18號(hào)風(fēng)口燒穿的原因分析與應(yīng)對(duì)措施

潘偉恩， 丁時(shí)明， 柏德春

（韶鋼集團(tuán)煉鐵廠高爐分廠， 廣東 韶關(guān) 512123）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

18號(hào)風(fēng)口燒穿的原因分析與應(yīng)對(duì)措施

潘偉恩， 丁時(shí)明， 柏德春

（韶鋼集團(tuán)煉鐵廠高爐分廠， 廣東 韶關(guān) 512123）

介紹了18號(hào)風(fēng)口燒穿概況以及事故造成的損失，具體分析了風(fēng)口燒穿的原因并提出應(yīng)對(duì)措施，旨在提高風(fēng)險(xiǎn)防范意識(shí),減少事故發(fā)生的機(jī)率，降低損失，并供同行借鑒。

中修 開(kāi)爐 風(fēng)口 燒穿

1 事故概況

1.1 風(fēng)口燒穿的概況

2015年10月，受原燃料變差影響，爐況失常，決定于2016年2月降料面中修，2月13日順利完成降料面工作，2月16日開(kāi)始對(duì)爐墻渣皮、爐缸進(jìn)行清理，2月20日對(duì)爐缸、爐墻進(jìn)行噴涂造襯，28日10點(diǎn)16分點(diǎn)火開(kāi)爐。采用16個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，1、3號(hào)口對(duì)角出鐵。14點(diǎn)49分打開(kāi)3號(hào)鐵口，深度2.6 m。14 點(diǎn)55分堵口，出渣鐵約1 t，3號(hào)口熱風(fēng)吹出,鐵口與風(fēng)口互通，22點(diǎn)52分打開(kāi)1號(hào)口，煤氣火伴隨焦炭噴出沒(méi)有渣鐵，鐵口與風(fēng)口互通。29日12點(diǎn)06分打開(kāi)3號(hào)鐵口，深度1.8 m，12點(diǎn)31分來(lái)渣，13點(diǎn)16分堵口，出渣鐵（230 t鐵+160 t渣）。14點(diǎn)24分打開(kāi)1 TH鐵口，深度1.6 m。14點(diǎn)46分來(lái)渣。15點(diǎn)11分三號(hào)鐵口上方18號(hào)風(fēng)口有渣流出，隨即燒穿，15點(diǎn)12分發(fā)現(xiàn)后立馬緊急休風(fēng)。

1.2 事故造成的損失

本次風(fēng)口燒穿噴出來(lái)的渣鐵、焦炭量大，涉及面包括風(fēng)口平臺(tái)半圈，北邊出鐵場(chǎng)、西邊出鐵場(chǎng)。三號(hào)口渣溝，北邊熱水池，沖制箱、風(fēng)口以下冷卻壁水管上都有渣鐵與焦炭。累計(jì)渣鐵、焦炭混合物約200 t左右。

北場(chǎng)3、4號(hào)口開(kāi)口機(jī)、北場(chǎng)轉(zhuǎn)鼓濾網(wǎng)、蒸汽導(dǎo)出管完全被燒毀；爐缸FK系統(tǒng)、爐體冷卻壁溫度監(jiān)控、爐頂控制系統(tǒng)等所有電纜徹底燒毀；18號(hào)風(fēng)口大套底部燒損，小套、吹管、中節(jié)全部被燒毀，導(dǎo)致高爐搶修5.5天才勉強(qiáng)復(fù)產(chǎn)。

2 風(fēng)口燒穿的原因分析

2.1 燒穿位置分析

事故發(fā)生后，3月2日從風(fēng)口燒穿位置清理的殘骸中發(fā)現(xiàn)中套的尾部還存在完整的一圈（如圖1所示），小套吹管消失，大套底部已被嚴(yán)重吹爛，由此可以分析出本次事故先燒損的是風(fēng)口中套。

圖1 風(fēng)口中套底部一圈

從風(fēng)口燒穿第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)到操作者放風(fēng)大約就一分鐘，短暫一分鐘從風(fēng)口噴出200 t渣鐵焦炭混合物，也能證明風(fēng)口是在中套部位被燒穿。

2.2 中、小套冷卻情況分析

29日上午8點(diǎn)50分風(fēng)口小套水溫差為10℃，馬上采取措施提高水壓，降低進(jìn)水溫度等，9點(diǎn)20分風(fēng)口小套水溫差回落正常，中套水溫差正常，通過(guò)中小套流量計(jì)顯示在事發(fā)前進(jìn)出水正常。

2.3 風(fēng)口中套受損分析

2.3.1 風(fēng)口中套部位被侵蝕

中修停爐后進(jìn)入爐缸觀察風(fēng)口區(qū)域侵蝕情況（如下頁(yè)圖2所示），18號(hào)風(fēng)口中套尾部100 mm的磚襯被侵蝕，侵蝕區(qū)域采用手動(dòng)噴補(bǔ)填平。由于開(kāi)爐前是空料線裝中套，在裝中套過(guò)程中沒(méi)有爐料支撐，導(dǎo)致18號(hào)風(fēng)口上部爐墻被撞得很松。

2.3.2 氣流過(guò)旺

1）邊緣氣流。復(fù)風(fēng)后邊緣溫度一直很高，邊緣溫度控制在300～400℃。29日夜班邊緣溫度平均在220℃，29日白班（8：00—15：00）平均420℃，與正常邊緣溫度（約100～120℃）相比大幅上升，影響爐墻渣皮穩(wěn)定性、造成噴涂料大面積脫落。28、29日邊緣溫度趨勢(shì)如圖3所示，從噴出來(lái)的爐渣化驗(yàn)Al2O3含量異常升高，與噴涂料成分相符。

圖2 風(fēng)口中套前端侵蝕圖

圖3 邊緣溫度趨勢(shì)圖

2）爐體溫度。爐腹、爐腰大面積掉渣皮，直接砸到風(fēng)口中套。爐腹、爐腰壁體和壁筋溫度異常升高。爐腰壁體、壁筋溫度正常，渣皮脫落爐體溫度能上至100℃左右，本次從后期檢查爐體所有溫度變化趨勢(shì)來(lái)看，18號(hào)風(fēng)口上方標(biāo)高15.46～20.68 m之間有四個(gè)冷卻壁溫度點(diǎn)出現(xiàn)不同程度急劇上升。其中15.46 m標(biāo)高于15點(diǎn)08分至15點(diǎn)13分從37.7℃飆升至340.8℃，且其他標(biāo)高溫度升高時(shí)間節(jié)點(diǎn)與其完全同步，可以判斷標(biāo)高15.46～20.68 m（18號(hào)風(fēng)口上方）有渣皮脫落。

2.4 爐外出渣鐵情況分析

2.4.1 出渣、鐵不暢分析

28日04點(diǎn)30分分別在1號(hào)、3號(hào)鐵口埋入煤氧槍，前期鐵口各打開(kāi)3～4次，均只有少量渣、鐵及焦炭吹出。29日0點(diǎn)29分在打開(kāi)1號(hào)鐵口時(shí)出了相對(duì)較多的渣、鐵（約80～85 t渣、鐵混合物），后續(xù)兩個(gè)鐵口出渣、鐵量逐步增大。截止到發(fā)生事故為止，實(shí)際出鐵量為1 580 t左右，理論鐵量為1 016 t左右，截止到15點(diǎn)10分累計(jì)風(fēng)量515萬(wàn)m3風(fēng)量，噸焦耗風(fēng)為3 500 m3/t。實(shí)際出鐵量超出理論鐵564 t左右。

在整個(gè)出鐵過(guò)程中，有較大量的渣、鐵從鐵口流出，渣、鐵流動(dòng)性較好，渣、鐵溝未出現(xiàn)結(jié)溝現(xiàn)象。29日7點(diǎn)54分測(cè)量鐵水物理熱為1 474℃，鐵水中w(Si)=2.14%，w(S)=0.081%，后續(xù)鐵水物理熱持續(xù)上升，10點(diǎn)50分鐵水物理熱為1 498℃，事故發(fā)生時(shí)鐵水物理熱為1 523℃，鐵水成分變化不大，w(Si)= 2.0%左右。

綜合上述情況，爐溫正常，且實(shí)際出鐵量大于理論出鐵量，因此基本可以排除渣鐵沒(méi)出盡造成風(fēng)口燒穿。若是渣鐵排盡先是燒小套，且從風(fēng)口噴出來(lái)的渣鐵基本為半熔融的發(fā)黑的初渣。

2.4.2 鐵口孔道燒損分析

爐缸中心有一個(gè)較大的圓錐形死焦堆。對(duì)爐缸進(jìn)行清理，將爐內(nèi)的渣鐵粘結(jié)物向下挖到風(fēng)口大套下沿位置。爐缸四周清理出寬0.8 m，深度0.8 m的“環(huán)形溝”，四個(gè)鐵口位置清理面積擴(kuò)大到1.5m×1.5m×1m的矩形坑。復(fù)風(fēng)前考慮到爐缸中修時(shí)間長(zhǎng)，爐缸死焦堆基本凍結(jié)，采用煤氧槍加熱爐缸。但煤氧槍的尺寸選擇過(guò)大，從拔出來(lái)三號(hào)口煤氧槍燒損情況看，鐵口孔道燒損太大，造成鐵口短時(shí)間很難恢復(fù)正常深度。

2.5 開(kāi)風(fēng)口速度分析

本次開(kāi)爐為了均衡煤氣流，復(fù)產(chǎn)采用對(duì)角鐵口送風(fēng)，29日在開(kāi)風(fēng)口出鐵不順暢的狀態(tài)下，開(kāi)風(fēng)口過(guò)快，造成爐外出鐵與爐內(nèi)加風(fēng)、開(kāi)風(fēng)口速度不匹配（如圖4所示）。

圖4 風(fēng)量、開(kāi)風(fēng)口個(gè)數(shù)速度趨勢(shì)圖

3 防范措施

1）在高爐操作方面適當(dāng)控制邊緣氣流，保持爐況穩(wěn)定，減少渣皮脫落。噴涂造襯后，由于噴涂層厚度不均勻，縱向上觀察爐墻出現(xiàn)很多臺(tái)階，爐身角變大，邊緣壓不住，事發(fā)后料制上的礦焦錯(cuò)角進(jìn)一步抑制邊緣氣流。

2）增多出渣、鐵頻次，減少爐缸渣鐵存量，尤其在鐵口淺、跑大流等異常情況下必須縮短鐵口間隔時(shí)間，鐵口間隔時(shí)間調(diào)整為30 min，鐵口淺需適當(dāng)減壓，噴吹鐵口。

3）縮短部分風(fēng)口長(zhǎng)度，所有風(fēng)口采用580 mm的短風(fēng)口。

4）對(duì)風(fēng)口小套進(jìn)出水管位置進(jìn)行移位并改成軟管連接。

5）增加風(fēng)口平臺(tái)攝像監(jiān)控，使高爐各風(fēng)口能夠做到清晰實(shí)時(shí)監(jiān)控。事發(fā)后在風(fēng)口平臺(tái)加裝了12個(gè)攝像頭，值班工長(zhǎng)在中控室隨時(shí)可以監(jiān)控32個(gè)風(fēng)口外部狀況。

6）加強(qiáng)風(fēng)口巡查，配管工、值班工長(zhǎng)每?jī)蓚€(gè)小時(shí)檢查一遍所有風(fēng)口狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)。加強(qiáng)對(duì)不出鐵鐵口上方風(fēng)口的巡查，發(fā)現(xiàn)吹開(kāi)及時(shí)休風(fēng)堵回。減緩開(kāi)風(fēng)口的速度，參考風(fēng)口、爐外出鐵、鐵口-風(fēng)口互通狀態(tài)。

7）加強(qiáng)爐內(nèi)理論出鐵與實(shí)際出鐵的比較，由于降料面過(guò)程爐缸還殘存一定量的渣鐵，所以實(shí)際出鐵一定要超過(guò)理論出鐵，可以采取適當(dāng)噴吹鐵口辦法出凈渣鐵。

（編輯：王瑾）

Cause Analysis and Countermeasures of No.18 Tuyere Burnthrough

PAN Weien,DING Shiming,BO Dechun
（Blast Furnace Branch Company of Shaoguan Iron and Steel Group Iron-making Plant, Shaoguan Guangdong 512123）

This paper introduces the general situation of No.18 tuyere burnthrough and losses caused by accident, analyzes reasons of tuyere burnthrough and proposes countermeasures,in order to improve risk awareness,reduce the probability of accidents and losses,for reference.

medium maintenance,blow-in,tuyere,burnthrough

TF573.7

A

1672-1152（2017）03-0061-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.03.25

2017-05-25

潘偉恩（1977—），男，本科，畢業(yè)于湖南工業(yè)大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)，工程師，主要從事高爐煉鐵工作。