漢鋼1號高爐提高富氧冶煉存在的問題及應(yīng)對措施

曹仲勇

摘 要：本文介紹了漢鋼1號高爐提高富氧率后冷卻壁燒穿、煤氣流分部絮亂、頂溫失控等失?，F(xiàn)象，及通過采取有力措施使高爐逐步轉(zhuǎn)順的過程。

關(guān)鍵詞：富氧率；冷卻壁；煤氣流；頂溫

中圖分類號：TF542 文獻標(biāo)識碼：A

1 引言

漢鋼1號高爐有效爐容1080m?，投產(chǎn)于2011年12月23日。長期以來高爐受制于原燃料條件、生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計缺陷、制氧能力等多方面因素影響，導(dǎo)致高爐提高利用系數(shù)，增加產(chǎn)量比較困難，這對高爐降本增效，節(jié)約焦比極為不利。

高爐投產(chǎn)3年來先后對制約生產(chǎn)的缺陷進行有計劃有步驟的升級改造，進一步消除了制約生產(chǎn)的瓶頸因素，為高爐進一步強化冶煉提供了有力支撐。2014年下半年制氧二期設(shè)備投運，為高爐提高富氧率，大幅增加產(chǎn)量，降低焦比和燃料比創(chuàng)造了良好條件。9月下旬高爐提高富氧率至4%，初期高爐出現(xiàn)了很多問題，嚴(yán)重影響到高爐的安全生產(chǎn)與爐況順行，先后出現(xiàn)爐殼發(fā)紅、冷卻壁燒穿、煤氣流分布失常、煤氣利用率低下、頂溫失控、布袋系統(tǒng)結(jié)灰、荒煤氣支管阻塞等嚴(yán)重問題。經(jīng)過深入分析和采取有力措施，高爐逐步穩(wěn)定順行，生產(chǎn)恢復(fù)穩(wěn)定，具體情況介紹如下。

2 冷卻壁燒穿及應(yīng)對措施

2014年7月份以前富氧量約為3500Nm?/h左右，8月份高爐提高富氧至5000Nm?/h，在此期間高爐西出鐵場鐵口正上方（西側(cè)）6、7段冷卻壁根部有發(fā)紅現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后立即采取打水冷卻措施，事態(tài)得以控制。9月份高爐檢修13天，于23日復(fù)風(fēng)恢復(fù)爐況，28日中班將富氧增加到6000Nm?/h，29日下午18時36分高爐6、7段冷卻壁及其周圍爐殼（北側(cè)）發(fā)紅并燒穿，大量煤氣噴出，高爐緊急休風(fēng)處理。此次無計劃休風(fēng)13小時對該部位進行了灌漿和焊補處理。事后分析認(rèn)為6、7段冷卻壁及爐殼燒穿的主要原因為：一是高爐突然增加富氧而前期準(zhǔn)備工作不充分。尤其是對提高富氧冶煉可能存在的問題認(rèn)識不足，且上次爐殼已經(jīng)出現(xiàn)發(fā)紅現(xiàn)象未引起高度重視，相應(yīng)措施未跟上，如強化點檢和水溫差控制等工作相對不足是造成此次事故的重要原因之一。二是高爐檢修計劃不周祥。檢修項目未考慮到增加富氧后高爐的適應(yīng)能力，沒有及時對爐腰、爐腹等受高溫渣鐵、氣流侵蝕嚴(yán)重的部位進行灌漿維護。三是選擇提高冶強的時機不準(zhǔn)確。高爐在經(jīng)過長期封爐復(fù)風(fēng)后，爐況恢復(fù)情況不容樂觀，在風(fēng)口尚未開全和爐前操作還未理順以及爐況尚未完全穩(wěn)定順行的情況下，急于提高冶強，增加富氧，以至高爐不適應(yīng)當(dāng)前這種冶煉強度，造成冷卻壁及爐殼燒穿。四是冷卻壁溫度檢測點少，存在檢測盲點，整個爐殼圓周僅有6個溫度檢測點，且有2點已經(jīng)損壞，是造成此次事故的客觀原因。

此次冷卻壁及其爐殼燒穿事故給尚未完全恢復(fù)的爐況造成更大困難，加劇了爐前操作的難度，先后引起撇渣器凍結(jié)、大溝凝結(jié)、渣溝燒漏等一系列嚴(yán)重次生事故，直到10月3日爐況才穩(wěn)定下來。為了防止類似事故再次發(fā)生采取以下主要措施：

（1）加強對高爐各段冷卻壁和爐殼溫度的監(jiān)控，強化點檢，建立臺賬，做到定人定時檢查。在冷卻壁監(jiān)測系統(tǒng)尚未改造升級前，對處于監(jiān)測盲點的部位采用紅外線測溫儀器進行人工監(jiān)測。（2）對6、7、8段冷卻壁增加打水冷卻裝置，當(dāng)溫度升高到200℃以上時，應(yīng)視溫度情況對其打水降溫，確保冷卻壁及爐殼處于合理溫度區(qū)間。（3）適當(dāng)增加冷卻壁進水流量和壓力，嚴(yán)密監(jiān)測水溫差變化，及時采取有力措施杜絕爐殼及冷卻壁發(fā)紅、燒穿。（4）定檢灌漿維護爐缸、爐腹、爐腰等工作條件惡劣的部位，確保爐襯不被嚴(yán)重侵蝕；加強爐型維護，提高操作水平，確保合理操作爐型。

3 煤氣流分布絮亂及其應(yīng)對措施

10月3日至8日，富氧量再次由3500緩慢增加至6000Nm?/h，在此期間產(chǎn)量穩(wěn)定在3300t/d左右。9日至20日，高爐富氧量繼續(xù)增加至7500Nm?/h，生鐵產(chǎn)量突破3600t/d，最高達到3849.05t/d，日利用系數(shù)可達3.56t/m?·d。但產(chǎn)量增加之后，綜合焦比下降不大，煤氣利用率偏低。

后經(jīng)爐況分析并結(jié)合十字測溫、煤氣分布情況認(rèn)為：中心過分發(fā)展，煤氣流分布絮亂是導(dǎo)致煤氣利用率較低，焦比居高不下的重要原因。表現(xiàn)為：中心溫度劇烈波動，溫度區(qū)間416℃～740℃，中心氣流明顯過剩，中心指數(shù)11.2～33；而邊緣氣流不足，溫度區(qū)間69℃～99℃，邊緣指數(shù)0.9～6.9。

針對上述情況高爐采取適當(dāng)加重中心的料制和適當(dāng)減小富氧等手段，經(jīng)過調(diào)整以后，中心溫度下降到400℃以下，氣流分布穩(wěn)定，煤氣溫度曲線基本呈“W型”，煤氣利用率進一步改善，綜合焦比逐步下降，達到525kg/t以下平。

4 頂溫偏低及其應(yīng)對措施

10月1日至11日在提高富氧率的同時逐步將礦批由33t增加至38t，此后礦批一直不變。礦批增大后改善了煤氣利用率，但另一方面也造成了頂溫不斷下降，尤其是當(dāng)氧量增加至7500Nm?/h時頂溫明顯下降，最低僅為80℃，導(dǎo)致布袋嚴(yán)重結(jié)灰影響煤氣流通過，多個布袋箱體瀕臨癱瘓。針對這種情況，高爐以“提頂溫，保系統(tǒng)”為主要思路，采取下列措施：

（1）當(dāng)頂溫在120℃以上時要穩(wěn)定料速在7批/h；當(dāng)頂溫低于120℃時可適當(dāng)減少富氧控制料速為13批/2h；杜絕8批/h出現(xiàn)，確保頂溫受控。（2）如因外圍設(shè)備故障造成頂溫偏高時，禁止?fàn)t頂打水，采取減風(fēng)控制措施，避免布袋箱體和荒煤氣支管結(jié)灰阻塞。

通過以上措施高爐在不減少礦批和富氧的情況下，保持較高的冶強，既提高了產(chǎn)量，又降低了焦比，同時也確保了煤氣除塵系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，避免了休風(fēng)清理荒煤氣支管和減少了更換布袋增加的費用。

結(jié)語

由于1號爐長期富氧率較低，僅為2.0%，突然增加富氧后冶煉初期高爐多有不適，出現(xiàn)了生產(chǎn)失?，F(xiàn)象。通過灌漿護爐、強化溫度檢測、爐殼打水噴淋、控制爐型、調(diào)整參數(shù)、提頂溫保系統(tǒng)等一系列措施，有效促進了高爐的安全生產(chǎn)，確保了爐況順行，提高了冶強，增加了產(chǎn)量，節(jié)約了焦比、降低了燃料比，取得了良好的經(jīng)濟效益。目前1號高爐各項指標(biāo)處于較好水平，高產(chǎn)量已成為常態(tài)化，其中11月16日產(chǎn)量最高達到3989.72t/d，利用系數(shù)3.69t/m?·d。

參考文獻

[1]陜鋼集團漢鋼公司煉鐵廠1#高爐操作日志[Z].2014.

[2]陜鋼集團漢鋼公司煉鐵廠日報表[Z].2014.