邯鋼1#高爐爐涼事故處理實(shí)踐

王 拓

（河鋼集團(tuán) 邯鋼西區(qū)煉鐵廠，河北 邯鄲056001）

1 前 言

邯鋼西區(qū)1#高爐由中冶南方設(shè)計(jì)總承包。高爐有效容積3 200 m3，采用了銅冷卻壁、薄壁爐襯、炭磚—陶瓷杯復(fù)合爐底、聯(lián)合軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)、環(huán)保型INBA 渣處理系統(tǒng)、改進(jìn)型高溫內(nèi)燃式熱風(fēng)爐等一系列先進(jìn)、成熟的工藝［1］。高爐設(shè)有32 個(gè)風(fēng)口、4 個(gè)鐵口。4 個(gè)鐵口對(duì)角分布，正常生產(chǎn)過(guò)程中4 個(gè)鐵口用2 備2，對(duì)角出鐵。2020年4 月2 日白班爐前進(jìn)行出鐵場(chǎng)倒場(chǎng)作業(yè)，1#、3#鐵口倒場(chǎng)2#、4#鐵口，倒場(chǎng)完成后出鐵不順利，鐵口卡焦炭，出鐵困難。夜班爐內(nèi)氣流紊亂，頻繁出氣流，爐溫大幅度下行，主溝渣溝凍結(jié)，爐前作業(yè)異常困難，高爐產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)損失嚴(yán)重。高爐車(chē)間采取集中加凈焦提升熱量、控制合適風(fēng)氧量、強(qiáng)化出鐵等措施，在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)了熱制度、造渣制度，使?fàn)t況得以恢復(fù)。

2 造成爐溫大涼的原因

1）大量配加濕焦，造成爐缸不活躍是此次事故的根本原因。2020 年3 月30 日11:30—4 月2 日12:00，焦化干熄焦提升機(jī)減速機(jī)齒輪損壞，更換減速機(jī)，期間生產(chǎn)濕熄焦，高爐大比例（最高達(dá)40%）配加濕焦，共5 415 t。濕焦相比干焦的平均粒度偏小，導(dǎo)致焦炭堆密度增加，孔隙度降低，造成料層透氣性差。濕焦強(qiáng)度下降，爐缸工作環(huán)境惡化，大量碎焦炭在爐缸內(nèi)堆積，堵塞鐵口孔道，出鐵困難。2#、4#鐵口投入使用后頻繁卡焦炭，出鐵極其不順，導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)氣流形成管道，熱量大量損失。

2）2020年2—3月，鋼廠庫(kù)存猛增，公司要求限產(chǎn)，高爐降低風(fēng)量和富氧調(diào)節(jié)產(chǎn)能，鼓風(fēng)動(dòng)能下降，回旋區(qū)縮小，吹不透中心，逐漸導(dǎo)致?tīng)t缸內(nèi)死焦層肥大，爐缸不活躍。這段期間和正常生產(chǎn)時(shí)段日產(chǎn)量和參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 2020年1—3月高爐相關(guān)指標(biāo)

3 處理過(guò)程

4月2日白班倒場(chǎng)完成后出鐵不順，17:30氧氣從8 000 m3/h 減至3 000 m3/h，19：10 左右取鐵樣觀察，爐溫在25 ℃左右，鐵水物理熱1 493 ℃。19：35爐內(nèi)出大氣流，頂壓246 kPa，風(fēng)量從5 650 m3/min減到5 100 m3/min 后穩(wěn)定，沒(méi)有加風(fēng)。考慮當(dāng)時(shí)風(fēng)量減得較多，且爐溫偏低，沒(méi)有采取停氧和大幅減煤粉的操作，加凈焦1 罐（17 t），硅石3 t。20：10 出現(xiàn)小氣流，頂壓從200 kPa 上升到213 kPa。20：40水溫差小幅上漲，由3.5 ℃左右上漲到3.9 ℃。由于4#鐵口出鐵過(guò)程中經(jīng)常性地卡鐵口，鐵水流速和爐渣出鐵較慢，鐵口噴濺比較厲害，爐內(nèi)一直處于憋風(fēng)狀態(tài)。考慮這樣出鐵對(duì)爐內(nèi)影響較大，所以決定提前打開(kāi)2#鐵口強(qiáng)化出鐵。20：42 打開(kāi)2#鐵口，出鐵比較順利，渣鐵流速正常，爐溫20～25 ℃，物理熱1 490 ℃左右，20：56堵4#鐵口。當(dāng)時(shí)主要考慮2#鐵口已經(jīng)打開(kāi)且出鐵正常，而4#主溝以及鐵口附近因卡鐵口以及鐵口噴濺造成泥套周邊粘結(jié)渣鐵較多，為防止情況惡化，影響堵口安全，在出現(xiàn)卡鐵口的情況下直接堵口，堵口正常。此次4#出鐵時(shí)間共計(jì)70 min，出鐵量150 t 左右，出渣量雖然沒(méi)有明確數(shù)據(jù)，但是根據(jù)估算比正常渣量要少許多。4#堵口之后檢查渣溝情況，發(fā)現(xiàn)渣溝有部分結(jié)蓋，渣溝空間沒(méi)有徹底沖刷。為防止長(zhǎng)時(shí)間渣溝過(guò)涼不利于下次爐渣流順，且根據(jù)計(jì)算表明，爐內(nèi)還存有大量渣鐵未及時(shí)排出，爐內(nèi)壓量關(guān)系一直偏緊，沒(méi)有機(jī)會(huì)加風(fēng)，綜合考量決定計(jì)劃打開(kāi)4#鐵口進(jìn)一步強(qiáng)化出鐵。21：49 打開(kāi)4#鐵口，這次開(kāi)口之后出鐵基本正常。22：00 以后4#鐵口來(lái)渣，但是爐渣剛流進(jìn)?；r(shí)間不長(zhǎng)就發(fā)生渣溝尾段位置跑渣情況。當(dāng)時(shí)爐渣從渣溝平臺(tái)渣溝共用段北側(cè)流到爐基地面，有一部分爐渣倒罐到3#渣溝末端。經(jīng)過(guò)緊急處理后，發(fā)現(xiàn)無(wú)法阻止?fàn)t渣繼續(xù)溢出，于是決定立即堵口。22：08 緊急堵4#鐵口，4#鐵口這次出鐵時(shí)間19 min，出渣8 min，出渣鐵量都較少。堵口之后開(kāi)始清理渣溝直段后部分至渣溝三岔口一段。期間因?yàn)?#鐵口一直處于正常出渣鐵狀態(tài)，所以4#鐵口緊急堵口對(duì)爐內(nèi)影響不大。

隨著2#鐵口出鐵進(jìn)入中后期（20：42 開(kāi)口）至22：18 已經(jīng)出渣鐵96 min，爐內(nèi)壓量關(guān)系有所緩和。此時(shí)操作出現(xiàn)誤判，開(kāi)始嘗試加風(fēng)，23：14 風(fēng)量加到5 609 m3/min。隨著爐內(nèi)加風(fēng)，水溫差開(kāi)始上行，從3.9 ℃上升到最高6.2 ℃，熱負(fù)荷大幅度上升，爐溫向涼。23：30，2#鐵口來(lái)風(fēng)，堵口前爐溫20 ℃，物理熱1 480 ℃。23：40 爐內(nèi)風(fēng)壓急劇上升，開(kāi)始減風(fēng)，氣流分布進(jìn)一步惡化，水溫差升至7.5 ℃。4 月3 日0：05 爐內(nèi)出現(xiàn)第2 次大氣流，頂壓上到254 kPa，風(fēng)量最低減到4 517 m3/min，再次加1 罐凈焦，3 t 硅石。

第2次大氣流過(guò)后操作上再次出現(xiàn)反復(fù)。因4月2日19：35出第1個(gè)大氣流加1罐凈焦到達(dá)爐缸，至4月3日1：30，2#鐵口出鐵完畢，物理熱1 487 ℃，這個(gè)過(guò)程中風(fēng)量恢復(fù)到4 901 m3/min，爐溫下行趨勢(shì)，且加之水溫差一直居高不下，疊加第2 次氣流帶走的大量熱量，所以爐溫徹底冷卻下來(lái)。1：43，4#鐵口打開(kāi)后頻繁卡焦炭并出現(xiàn)凝死現(xiàn)象，開(kāi)口機(jī)打不開(kāi)，被迫使用氧氣管燒開(kāi)，不久后再次出現(xiàn)鐵口卡死。渣鐵流時(shí)有時(shí)無(wú)，渣溝層層粘結(jié)堆高，出渣情況逐步惡化。

1：50開(kāi)始減輕爐料負(fù)荷，礦批由80 t減到78 t，焦比由422 kg/t 加到433 kg/t，但爐溫過(guò)低，渣溝層層粘結(jié)堆高，出渣情況惡化嚴(yán)重。4#鐵口2：42 被迫堵口，期間出鐵59 min，出鐵100 t，出渣量偏少。2：53 再次出現(xiàn)第3 個(gè)大氣流，且此次氣流持續(xù)近2 min，頂壓254 kPa，風(fēng)量減到1 800 m3/min，大量熱量損失，爐涼徹底形成。

第3 個(gè)大氣流出完后，風(fēng)量維持在1 500 m3/min 左右，爐況難行，爐內(nèi)聚積大量涼渣鐵，爐前作業(yè)異常困難，主溝渣厚凝結(jié)。調(diào)配多輛鉤機(jī)、鑿巖機(jī)、鏟車(chē)同時(shí)作業(yè)，全面清理主溝渣溝。同時(shí)爐內(nèi)大幅減輕焦炭負(fù)荷，4：00 變?nèi)关?fù)荷，焦比544 kg/t，連續(xù)加凈焦提升爐溫，4 月3 日全天分批加凈焦220 t。14：00，爐內(nèi)涼渣鐵逐步排除，爐況接受風(fēng)量的能力增強(qiáng)，風(fēng)量3 000 m3/min。爐內(nèi)凈焦下達(dá)后，爐內(nèi)熱量上升，熱制度、造渣制度慢慢恢復(fù)正常，4 月4 日小夜班風(fēng)量5 300 m3/min，氣流分布趨于穩(wěn)定，水溫差下行至4 ℃左右。4 日18：00 開(kāi)始恢復(fù)富氧，焦比降至430 kg/t，改噴煤負(fù)荷，基本恢復(fù)正常操作狀態(tài)。

4 結(jié) 語(yǔ)

1）加強(qiáng)原燃料管理、保證爐缸活度是日常操作中的重中之重［2］。2）高爐操作中，要明確“嚴(yán)防爐涼”的操作理念，并能切實(shí)落實(shí)到每一次操作調(diào)整的過(guò)程中，做到趨勢(shì)管理，考慮充分周到，避免盲目樂(lè)觀，出現(xiàn)反復(fù)。3）始終要把控制風(fēng)量和補(bǔ)足凈焦作為處理異常爐況的重要因素。不斷總結(jié)以往操作中的失誤、不足之處，針對(duì)特殊爐況的判斷、處理要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高處理特殊爐況的能力。