首鋼長鋼八高爐爐況失常分析

楊軍昌，寧曉波

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治 046031）

生產(chǎn)實踐·應(yīng)用技術(shù)

首鋼長鋼八高爐爐況失常分析

楊軍昌，寧曉波

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治 046031）

對首鋼長鋼8號高爐處理失常爐況進行總結(jié)。通過對失常爐況的原因、處理措施、恢復(fù)過程進行分析，為避免類似事故發(fā)生及在發(fā)生失常事故后如何避免事故擴大化提供經(jīng)驗。

高爐 爐況 處理

首鋼長鋼8號高爐有效爐容1 080 m3，二代爐齡于2012年3月21日點火投產(chǎn)。開爐以來，先后攻克了鐵口噴濺、爐缸側(cè)壁溫度升高、使用劣質(zhì)礦冶煉等技術(shù)難題。形成了一套適合首鋼長鋼現(xiàn)有原燃料的操作體系。2015年4月，由于原燃料同時被調(diào)整，使得高爐出現(xiàn)塌料、懸料、管道行程，爐況失常，通過采取堵風(fēng)口、變料制、改全焦冶煉等措施，經(jīng)過為期9 d的處理，爐況恢復(fù)正常。

1 事故經(jīng)過

2015年4月23日夜班接班，風(fēng)量3 080 m3/min，風(fēng)壓334 kPa，頂壓175 kPa，透氣性指數(shù)10.7，爐溫生鐵硅含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0.35%，物理熱1 502℃，渣鐵流動性好，高爐正常生產(chǎn)穩(wěn)定運行。03：26，頂壓由175 kPa突升至193 kPa，料線塌落，減風(fēng)至2 750 m3/min控制；走2小批料后，第二次塌料，料線塌至4.0 m。03：40，減風(fēng)至2 340 m3/min控制，減風(fēng)后壓量關(guān)系不匹配，風(fēng)壓由251 kPa逐步上升至299 kPa，之后又有所下降，壓量關(guān)系波動較大。07：16，減風(fēng)至1 650 m3/min。12：36，休風(fēng)，更換14號風(fēng)口，處理1號、7號、8號風(fēng)口在休風(fēng)過程中的少量灌渣，堵3號、8號、9號、13號、18號風(fēng)口。13：50，開風(fēng)，開風(fēng)后爐況難行，塌料、管道行程、懸料、頻繁發(fā)生，料線塌落超過4.6 m，從爐頂攝像儀看到料面亂翻，煤氣流極不穩(wěn)定。至4月25日18：20，休風(fēng)更換7號風(fēng)口（漏水），堵3號、4號、5號、6號、7號、8號、9號、13號風(fēng)口。18：55，開風(fēng)，開風(fēng)后爐況逐步好轉(zhuǎn)，相繼捅開3號、13號、4號風(fēng)口，加風(fēng)至2 000 m3/min，擴礦批至18.8 t，提料線至2.2 m，上負(fù)荷至2.8。至4月28日16：45，休風(fēng)，更換10號風(fēng)口，處理5號、6號、7號、8號、9號風(fēng)口，堵6號、7號、8號風(fēng)口。18：35，開風(fēng)后煤氣流分布紊亂，又反復(fù)出現(xiàn)塌料、懸料、管道行程，爐況難行。至4月29日07：45，休風(fēng)堵6號、7號、8號、13號、18號風(fēng)口。08：25，開風(fēng)后嚴(yán)把進程，以準(zhǔn)、穩(wěn)為思路，逐步緩慢恢復(fù)。至5月3日，恢復(fù)風(fēng)量至3 050 m3/min，料線1.5 m，礦批30 t，負(fù)荷4.0，至此爐況基本恢復(fù)正常。

2 原因分析

2.1 原料質(zhì)量下降

受礦粉供量影響，燒結(jié)工序于4月13日兩次調(diào)整配料結(jié)構(gòu)。第一次調(diào)整為3.0%（巴粗）+17%（南非）+6%（澳特）+46%（FMG），第二次調(diào)整為3.0%（巴粗）+17%（南非）+51.5%（FMG）。4月20日，調(diào)整配料結(jié)構(gòu)為14.5%（南非）+56.5%（FMG）。這幾次調(diào)整都是增大FMG礦粉的使用比例。FMG礦粉屬于高水化程度褐鐵礦，礦物組織疏松多孔，且制粒能力偏差，同化溫度在1 150℃左右。4月13日，開始配加南非粉，南非粉屬于同化溫度較低的礦種，較巴西粉同化溫度低150℃左右，雖然燒結(jié)過程液相流動能力較好，對提高產(chǎn)量有利，但對改善燒結(jié)礦強度極為不利，高配比添加會導(dǎo)致燒結(jié)礦軟熔性能變差，高爐軟熔帶上移，上部料柱透氣性變差。在這一階段的調(diào)整過程中，燒結(jié)內(nèi)返礦率升高3%左右，高爐返礦率升高1.8%左右，轉(zhuǎn)鼓強度指數(shù)僅維持在73.5%左右（4月10日燒結(jié)礦堿度提高至1.6倍后，燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓指數(shù)與前期堿度為1.5倍時相當(dāng)），23日抽查燒結(jié)礦低溫粉化指數(shù)為53.61%，較正常水平下降6%左右，燒結(jié)礦高溫冶金性能有所變差。表1為機燒成分統(tǒng)計表。

表1 機燒成分統(tǒng)計表

從表1中可以看出，機燒轉(zhuǎn)鼓指數(shù)低于77%的控制標(biāo)準(zhǔn)，在23日出現(xiàn)了最低值72.6%，強度明顯下降。

2.2 燃料質(zhì)量惡化

2.2.1 外購華太焦炭用量增大

八高爐4月16日燃料結(jié)構(gòu)為65%自產(chǎn)瑞達焦炭+35%外購焦炭，調(diào)整為60%自產(chǎn)瑞達焦炭+40%外購焦炭。在4月21日中班期間將，將外購焦調(diào)整為150 t華太配加潞寶二級焦炭。從指標(biāo)上看，華太焦炭質(zhì)量指標(biāo)基本符合國標(biāo)二級焦炭標(biāo)準(zhǔn)，但實際使用效果較 差，主要表現(xiàn)是：在焦炭變化過程中高爐出現(xiàn)爐溫低退負(fù)荷現(xiàn)象，負(fù)荷由4.55退至4.25；爐況出現(xiàn)波動，對料柱支撐作用不足，即骨架支撐能力較差；爐內(nèi)壓量關(guān)系緊張，壓差升高，中心氣流逐步消失，料面過吹頻次增多，頻繁出現(xiàn)料線滑尺、塌料現(xiàn)象。

2.2.2 自產(chǎn)瑞達焦炭質(zhì)量降低

瑞達焦化廠于4月17日調(diào)整配煤比例，將氣煤質(zhì)量配比由3%提高至5%；4月19日，高爐槽下自產(chǎn)焦炭目測裂紋有所增加，粒度有所變小；22日，質(zhì)量監(jiān)督站檢驗數(shù)據(jù)顯示-25 mm質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到7.7%，較正常水平升高3%左右；且受降雨等影響，18—20日，高爐用焦炭水分升高（見表2）。

表2 燃料成分統(tǒng)計表

從表2可以看出，自產(chǎn)瑞達焦炭水分較正常值5.0%升高0.2%，潞寶焦炭較正常值8.0%升高7.8%，華太焦炭較正常值8.0%升高2.5%。

2.3 爐況抵抗能力變差

本月3月29日，開始配加華太冶金焦（占外購焦比例17%）。至4月23日爐況惡化期間，高爐入爐原燃料變化，高爐一直被迫應(yīng)對，尤其在試驗300 t華太焦炭時，爐況出現(xiàn)滑尺、鉆錘現(xiàn)象，爐頂攝像儀無中心氣流，爐底5.2 m中心點溫度下降，爐缸活躍程度下降，間斷出現(xiàn)物理熱與硅含量不匹配現(xiàn)象。高爐又出現(xiàn)三次休風(fēng)、兩次慢風(fēng)情況，導(dǎo)致爐況本身狀態(tài)不佳，抵抗外界波動的能力變差。

3 處理措施

3.1 爐外處理思路（改善原燃料質(zhì)量）

3.1.1 改善原料質(zhì)量

燒結(jié)工序，降低FMG礦粉的使用比例，提高機燒轉(zhuǎn)鼓指數(shù)，逐步調(diào)整礦粉配比為4.0%（巴粗）+20%（SSFG）+10%（澳特）+38%（FMG），機燒轉(zhuǎn)鼓指數(shù)上調(diào)至74%。

3.1.2 改善焦炭質(zhì)量

4月24日，調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)為75%瑞達焦炭+25%外購焦炭，降低外購焦使用比例。4月25日，外購焦由150 t華太配加潞寶二級焦炭調(diào)整為祥瑞干熄焦炭；4月27日，將外購焦調(diào)整為潞寶干熄焦炭。

3.2 爐內(nèi)處理思路

1）維持一定的風(fēng)量，控制風(fēng)口面積（堵風(fēng)口），維持風(fēng)速180～220 m/s。

2）提爐溫，提熱量。采取加凈焦、退負(fù)荷、調(diào)風(fēng)溫的措施保證充沛爐溫，w［Si］=1.0%～2.0%，物理熱≮1 480℃，風(fēng)溫800～950℃。

3）調(diào)料制，穩(wěn)定煤氣流，采取單環(huán)同位角小角度（一般24°～27°）布料，兼顧邊緣、中心兩股氣流。

4）調(diào)配比，控制適宜的爐渣堿度（1.05～1.10），保證渣鐵有良好的流動性。

5）及時排出渣鐵，縮短出鐵間隔，維護與風(fēng)量匹配的鐵口深度，保證排渣鐵次數(shù)和排渣鐵量。

6）嚴(yán)格把控冶煉進程，不可貪多誤進。

4 具體對策

從4月23日夜班爐況出現(xiàn)難行開始至5月3日24：00恢復(fù)正常，歷時10 d的時間，歸納起來分六個間斷。

1）第一間斷：認(rèn)識期。4月23日夜班03：26，頂壓凸起，風(fēng)壓上升，出現(xiàn)塌料。減風(fēng)控制，并補凈焦3批，同時縮礦批至25 t，退負(fù)荷至3.5 t，縮小料的角度2°，減少氧氣量至2 000 m3/h。調(diào)劑完畢后，爐內(nèi)壓量關(guān)系波動，料線依然在4.5 m，情況沒有好轉(zhuǎn)，至07：16，再次減風(fēng)至1 650 m3/min，補凈焦38.8 t，縮礦批至20 t，退負(fù)荷至2.5，調(diào)料制為26°單環(huán)布料。12：36，休風(fēng)，更換、處理風(fēng)口灌渣，堵5個風(fēng)口。這一間斷的調(diào)控過程基本正常，從爐況出現(xiàn)難行征兆開始到休風(fēng)堵風(fēng)口，是對爐況失常嚴(yán)重程度的認(rèn)識過程，從爐況及爐溫的反應(yīng)來看，情況比較嚴(yán)重，要謹(jǐn)慎對待。在這一過程中共計補凈焦53.782 t，休風(fēng)1次，燒損風(fēng)口1個。

2）第二間斷：定位期。4月23日13：50，開風(fēng)量1 250 m3/min使用，后逐步加風(fēng)至1 700 m3/min。壓量關(guān)系不穩(wěn)，風(fēng)壓鋸齒狀波動，頂壓出現(xiàn)小的尖峰；風(fēng)壓升高，透氣性指數(shù)降低；風(fēng)壓與透氣性指數(shù)葫蘆狀波動。后減風(fēng)至1 380 m3/min控制。這段時間補焦75.61 t，礦批縮至16 t，料制調(diào)整為C26（7）O25（7）。23：48，休風(fēng)，堵6個風(fēng)口。4月24日00：24，開風(fēng)，開風(fēng)后運行風(fēng)量1 600 m3/min，風(fēng)壓波浪形小波動，頂壓間斷性小尖峰，料線依然塌落不明，爐頂攝像儀觀察料面間斷出現(xiàn)翻花現(xiàn)象。運行3 h后，進行試探性加風(fēng)100 m3/min。加風(fēng)后，風(fēng)壓與透氣性指數(shù)葫蘆狀波動，又減風(fēng)至1 500 m3/min控制。待料線探住3.3 m，不斷出現(xiàn)懸料，渣鐵出盡后放風(fēng)坐料。料線塌落后以風(fēng)量1 400 m3/min趕料線，料線探住3.4 m，加風(fēng)至1 600 m3/min。料線邊走邊塌，探住的料線走勢也不好，動作緩慢、呆滯。爐頂攝像儀觀察，氣流不穩(wěn)，料面亂翻，料線塌料不明，然后邊趕邊塌，如此反復(fù)。至進入4月25日10：58，休風(fēng)，更換2個風(fēng)口，堵7個風(fēng)口。這段時間共補焦173.7 t，礦批16 t，負(fù)荷2.2，料制C28（4）24（4）O25（6）。13：32，開風(fēng)，開風(fēng)后頂壓趨于平穩(wěn)，不長時間發(fā)現(xiàn)7號風(fēng)口漏水，從現(xiàn)場判斷漏水程度較為嚴(yán)重，加之領(lǐng)導(dǎo)組對堵風(fēng)口的位置有新的思路，所以于4月25日18：20休風(fēng)更換7號風(fēng)口，堵8個風(fēng)口，至此算第二間斷。這一間斷，擴礦批至18 t，調(diào)料制為C28（4）25（1）22（4）O25（6），調(diào)負(fù)荷至2.4，試探性加風(fēng)。通過爐況的反應(yīng)及恢復(fù)進程我們對爐況惡化程度有了重新的定位。情況比預(yù)想的要嚴(yán)重，難度要大。在這一過程中共計補凈焦214.6 t，休風(fēng)2次，燒損風(fēng)口3個。

3）第三間斷：調(diào)整期。4月25日18：55，開風(fēng)，開風(fēng)后逐步加風(fēng)，運行風(fēng)量1 600 m3/min，礦批15 t，負(fù)荷2.2，料線2.5 m，料制C26（8）O25（6）。4月26日，逐步加風(fēng)至1 850 m3/min，調(diào)礦批16 t，負(fù)荷2.6，料制C26（8）O24（6）；相繼捅開13號、3號風(fēng)口。4月27日，逐步加風(fēng)至2 000 m3/min，礦批16.8 t，負(fù)荷2.8（用上焦丁），料線2.3 m，料制C25（8）O24（6），捅開4號風(fēng)口。4月28日，逐加風(fēng)至2 100 m3/min，礦批18.8 t，負(fù)荷2.9，料線2.2 m，料制C25（8）O25（6）。至16：45，休風(fēng)更換10號風(fēng)口，處理5個風(fēng)口，堵3個風(fēng)口。至此算第三間斷。在這一過程中共計補焦20.454 t，休風(fēng)1次，燒損1個風(fēng)口。

4）第四間斷：反復(fù)期。4月28日18：35，開風(fēng)，開風(fēng)后風(fēng)量運至1 600 m3/min，壓量關(guān)系緊張，風(fēng)壓波動，爐頂料面翻花，氣流不穩(wěn)，塌料、懸料、管道行程出現(xiàn)，爐況惡化。至4月29日07：45，休風(fēng)堵5個風(fēng)口，算第四間斷。在這一過程中，共計補焦60 t，休風(fēng)1次，沒有燒損風(fēng)口。

5）第五間斷：恢復(fù)期。4月29日08：25，開風(fēng)后，運行風(fēng)量1 200 m3/min，礦批15 t，負(fù)荷2.5，料線2.2 m，料制C25（8）O24（8）。至20：00，逐步加風(fēng)至1 850 m3/min，上負(fù)荷至2.8。4月30日，逐步加風(fēng)至2 000 m3/min，礦批18.8 t，料線1.8 m，料制C25（8）O25（8）。5月1日15：00，加風(fēng)至2 300 m3/min，礦批19.8 t。15：55，休風(fēng)更換10號風(fēng)口，處理3個風(fēng)口，堵4個風(fēng)口。17：05，開風(fēng)，開風(fēng)后逐步加風(fēng)至2 400 m3/min，礦批22.8 t，負(fù)荷2.9，料線1.5 m，料制C26（8）O26（8），捅開8號風(fēng)口。5月2日03：00，加風(fēng)至2 600 m3/min，負(fù)荷3.3，料批23.8 t，料線1.5 m，料制C26（9）O26（9）。08：00，開始噴煤。16：25時休風(fēng)，更換19號風(fēng)口，處理18號風(fēng)口，堵兩個風(fēng)口。17：56，開風(fēng)，開風(fēng)后至23：00恢復(fù)風(fēng)量2 750 m3/min，風(fēng)壓255 kPa，頂壓110 kPa，透氣性指數(shù)13.1，礦批25.8 t，料線1.5 m，負(fù)荷3.5。這一過程共計補焦12.4 t，休風(fēng)2次，燒損風(fēng)口2個。

6）第六間斷：鞏固期。5月3日，逐步恢復(fù)風(fēng)量3 050 m3/min，擴礦批30 t，料制C29（4）28（3）26（3）O28（7）27（3），上負(fù)荷4.0，生鐵硅含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0.70%，物理熱1 490℃，至此爐況恢復(fù)正常。

5 經(jīng)驗教訓(xùn)

5.1 抓住時機，全面考慮

爐況發(fā)生失常后，要及時進行分析、研究，判斷原因及危害程度，及時采取控制措施，避免事故擴大化。在處理失常過程中，要結(jié)合高爐近期的工作狀況及本次失常征兆綜合判斷，要充分考慮到潛在的不利因素，同時要保證設(shè)備運行正常、鐵水罐運行正常，不能因設(shè)備問題出現(xiàn)休風(fēng)、減風(fēng)的情況，不能因出不了渣鐵而影響爐內(nèi)恢復(fù)進程。

5.2 建立預(yù)警機制

對外，與焦化廠建立動態(tài)質(zhì)量反饋體系，不再只關(guān)注焦炭的檢化驗數(shù)據(jù)，而是以高爐使用效果為評價依據(jù)。對內(nèi)，當(dāng)一座高爐爐況出現(xiàn)難行征兆，對另一座高爐要謹(jǐn)慎、保守操作。在繼續(xù)使用低價原燃料生產(chǎn)時，尤其是質(zhì)量性能偏差的原燃料，要在通過優(yōu)化高爐參數(shù)，實現(xiàn)爐況可控的最大限度內(nèi)對配用比例、爐況及操作調(diào)整進行摸索，積累必要的經(jīng)驗。

5.3 思路統(tǒng)一，精準(zhǔn)控制

處理爐況期間，要有處理小組。人員在交接時要交清接明，確保處理恢復(fù)過程統(tǒng)一、有序。在恢復(fù)過程中，對每一步操作、每一個指令，都要充分考慮。要通過理論計算、綜合判斷，在把握不準(zhǔn)的情況下，寧可適當(dāng)推遲動作，避免造成爐況反復(fù)難行。

5.4 強化爐外管理

必須合理安排爐前人員。爐前操作人員要及時清理出現(xiàn)場、安全打開鐵口、排凈查鐵，為爐內(nèi)恢復(fù)打好基礎(chǔ)。在處理爐況過程中，爐前崗位交叉作業(yè)多，在清理積查鐵、更換風(fēng)口二套和煤氣區(qū)域作業(yè)時，都極易發(fā)生安全隱患。因此，越是在這種忙、亂的情況下，越要搞好安全工作，絕不能出現(xiàn)說起來重要、忙起來不要的狀況。

6 結(jié)語

要樹立事故是最大浪費的理念，加強對原燃料檢測。一方面要認(rèn)真對質(zhì)量檢化驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，另一方面要提高高爐操作者對所用原燃料質(zhì)量變化的判斷能力，要把目測原燃料表觀性能與檢化驗數(shù)據(jù)進行結(jié)合，及時掌握和反饋變化趨勢，確保提供真實的參考數(shù)據(jù)，指導(dǎo)高爐生產(chǎn)。（編輯：胡玉香）

Abnormality Analysis of ShouGang ChangGang No.8 Blast Furnace Condition

Yang Junchang，Ning Xiaobo
（Shougang Changzhi Iron and Steel Co.，Ltd.，Changzhi Shanxi 046031）

This paper summarizes the abnormality of ShouGang ChangGang No.8 blast furnace.By analysis of abnormality reason of furnace condition，treatment measure and recovery process，this paper provides experience in order to avoid the occurrence of similar accident and howto avoid accident expansion after abnormal accident occurred.

blast furnace，furnace condition，processing

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2015.06.17

TF549+.5

B

1672-1152（2015）06-0048-04

2015-09-02

楊軍昌（1979—），男，于首鋼長鋼八高爐從事高爐操作工作，助理工程師。E-mail：yangjunchang2010@163.com