頻繁燒損風口的爐況恢復

王 寧， 高柱平， 劉志凌， 王華水， 王 亮

（新余鋼鐵集團有限公司第一煉鐵廠， 江西 新余 338001）

2016年4月10日—14日高爐休風計劃檢修94.2 h。復風恢復過程中頻繁燒損風口、塌料、管道頻發(fā)，恢復過程較為困難。期間慢風1次、斷風1次、休風堵風口恢復爐況1次，更換漏水風口休風3次、累計更換風口18個。18日早班起爐況逐漸好轉(zhuǎn)，滑尺（崩料）減少、管道消除、再未燒壞風口，中班風量恢復至正常4 700 m3/min（此時25號風口未開）。19日6∶10 開始富氧,至 22 日 16∶20 捅開 25 號風口、恢復全風4 860 m3/min，后續(xù)逐步恢復風溫、富氧、加重焦炭負荷降硅。

1 主要技術指標

2016年1月—4月主要指標見表1，消耗指標穩(wěn)中有降。但2月份、4月上旬消耗指標明顯升高，因原燃料質(zhì)量變化引起爐況波動、致使燃料比升高。2月中旬消耗指標開始升高，15日爐況出現(xiàn)波動、逐步調(diào)節(jié)恢復爐況，直至3月下旬爐況逐步恢復。

表1 2016年1月—4月主要技術指標

2 風口反復燒損原因

2.1 原燃料質(zhì)量變差

1）2016年1月下旬爐內(nèi)操作堿度偏高、物理熱較高影響爐外出渣出鐵。中心主導氣流減弱、掉渣皮、偶有小滑尺（相差0.3～0.5 m）。隨之相應延長布焦時間、退頂壓以引導中心氣流，降低堿度（確保物理熱）以改善爐缸工作。

2）春運期間煉焦煤庫存不足，焦炭強度大幅降低（見下頁表2）。2月中旬燒結(jié)礦、焦炭質(zhì)量進一步下降，中心氣流再度減弱，偶有滑尺（探尺相差0.7～0.8 m）且滑尺次數(shù)有所增加、出渣出鐵時間不均、鐵口深度變淺，下旬26日早班出現(xiàn)管道。休風更換3個漏水風口（17號風口2.3 d轉(zhuǎn)工業(yè)水、20號風口2.15d轉(zhuǎn)工業(yè)水）。2月20日會同取樣6 m焦M40為82%～83%、M10為8%；4.3m焦M40為80%、M10為8%。

2月中心氣流減弱，中心指數(shù)Z/邊緣指數(shù)（W）值降低約3（10.5～7.5），至3月下旬逐步回升。2月中旬爐體8、9段掉渣皮，平均溫度升高約20℃（80～100℃）。至3月中旬逐步穩(wěn)在90℃左右，但波幅增大。

2.2 爐缸工作變差

1）爐缸側(cè)壁、爐芯溫度大幅降低。自2016年2月下旬爐缸側(cè)壁（13.495、12.495段）溫度略有上升了約10～20℃，而鐵口以下爐缸及爐底（爐芯）溫度大幅下降，10.995段降幅 110℃、9.995段降幅200℃、9.195段降幅320℃、8.393爐芯溫度降低175℃。爐缸均勻性活躍性有所變差。在2月初視爐底溫度上升，故降低進水溫度（40℃降至38℃），總水溫差升高約1.2℃（4.4℃升至5.7℃）。

表2 2016年1月—4月焦炭質(zhì)量指標 %

2）鐵口溫差增大。爐溫：2號鐵口前低后高、3號鐵口前高后低，溫差大時有0.10%～0.15%。物理熱：2號較3號鐵口低10℃左右，溫差大時達15℃～20℃。

3）休風堵風口時，南面風口前回旋區(qū)堆積的焦炭較為疏松，北面很實。

4）南北兩探尺相差0.2～0.3 m，長期1號淺、2號深（南面）。

3 休風料組成及休風期間保溫

休風料組成見表3，按計劃準點休風，休風前兩爐鐵平均爐溫0.5%、R2：1.21倍、物理熱1 519℃，但2號鐵口物理熱偏低。休風料線3.4 m、頂溫317℃，風口干凈無漏水、無涌渣。休風后關閉齒輪箱冷卻水、爐頂灑水手動閥、風口堵泥30 cm，并停1臺主泵、控制進水溫度45～50℃。11日早班緊送風裝置拉桿一次、大套、中套焊縫摸黃油進行密封保溫，4月13日更換5個中套、5個小套。復風時料線4.8 m、頂溫61℃。保溫期間良好，頂溫下降趨勢見圖1。

圖1 頂溫下降趨勢

表3 休風輕負荷料

4 恢復爐況

14日 18∶10高爐復風（堵 6個風口），18∶35開始噴煤、19∶50 富氧 4 000 m3/h。21∶20 開口出鐵 490 t，鐵水物理熱1 398℃，爐溫1.19%、R2：1.13。截止15日0∶10燒損風口5個、轉(zhuǎn)工業(yè)水開路冷卻、漏水基本控制，爐況基本正常。15日3∶00起頂溫異常、冒尖、漏水增加，鐵水物理熱恢復緩慢1 450℃左右，4∶00、5∶00 分別加凈焦 1 批、2 批，7∶00 減負荷補底焦300 kg/批補充虧熱及備休風更換風口。6∶00開風口5個、風量恢復至4 700 m3/min，鐵水物理熱1 460～1 480℃，爐溫0.8%。10∶00再加2批凈焦，按計劃10∶40休風133 min更換7個漏水風口。

4.1 整個恢復過程

1）斷風后加劇爐況惡化、滑尺頻發(fā)、塌料，當期操作重點提熱防涼。2016年4月14日復風后燒損風口（見表 4），物理熱不夠 1 450～1 480℃，爐況基本正常。15日更換風口后堵3個風口12：53復風，中班斷風后爐溫不低，但物理熱進一步降低1 420～1 460℃，爐況加劇惡化。故15日中班、16日晚班，重點措施提熱、爐缸虧熱局勢扭轉(zhuǎn)，爐況并未好轉(zhuǎn)、壓差逐步上升，作業(yè)參數(shù)穩(wěn)中有退（見表5）。

表4 2016年4月14日復風后開風口情況

表5 2016年4月14日復風后風溫使用、爐溫、堿度、物理熱情況

2）爐況進一步惡化，塌料、管道。堵風口、控風溫與煤比、停氧恢復以恢復爐況作業(yè)。2016年4月16日早班接班休風堵6個風口加以恢復爐況。后續(xù)高硅、髙堿度、高壓差，相應停氧、退風溫，當班燒損風口6個。16日中班、17日晚班，壓差偏高、物理熱不足1 450～1 480℃，作業(yè)參數(shù)未能跟進。

17日早班休風更換漏水小套，堵9個風口。定風溫、控煤比、停氧恢復爐況。至18日晚班捅開風口6個，風量回至4 100 m3/min，頂壓155 kPa，壓差140 kPa左右，恢復局面相對較好。早中班后續(xù)相應降硅、開風口加風、跟頂壓，全開風口、風量回至4 700 m3/min，頂壓170 kPa，壓差150 kPa左右。該階段燒損風口5個。

3）爐況局勢扭轉(zhuǎn)，分階段加富氧，加負荷，提風溫、煤比。2016年4月19日逐步分階段富氧、加負荷、提風溫，因后續(xù)用到濕焦，相應后退作業(yè)參數(shù)調(diào)整爐況。21日早班休風更換5個風口，并堵3個復風。后續(xù)爐況逐步恢復。

4.2 爐缸不活

1）2016年3月26日15號風口轉(zhuǎn)工業(yè)水，3月28日19號風口轉(zhuǎn)工業(yè)水。4月12日休風期間更換時均為燒壞下部。

2）14 日 22∶47—23∶30 慢風處理 25 號吹管彎頭銷子，使燒損風口漏水量大增、加劇爐缸虧熱。

3）15 日 10∶40—12∶53 休風 133 min 更換 7 個漏水風口后，15∶58—16∶26 電動風機斷風加劇爐缸、爐況惡化，致使后續(xù)頻繁燒風口、爐況恢復困難。

5 爐缸工作狀態(tài)

高爐運行近10年，為進一步延長爐齡，首要保障爐況的較長期穩(wěn)定順行，尤其爐缸、鐵口維護、冷卻系統(tǒng)的管理。

1）堅決執(zhí)行以物理熱為高爐操作主線的思想。尤其外部條件、爐況不佳時期更應抓好物理熱不低于1 500℃。

2）有機會逐步更換上漲中套，確保焊縫、灌好漿來避免跑煤氣。尤其風口中套有一定程度上漲并且連片，制約到下部氣流的合理分布。

3）爐缸工作不良、鐵水環(huán)流是加劇爐缸侵蝕。另外風口損壞、用工業(yè)水養(yǎng)護維持生產(chǎn)，漏水對爐缸碳磚氧化侵蝕破壞。以及爐況波動頻繁掉渣皮加速冷卻壁水管損壞（見表6）。

表6 高爐爐體冷卻壁水管目前損壞31根及時間

4）鋅堿金屬負荷超高（見表7）。

表7 歷年入爐鋅堿金屬負荷

6 結(jié)語

對鐵料冶金性能，尤其高溫冶金性能檢測、評估的關注待進一步深入。相應搜集爐況較好時期入爐礦石粒級等數(shù)據(jù)，增加數(shù)據(jù)參考。以及經(jīng)濟煉鐵趨勢下有害雜質(zhì)元素的控制。鋅堿金屬負荷超高，一方面使ZnO在爐缸碳磚中嚴重富集，導致碳磚導熱系數(shù)下降，熱膨脹系數(shù)增加，加劇碳磚熔蝕和熱應力引起侵蝕。另一方面入爐鋅負荷高，引起爐墻粘結(jié)、爐況不順，爐皮開裂已有相應分析。分析結(jié)論，鋅的滲透侵蝕和大量沉積碳產(chǎn)生體積膨脹是新鋼1050高爐爐皮開裂爐基溫度超標的原因之一。