漣鋼2200 m3級高爐爐況波動處理實踐

劉圣乾

（湖南華菱漣源鋼鐵有限公司煉鐵廠， 湖南 婁底 417009）

漣鋼6號高爐有效容積2200 m3，28個風(fēng)口，于2018年4月4日大修開爐，送風(fēng)面積0.3167 m3，開爐5天日產(chǎn)達5000 t，開爐后爐況穩(wěn)順，風(fēng)量穩(wěn)定在4050 m3/min以上，產(chǎn)量逐步提高，消耗逐漸降低，日產(chǎn)穩(wěn)定在6000 t以上，消耗也由開爐初的579 kg/t鐵降到530 kg/t左右。主要技術(shù)經(jīng)濟指標如下表1。

表1 漣鋼6號高爐開爐后主要技術(shù)經(jīng)濟指標

1 高爐爐況失常經(jīng)過

進入冬季以后，因天氣轉(zhuǎn)冷，雨季來臨，爐墻冷卻壁水溫差逐漸降低，冷卻壁水溫差一直在3.0℃左右，甚至有幾次短期持續(xù)在3.0℃以下，因1月20號冷卻壁水溫差又下行，且持續(xù)在3.0℃以下，平均2.8℃，132回礦石焦炭整體內(nèi)移0.5°，21號平均水溫差上行達到3.1℃，22號晚班后期又下行到3.0℃以下，79回再次整體內(nèi)移0.5°，但到23號的晚班，效果都不大明顯，于是19回將8號、9號角位的1環(huán)焦炭移到10號角位，矩陣如下表2。

表2 布料矩陣表（一）

冷卻壁水溫差繼續(xù)下行，由平均的2.8℃下行到2.2℃。于是在23號的114回繼續(xù)在10號角位加1環(huán)焦炭，中班水溫差逐步升高，由2.2℃升高到最高3.6℃，并一直在3.0℃左右波動。此后至2月27號，冷卻壁水溫差持續(xù)下行，在2.5℃左右波動，再也沒上來，而風(fēng)量只能維持3950 m3/min，產(chǎn)量5500 t，燃料比550 kg/t，高爐生產(chǎn)明顯在低水平運行。

2 高爐處理爐況措施

第一個階段從1月28號到2月10號。這個階段爐況開始有波動，煤氣流分布逐步失常，冷卻壁水溫差持續(xù)走低，爐墻有結(jié)厚征兆。因水溫差繼續(xù)下行，28號63回在9號角位加一環(huán)焦，一直持續(xù)到31號，中間因280燒結(jié)機檢修，全上落地?zé)Y(jié)礦，壓差高，風(fēng)量萎縮，30號將1號角位由20°調(diào)整到17°，31號中心1號角位加0.5環(huán)，降壓差，且因發(fā)現(xiàn)中心氣流不暢，無力，懷疑礦石滾向中心，于是在5號角位加2環(huán)焦炭。矩陣變?yōu)橄马摫?。

這段時間水溫差平均在2.6℃左右，調(diào)整沒有達到預(yù)期效果。到2月3號再次在9號角位加一環(huán)焦，希望刷動邊緣渣皮。但到2月4號沒看到效果，礦石焦炭整體外移1°，50批后再內(nèi)移1.5°，希望通過邊緣氣流產(chǎn)生的溫度變化帶動渣皮來回錯動角度持續(xù)到2月10號，這段時間高爐爐況轉(zhuǎn)差，壓差升高，風(fēng)量萎縮，高爐指標數(shù)據(jù)下降，爐頂紅外線攝像頭顯示，氣流明顯異常，外環(huán)一圈火，中心氣流無力。

表3 布料矩陣表（二）

第二階段從2月10號到2月27號。這個階段已經(jīng)認識到高爐中心氣流不暢，爐身上部邊緣煤氣流過分發(fā)展，所以在2月10號焦炭和礦石整體外移2°，9號角位減2環(huán)焦，加1環(huán)礦，12號礦石焦炭再次外移，抑制邊緣氣流，發(fā)展中心氣流，矩陣調(diào)為下表4。

表4 布料矩陣表（三）

但因為爐墻有輕微結(jié)厚，爐墻表現(xiàn)為下冷上熱，風(fēng)量開不全，壓差高，中心氣流仍無力。此時操作思想有猶豫，既想處理爐墻，又想打通中心，所以從2月14到15號，每隔40批料礦石焦炭整體來回內(nèi)外移2°洗渣皮，爐況沒有明顯好轉(zhuǎn)，于是15號組織專題研究，分析爐況認為高爐失常主要矛盾在中心氣流不暢，處理中心為主，邊緣結(jié)厚次之。所以此后不再錯動角度，維持如下角度到19號，中心氣流略有好轉(zhuǎn)，但整體爐況未有好轉(zhuǎn)，高爐生產(chǎn)不能強化，考慮到調(diào)整矩陣作用不大，于是在19號休風(fēng)堵兩個風(fēng)口，風(fēng)口面積由0.2986 m2→0.2759 m2→0.2873 m2持續(xù)到27號。上下部制度結(jié)合處理中心氣流。但因高爐邊緣局部黏結(jié)，中心氣流調(diào)整不見起色，爐況未有明顯好轉(zhuǎn)。

第三階段從27號到28號，考慮到高爐整個調(diào)整不起明顯作用，且邊緣和中心氣流都有問題，應(yīng)該是問題的根源沒有找到，于是把三月份的計劃檢修提前到2月份，重點檢查爐頂布料設(shè)備，以及利用檢修停風(fēng)機會處理爐墻渣皮。休風(fēng)料中附加焦按50 t+15 t的模式，較平時多加20 t，休風(fēng)后檢查爐頂布料溜槽，檢查后發(fā)現(xiàn)溜槽實際角度和設(shè)計角度偏差較大，平均每個角度偏小2.8°，焦炭和礦石布料帶都移向中心，煤氣流分布紊亂，中心不通。而檢修結(jié)束后針對溜槽角度偏小2.8°，調(diào)整矩陣如下表5。

表5 布料矩陣表（四）

考慮到溜槽角度偏小有一段時間，復(fù)風(fēng)堵5個風(fēng)口，隨著風(fēng)量加大，再逐漸捅開，在高爐恢復(fù)的前三天，保證實際風(fēng)速260 m/s以上，打通中心。復(fù)風(fēng)恢復(fù)情況良好，快速達產(chǎn)達效，爐內(nèi)煤氣分布趨于正常，這一段時間高爐主要指標參數(shù)如下圖1所示。

圖1 6號高爐產(chǎn)量、燃料比數(shù)據(jù)圖

3 原因分析

1）溜槽傾動角度平均下溜約2.8°，導(dǎo)致布礦帶重心移向中心，中心煤氣流嚴重受阻，高爐上部煤氣流分布紊亂，是導(dǎo)致爐況波動的主要原因。

2）在整個冬季，冷卻壁水溫差一直在3.0℃左右，甚至有幾次短期持續(xù)在3.0℃以下，爐墻有結(jié)厚征兆，通過不斷調(diào)整矩陣，調(diào)整煤氣流，水溫差基本得到控制，而在調(diào)整過程中，礦石、焦炭整體角度逐步調(diào)小，邊緣氣流逐步得到發(fā)展，一定程度上加劇了中心氣流受抑制。特別是在爐況波動前的調(diào)整過程中，因調(diào)整方向性的錯誤，爐喉煤氣流明顯異常，加劇了后期調(diào)整恢復(fù)的難度。

3）中心氣流受阻，爐墻邊緣氣流成了爐內(nèi)煤氣流的主要通道，而高爐的堿、鋅負荷一直偏高，特別是重金屬鋅在邊緣富集吸附在爐墻，導(dǎo)致爐墻結(jié)厚。下頁圖2是這段時間高爐的堿、鋅負荷。鋅負荷比照行業(yè)標準0.15 kg/t，明顯偏高。

4）因成本控制，煤比也控制過高，整個下半年一直在提煤比，甚至有單日煤比超過170 kg/t，而未完全燃燒的煤粉也是容易沉積黏附在爐墻，加劇爐墻的黏結(jié)。

5）6號高爐一般要配約1/2～2/3的外購焦，焦水分波動大，質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是熱強度波動大，經(jīng)常在62～70之間波動，也一定程度上影響了爐況的波動。

4 經(jīng)驗教訓(xùn)

此次高爐爐況失常是一起典型的爐頂裝料制度與下部送風(fēng)制度不配備，上部爐身煤氣分布紊亂引起的高爐不能強化事故，而高爐爐況波動的最主要原因就是中心氣流受阻，破壞了高爐順行的前提?？偨Y(jié)如下：

圖2 高爐的堿、鋅負荷數(shù)據(jù)圖

1）在處理爐況的第一個階段，按照以往的操作思維，不斷縮小布料角度和增加邊緣焦炭量，重點發(fā)展邊緣煤氣流處理冷卻壁水溫差持續(xù)偏低問題，而忽視了煤氣流分布異常的征兆，加快了爐況向差的轉(zhuǎn)變，造成解決問題的難度加大。

2）在處理爐況的第二個階段，認識到問題主要在中心氣流不暢，但因中心氣流不透與爐墻邊緣局部節(jié)厚相互影響，風(fēng)量難以開全，且中心不透原因一直未找到，甚至堵兩個風(fēng)口，問題也不能解決，高爐不能強化生產(chǎn)。

3）在第三個階段，高爐果斷提前檢修，檢查爐頂布料裝置，同時利用檢修時間長停部分冷卻水的機會，加大休風(fēng)料中焦炭量，復(fù)風(fēng)時一冷一熱，解決爐墻結(jié)厚問題，再通過調(diào)整布料角度，打通中心，高爐迅速恢復(fù)生產(chǎn)。

4）高爐生產(chǎn)除了關(guān)注原燃料質(zhì)量、爐型監(jiān)護，更要關(guān)注設(shè)備的運行狀況，定期檢查、維護，任何一個環(huán)節(jié)都可能導(dǎo)致爐況的波動。