炉缸工作均匀活跃，热量充沛。参考文献:1 王筱留.高炉生产知识问答(第 3 版)M.北京：冶金工业出版社.2013.1.2 范广权.高炉炼铁操作 M.北京：冶金工业出版社.2008.4.