高爐爐涼分析及處理實(shí)踐

張文慶，潘有斌

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司）

八鋼煉鐵廠(chǎng)B高爐（2500m3）2017年1月15日前爐況順行，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。1月15日中班因INBA故障高爐慢風(fēng)作業(yè)，至1月16日夜班1:40高爐爐溫PT持續(xù)下行由1480℃到1月16日12:20高爐爐溫PT下降到1300℃，爐前渣鐵流動(dòng)性極差，出鐵困難，造成高爐爐缸大涼事故。高爐采取多項(xiàng)措施恢復(fù)了爐況，18日白班爐況恢復(fù)正常。

1 爐涼確認(rèn)及處理

1月15日夜班起B(yǎng)高爐PT1480℃左右，Si：0.4%～0.5%，已偏離操業(yè)方針，高爐提燃料比由543kg/t提至554kg/t，到中班高爐PT1480℃左右無(wú)大變化，Si：0.63%→0.47%，22：10因 INBA 故障高爐慢風(fēng)作業(yè)，爐墻波動(dòng)加劇，0：14礦焦負(fù)荷O/C調(diào)整：4.44→4.379，16日夜班繼續(xù)提高燃料比557kg/t，高爐因INBA故障繼續(xù)慢風(fēng)作業(yè)，5：12高爐出現(xiàn)管道，礦焦負(fù)荷O/C繼續(xù)調(diào)整：4.379→4.206（過(guò)程中爐溫 PT：1480℃→1450℃，Si：0.5%～0.6%）；7：52 再次出現(xiàn)管道，補(bǔ)凈焦一批，8：4 0再次補(bǔ)凈焦1批，礦焦負(fù)荷O/C調(diào)整：4.206→3.806（過(guò)程中PT：1450℃→1405℃，Si：0.2%～0.3%），同時(shí)爐前出渣鐵困難，流動(dòng)性差，粘溝嚴(yán)重。16日白班高爐燃料比提高609kg/t但爐溫持續(xù)下行，PT:1405℃→1300℃，判斷爐缸大涼，采取高爐爐涼處理辦法；16日白班分次補(bǔ)凈焦13批共220噸，退礦焦負(fù)荷至2.588（全焦負(fù)荷），白班鐵水PT最低降至1300℃。至17日9：00左右凈焦反應(yīng)，PT 上升至 1476℃，Si：1.9～2.07，逐步開(kāi)始提升O/C負(fù)荷，恢復(fù)風(fēng)量。但因外部INBA故障影響風(fēng)量恢復(fù)較慢，18日白班INBA故障消除，高爐恢復(fù)風(fēng)量4450m3/min，富氧3000 m3/h，O/C提升至4.087，爐況基本恢復(fù)。爐涼從減風(fēng)到爐溫恢復(fù)正常約32小時(shí)。爐況恢復(fù)時(shí)間不長(zhǎng)，但現(xiàn)場(chǎng)處理爐涼及恢復(fù)爐況過(guò)程復(fù)雜困難，一旦高爐生產(chǎn)某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)引發(fā)更大事故及經(jīng)濟(jì)損失。

2 爐涼原因分析

2.1 爐外事故是爐涼事故發(fā)生誘因

B高爐15日白班熱負(fù)荷開(kāi)始輕微波動(dòng)，2:00由于干渣場(chǎng)滿(mǎn)，出鐵廠(chǎng)南場(chǎng)INBA積渣，高爐大幅停氧減風(fēng)，風(fēng)量由4600Nm3/min減到4200Nm3/min，富氧8000 Nm3/h到零。爐外事故導(dǎo)致高爐長(zhǎng)時(shí)間慢風(fēng)作業(yè)，高爐操作參數(shù)大幅變化引發(fā)爐墻渣皮脫落。

2.2 熱負(fù)荷波動(dòng)，煤氣流分布失常

B高爐進(jìn)入冬季生產(chǎn)，爐況順行，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，各層靜壓及熱負(fù)荷穩(wěn)定，1月15日白班熱負(fù)荷出現(xiàn)小幅波動(dòng)，由10000kJ/m2上升至14000kJ/m2，爐身靜壓也出現(xiàn)波動(dòng)。中班由于INBA故障高爐鐵水未出完,高爐大幅減風(fēng)，破壞爐內(nèi)氣流分布，煤氣利用率下降，爐墻渣皮大面積脫落進(jìn)入爐缸，鐵水溫度下降快，最低1300℃，最高熱負(fù)荷達(dá)到17000kJ/m2。水溫差上升9℃。如圖1所示。

圖1 熱負(fù)荷趨勢(shì)圖

（2）高爐煤氣分布失常。15日白班爐身靜壓開(kāi)始小幅波動(dòng)，大幅減風(fēng)后到夜班靜壓波動(dòng)頻繁（見(jiàn)圖2）。16日夜班5:20出現(xiàn)靜壓波動(dòng)加劇并吹出管道，高爐透氣性變差，反映了爐身渣皮大量脫落。由于渣皮大量脫落，圓周方向高爐煤氣分布不均，高爐壓差上升較高至160kPa,透氣性變差，高爐煤氣利用逐步降低，煤氣利用率持續(xù)下行由42.5%持續(xù)下行至35%。

圖2 爐身靜壓截圖

（3）風(fēng)口工作。16日夜班5:20出現(xiàn)靜壓波動(dòng)加劇并吹出管道，觀察風(fēng)口狀態(tài)，風(fēng)口發(fā)紅，有大量升降現(xiàn)象，同時(shí)4個(gè)風(fēng)口被渣皮遮住。到17日中班高爐風(fēng)量逐步恢復(fù)正常，風(fēng)口正常。

（4）出鐵現(xiàn)象。16日夜班5:20出現(xiàn)靜壓波動(dòng)加劇并吹出管道，應(yīng)該是爐身下部大塊渣皮脫落所致。白班9:00高爐出鐵，鐵水PT由1450℃調(diào)至1400℃以下，渣鐵溫度嚴(yán)重不足，生鐵含硫偏高，渣子發(fā)黑，并且主溝上渣鐵冒藍(lán)色火焰，鐵溝兩側(cè)結(jié)白色粉末狀物質(zhì)，大量循環(huán)復(fù)積堿金屬排出。

2.3 爐內(nèi)有害元素富集造成低熔點(diǎn)渣皮的脫落

對(duì)高爐富集有害元素重視不夠。長(zhǎng)期爐況順行，高爐渣皮結(jié)厚，有害元素富集在爐身中下部渣皮中，大量下渣皮后，堿金屬進(jìn)入爐缸破壞焦炭理化性能，大量吸收熱能，導(dǎo)致?tīng)t缸熱量嚴(yán)重不足。有害元素沉積見(jiàn)表1。

表1 B高爐堿、Pb、Zn沉積量

2.4 對(duì)爐況異常未能及時(shí)采取措施

（1）B高爐爐況異常未及時(shí)采取措施。15日全天高爐鐵水PT控制在1480℃，高爐連續(xù)提燃料比，但高爐PT仍未到1500℃操業(yè)方針，22;10渣鐵物理熱變差，爐缸蓄熱能力不足，從操作和出鐵觀察爐況不屬于正常狀態(tài)，高爐爐況已出現(xiàn)異常。對(duì)于異?，F(xiàn)象判斷為正常波動(dòng)，略退O/C負(fù)荷應(yīng)對(duì)。

（2）前期判斷處理爐況按一般熱負(fù)荷波動(dòng)處理，到判斷爐涼用時(shí)10小時(shí)，延長(zhǎng)高爐提爐溫時(shí)間，造成鐵水PT降低到1300℃，渣鐵差點(diǎn)排放不出來(lái)。

4 高爐爐涼的防范措施

4.1 關(guān)注爐身靜壓和熱負(fù)荷趨勢(shì)

高爐爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，必須高度關(guān)注爐身靜壓和熱負(fù)荷趨勢(shì)。爐涼事故在A、B、C高爐也都發(fā)生過(guò)，及時(shí)處理8小時(shí)將爐溫提到1450℃，一般爐涼發(fā)生都在高爐穩(wěn)定順行一段時(shí)間，靜壓穩(wěn)定，熱負(fù)荷波動(dòng)不大，高爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好（B高爐O/C4.4）時(shí)，高高爐爐況突然波動(dòng)。靜壓波動(dòng)渣皮脫落嚴(yán)重時(shí)造成高爐風(fēng)口小套曲損，國(guó)內(nèi)不少高爐也突發(fā)這類(lèi)事故。

4.2 對(duì)高爐趨涼前判斷要及時(shí)措施要果斷

爐涼發(fā)生后及時(shí)處理，補(bǔ)焦提熱應(yīng)在第一時(shí)間進(jìn)行.B高爐本次爐況前期判斷不到位，措施不到位，造成次生事故。

4.3 加強(qiáng)出鐵監(jiān)控，防止發(fā)生次生事故

爐涼過(guò)程中，渣鐵流動(dòng)性較差，風(fēng)口不活躍，高爐特別忌諱減風(fēng)、休風(fēng)。因而在爐涼處理期間，做好出鐵監(jiān)控工作，防止出鐵監(jiān)控不到位，帶來(lái)次生事故，延長(zhǎng)爐涼處理時(shí)間，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)灌風(fēng)口等惡性事故。本次B高爐爐涼事故出鐵監(jiān)控不到位造成南場(chǎng)INBA?；e渣，清理3天，只有1#鐵口出鐵，對(duì)爐涼處理帶來(lái)嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。因此針對(duì)爐涼處理過(guò)程中，要制定詳細(xì)的針對(duì)高爐各系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)的控制措施，要求有專(zhuān)人監(jiān)控。

4.4 關(guān)注有害元素富集

（1）堿金屬及Zn負(fù)荷影響。爐涼原因不是因?yàn)橛泻υ馗患?，但有害元素富集后堿金屬（鉀鈉）降低礦石軟化溫度，促進(jìn)焦炭降解造成焦炭粉化。鋅富集易在爐身下部形成低熔點(diǎn)化合物造成爐墻結(jié)厚。B高爐2016年11月、12月高爐鋅負(fù)荷一直維持在650g/t，堿負(fù)荷3.7kg/t（遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。累計(jì)Zn沉積量達(dá)到130t，堿沉積量達(dá)到38t，大量堿金屬及Zn在高爐內(nèi)循環(huán)富集，造成爐墻有結(jié)厚現(xiàn)象。一旦發(fā)生脫落，極易發(fā)生爐涼事故。

（2）建立有害元素的跟蹤，在高爐長(zhǎng)期熱負(fù)荷穩(wěn)定、高爐順行，有害元素富集達(dá)到紅線(xiàn)時(shí)，要按有害元素堆積處理，定期排堿、Zn等有害元素，防止事故發(fā)生。

4.5 完善爐況向涼預(yù)案

對(duì)異常突發(fā)的爐況變化，尤其是煤氣利用率、熱負(fù)荷、靜壓、H2含量、PT等的異常變化，補(bǔ)熱提溫手段要一步到位，盡量縮短爐涼處理時(shí)間。制定爐涼事故預(yù)案，完善高爐操作標(biāo)準(zhǔn)化體系，一旦爐況發(fā)生異常，及時(shí)將爐況信息通知爐長(zhǎng)，爐長(zhǎng)及時(shí)啟動(dòng)爐涼預(yù)案，在第一時(shí)間處理爐涼事故，并組織爐前出鐵，避免事故擴(kuò)大化。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）本次爐涼事故誘因是高爐外圍系統(tǒng)出現(xiàn)故障，高爐鐵水連續(xù)出不干凈，高爐大量減風(fēng)造成爐墻渣皮大量滑落所致，高爐操作者第一時(shí)間未判斷出爐況嚴(yán)重性，措施應(yīng)對(duì)不足，在操作技能和事故預(yù)案存在不足。

（2）目前由于八鋼高爐原燃料條件限制，從源頭降低入爐原料堿金屬及鋅量不符合現(xiàn)實(shí)情況，八鋼高爐原料堿金屬及鋅量較高，循環(huán)富集較多，增加了爐涼事故嚴(yán)重性。因此如何在日常操作定時(shí)排堿、排鋅，在今后高爐操作中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

（3）做好高爐值班長(zhǎng)和爐前班長(zhǎng)管理工作，重點(diǎn)是出鐵的同時(shí)，要控制、配合好其它輔助系統(tǒng)，爐溫低時(shí)制定高爐出鐵系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)，比如INBA系統(tǒng)，高爐要防止低爐溫的渣鐵排放，?；Y(jié)渣、渣量大時(shí)要及時(shí)分流出盡渣鐵，防止高硅鐵鐵入?；仁鹿?，防止次生事故的發(fā)生。