邯寶1號(hào)高爐風(fēng)口頻繁破損的治理實(shí)踐

于浩平，王 拓

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶煉鐵廠，河北 邯鄲 056015）

邯寶煉鐵廠1號(hào)高爐（3 200 m3）于2008年4月18日投產(chǎn)，無(wú)大中修的情況下已連續(xù)生產(chǎn)12年，創(chuàng)造了邯鋼高爐的長(zhǎng)壽記錄。但從2019年7月份開始，1號(hào)高爐頻繁出現(xiàn)風(fēng)口破損的現(xiàn)象，7月到12月份共有50個(gè)風(fēng)口小套發(fā)生破損，平均每月休風(fēng)兩次更換壞風(fēng)口。風(fēng)口的頻繁破損、更換對(duì)連續(xù)性要求非常強(qiáng)的高爐的生產(chǎn)非常不利，風(fēng)口漏水和頻繁休風(fēng)導(dǎo)致爐缸工作狀態(tài)惡化，嚴(yán)重時(shí)造成爐缸堆積，更增大了風(fēng)口破損的幾率，甚至影響高爐的安全生產(chǎn)。因此，需盡快采取措施，以減少風(fēng)口損壞和休風(fēng)次數(shù)。

1 風(fēng)口破損的現(xiàn)狀

由于受2019年6月的環(huán)保影響，1號(hào)高爐大量配加外購(gòu)焦和落地?zé)Y(jié)礦，爐況順行開始變差；7月份水渣系統(tǒng)頻繁發(fā)生事故，高爐出鐵秩序紊亂，不能保證正常的南北雙場(chǎng)出鐵，單場(chǎng)出鐵時(shí)間偏長(zhǎng)，影響了爐缸環(huán)流，致使渣鐵不能及時(shí)排凈，開始出現(xiàn)風(fēng)口損壞現(xiàn)象，7月、8月三次休風(fēng)共更換了18個(gè)壞風(fēng)口；9月26日高爐環(huán)保限產(chǎn)悶爐5 d，更換了4個(gè)壞風(fēng)口，送風(fēng)后繼續(xù)出現(xiàn)風(fēng)口破損的現(xiàn)象；10月21日休風(fēng)更換了6個(gè)壞風(fēng)口；10月26日高爐槽下礦石集中斗掉落砸斷主皮帶，無(wú)計(jì)劃休風(fēng)72 h，使得風(fēng)口損壞現(xiàn)象加?。?1月份高爐兩次休風(fēng)更換了9個(gè)壞風(fēng)口；12月份后，高爐大量風(fēng)口出現(xiàn)破損漏水現(xiàn)象，壞風(fēng)口個(gè)數(shù)達(dá)13個(gè)，高爐生產(chǎn)秩序受到嚴(yán)重影響。高爐7月—12月風(fēng)口小套破損情況如表1所示。

表1 高爐7月—12月風(fēng)口小套破損情況

2 風(fēng)口頻繁破損的原因分析

2.1 原燃料變差導(dǎo)致爐缸堆積

大量配加外購(gòu)焦是造成爐缸堆積的根本原因。因受環(huán)保影響，焦化產(chǎn)能降低，6月份開始頻繁更換外購(gòu)焦炭品種，焦炭質(zhì)量開始劣化（見表2），料柱透氣性差，爐況難行。外購(gòu)焦相比干焦的平均粒度偏小，大量質(zhì)量差的外購(gòu)焦炭入爐，導(dǎo)致焦炭堆密度增加，孔隙度降低，造成料層透氣性變差。外購(gòu)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。外購(gòu)焦炭熱強(qiáng)度較差，導(dǎo)致焦炭在爐內(nèi)的骨架作用大幅度減弱，焦炭到達(dá)風(fēng)口時(shí)整體粒度偏小，料柱透氣性大大降低，為保高爐順行，被迫增加中心焦量以保證中心氣流，隨著中心焦炭的增加，料柱變得肥大，爐缸透液性降低，爐缸堆積，爐底和爐缸側(cè)壁溫度不斷降低，由于高爐對(duì)出鐵非常敏感，堵口后及出鐵前期有減風(fēng)調(diào)壓現(xiàn)象，隨即出現(xiàn)爐缸堆積癥狀，爐內(nèi)渣鐵液面升高，爐料下落空間變小，渣鐵液面接觸風(fēng)口下部，從而燒壞風(fēng)口。

表2 自產(chǎn)與外購(gòu)焦炭理化性能對(duì)比表 %

2.2 事故頻發(fā)導(dǎo)致渣鐵滯留

7月份水渣系統(tǒng)接連出現(xiàn)事故，破壞了高爐的生產(chǎn)秩序，頻繁減風(fēng)、減氧惡化了爐缸活性。7月27日因更換南場(chǎng)水渣熱水泵，北場(chǎng)鐵口連續(xù)出鐵，期間北場(chǎng)水渣101皮帶突然斷裂，高爐被迫緊急堵口，減風(fēng)、停氧待產(chǎn)，導(dǎo)致45 min未出鐵、101 min未出渣，進(jìn)而造成高爐多個(gè)風(fēng)口燒壞漏水。10月26日高爐槽下2號(hào)礦石集中斗掉落砸斷主皮帶，無(wú)計(jì)劃休風(fēng)72 h。表3是外圍事故對(duì)高爐影響統(tǒng)計(jì)表。頻繁休減風(fēng)、減氧以及渣鐵未能及時(shí)排出等原因破壞了煤氣流分布，降低了爐缸熱儲(chǔ)備，加劇了爐缸狀態(tài)惡化，最終造成爐缸嚴(yán)重堆積。

表3 外圍事故對(duì)高爐影響統(tǒng)計(jì)表

2.3 風(fēng)口制作質(zhì)量差

2019年之前，高爐長(zhǎng)期存在煤粉磨壞風(fēng)口內(nèi)部焊縫的現(xiàn)象，后將風(fēng)口由內(nèi)部改在外部，新式風(fēng)口解決了煤粉磨漏風(fēng)口的問題，但因焊縫的存在，風(fēng)口前端導(dǎo)熱性變差，外露焊縫位置極易破損漏水。為防止循環(huán)冷卻水大量漏入爐內(nèi)，采取控水操作，隨著冷卻強(qiáng)度的減小，焊縫處破損速度更快。11月份的兩次休風(fēng)都是因?yàn)轱L(fēng)口漏水嚴(yán)重而緊急休風(fēng)，壞風(fēng)口前端孔洞都在焊縫處。圖1為高爐11月份休風(fēng)風(fēng)口破損圖。

圖1 高爐11月份休風(fēng)風(fēng)口破損圖

2.4 頻繁休風(fēng)復(fù)風(fēng)及風(fēng)口漏水致使?fàn)t缸失活

7月—12月因更換風(fēng)口共休風(fēng)6次，9月份環(huán)保悶爐5 d，10月份礦集中斗掉落砸斷主皮帶無(wú)計(jì)劃休風(fēng)72 h。頻繁休風(fēng)復(fù)風(fēng)后，大量生爐料進(jìn)入爐缸，消耗的爐缸熱量得不到及時(shí)恢復(fù)，造成爐缸側(cè)壁及爐芯溫度不斷走低，爐缸工作失活直至堆積。此外，風(fēng)口破損后，大量冷卻水漏入爐缸，壞風(fēng)口前端渣鐵不斷凝結(jié)，形成局部堆積，邊緣氣流不穩(wěn)定使得渣皮不規(guī)則脫落，燒壞風(fēng)口。

2.5 日常生產(chǎn)過程中操作不當(dāng)

在爐況恢復(fù)期間，過分追求產(chǎn)量及風(fēng)氧量，使得爐缸逐漸堆積，壓差不斷升高。過分追求產(chǎn)量勢(shì)必犧牲爐缸溫度，又進(jìn)一步惡化了爐缸工作狀態(tài)，日常生產(chǎn)中工作人員的防涼意識(shí)不足。

3 處理措施

11月28日高爐休風(fēng)復(fù)風(fēng)后，大量風(fēng)口出現(xiàn)破損漏水現(xiàn)象，爐缸堆積和風(fēng)口大面積破損已經(jīng)嚴(yán)重影響高爐的安全生產(chǎn)，解決風(fēng)口頻繁破損的根本在于處理爐缸堆積問題，于是制定了相關(guān)措施予以全面治理。

3.1 上下部調(diào)劑措施

1）下部更換風(fēng)口類型和尺寸。12月13日高爐休風(fēng)時(shí)，將風(fēng)口焊縫在頂端的風(fēng)口全部換成焊縫在外側(cè)的風(fēng)口，增加12個(gè)短風(fēng)口的同時(shí)增加了3個(gè)Ф120 mm的小風(fēng)口，風(fēng)口面積減小到0.409 0 m2，調(diào)整高爐初始?xì)饬鳎€(wěn)定邊緣的同時(shí)增加鼓風(fēng)動(dòng)能以利于吹透中心。

2）上部探索合理的布料制度。送風(fēng)時(shí)保持中心加焦料制，中心焦增至5圈，保證快速吹透中心，布料制度為。考慮到休風(fēng)前壞風(fēng)口數(shù)量多，送風(fēng)時(shí)采用全焦冶煉，可快速恢復(fù)爐缸熱量，熔化積存渣鐵，以避免風(fēng)口再次燒壞。表4為治理前后參數(shù)對(duì)比表。

表4 治理前后參數(shù)對(duì)比表

3.2 優(yōu)化復(fù)風(fēng)操作

13日高爐復(fù)風(fēng)時(shí)，將易破損的6個(gè)風(fēng)口堵死，采用26個(gè)風(fēng)口送風(fēng)，以增大鼓風(fēng)動(dòng)能吹透中心。前期操作以快速恢復(fù)爐缸溫度為目的，應(yīng)保證低壓差狀態(tài)下加風(fēng)，爐溫連續(xù)兩爐達(dá)到1500℃以上；探尺運(yùn)動(dòng)狀態(tài)良好時(shí)，捅開堵泥風(fēng)口，風(fēng)量達(dá)到4 900 m3/min時(shí)開始噴煤，煤比控制在80 kg/t的水平，以提高煤氣利用率，增加爐腹煤氣量。后期操作以穩(wěn)定氣流為主，根據(jù)爐況逐步捅開堵泥的風(fēng)口，經(jīng)過一晝夜的恢復(fù)，風(fēng)氧量穩(wěn)定到5 600 m3/min、氧氣2 500 m3/h、壓差175 kPa以下。隨著風(fēng)氧量增加，逐步將中心焦的圈數(shù)減到3圈，在保證中心氣流的同時(shí)發(fā)展邊緣氣流，但此時(shí)高爐的邊緣氣流極為敏感，表現(xiàn)為不接受增加富氧，使得上部靜壓局部升高、頻繁崩滑料。

3.3 錳礦洗爐

鑒于高爐氣流穩(wěn)定性差、爐缸堆積的現(xiàn)狀，決定配加錳礦洗爐。15日開始配加錳礦，同時(shí)保證爐溫及爐渣堿度，以促使鐵水中的錳快速富集達(dá)到洗爐的目的。錳礦下達(dá)后，鐵水中w（Mn）達(dá)0.9%，經(jīng)過48 h的洗爐操作，高爐壓量關(guān)系明顯降低，風(fēng)氧水平大幅提高，17日穩(wěn)定到風(fēng)量5 750 m3/min、氧氣6 000 m3/h的水平。高爐接受風(fēng)氧量能力增加，說明爐缸狀態(tài)得到了改善，逐步將鐵水中的w（Mn）降至0.8%左右的水平，20日高爐氧量恢復(fù)到12 000 m3/min的水平，爐缸中心溫度明顯回升，高爐停加錳礦，洗爐結(jié)束。

3.4 加強(qiáng)基礎(chǔ)管理

加強(qiáng)基礎(chǔ)工作方面的管理力度，與公司溝通，穩(wěn)定外購(gòu)焦品種，由原來的7個(gè)外焦品種減少到2個(gè)，且每個(gè)焦種配加時(shí)間不低于48 h，適當(dāng)增加自產(chǎn)干焦的配比。增加鐵口深度到3 500 mm以上，采用負(fù)間隔出鐵增加出鐵次數(shù)，保證及時(shí)出凈渣鐵，防止渣鐵與風(fēng)口接觸燒壞風(fēng)口。提高爐溫、降低堿度，以保證渣鐵的流動(dòng)性，以及足夠的熱量可熔化前期漏水形成的局部渣鐵堆積。

4 實(shí)施效果

通過采取以上措施，高爐被動(dòng)局面得到了改善，爐況穩(wěn)定性和產(chǎn)量不斷提高，經(jīng)過14 d的恢復(fù)期后，高爐產(chǎn)量達(dá)到了7 950 t/d的水平，此后長(zhǎng)達(dá)半年的時(shí)間里高爐維持了穩(wěn)定順行的局面，風(fēng)口破損現(xiàn)象沒有再出現(xiàn)，治理效果明顯。

5 結(jié)論

1）合理控制風(fēng)口的焊縫位置，確保風(fēng)口前端的導(dǎo)熱性，避免焊縫部分燒損。

2）事故頻發(fā)影響出鐵時(shí)，應(yīng)果斷減風(fēng)停氧，避免渣鐵液面升高燒壞風(fēng)口。

3）高爐復(fù)風(fēng)后出現(xiàn)風(fēng)口頻繁破損時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整送風(fēng)節(jié)奏，放慢爐況恢復(fù)的速度，保證爐缸凝鐵熔化徹底。

4）利用錳礦處理爐缸堆積時(shí)，要保持合適的爐溫和爐渣堿度，并保證鐵水w（Mn）在0.8%以上，才會(huì)達(dá)到明顯的洗爐效果。