摘要：對(duì)衡鋼1號(hào)高爐煤氣流失常的原因進(jìn)行了總結(jié)和分析。這次高爐布料溜槽故障是引起高爐爐況失常的主要原因，無(wú)計(jì)劃休風(fēng)、慢風(fēng)多，入爐原燃料質(zhì)量變差，原料帶入的Zn含量升高，操作制度不合理是爐況失常的其它原因。通過(guò)采取改善原燃料質(zhì)量，加螢石洗爐，調(diào)整操作制度，強(qiáng)化管理，更換布料溜槽等一系列措施，取得了較好效果。

關(guān)鍵詞：布料溜槽  煤氣流  高爐原料  造渣制度  裝料制度

1、前言

衡鋼煉鐵配備1000m3高爐一座，年設(shè)計(jì)利用系數(shù)2.357t/(m3.d),生產(chǎn)煉鋼鐵水能力82.5萬(wàn)t/a。同時(shí)為高爐配套配有130㎡燒結(jié)機(jī)一臺(tái)、綜合原料場(chǎng)。衡鋼煉鐵1號(hào)高爐于2017年9月開(kāi)始大修， 11月6日開(kāi)爐投產(chǎn)，投產(chǎn)后的高爐快速達(dá)產(chǎn)達(dá)效，利用系數(shù)最高達(dá)到3.1。2018年1月31日計(jì)劃?rùn)z修更換新溜槽，隨后爐況于2月12日出現(xiàn)明顯惡化，中心氣流強(qiáng)，邊緣氣流重，懸料后恢復(fù)難度大，最終導(dǎo)致?tīng)t況失常，后逐步恢復(fù)，利用休風(fēng)機(jī)會(huì)檢查發(fā)現(xiàn)布料溜槽底部鋼板自動(dòng)上翹，組織人員進(jìn)行更換。經(jīng)過(guò)近一個(gè)月時(shí)間的反復(fù)調(diào)整，爐況失常得到恢復(fù)，高爐生產(chǎn)順利。

2、爐況失常的表現(xiàn)及原因

2.1 爐況失常的表現(xiàn)

（1）十字測(cè)溫邊緣模數(shù)下降至0.5以內(nèi)，中心模數(shù)高時(shí)超過(guò)4.0，熱負(fù)荷長(zhǎng)期穩(wěn)定在35000MJ,最低時(shí)達(dá)到27000MJ；

（2）爐況順行狀況差，連續(xù)拉寬尺后出現(xiàn)頂溫升高，煤氣利用率急劇下降，料面成像白光刺眼，伴隨著中心塌料壓拐后懸料現(xiàn)象；

（3）爐缸中心溫度呈上升趨勢(shì)，由497℃上升至520℃；

（4）水溫差下降，爐墻熱負(fù)荷下降明顯，最低至28000并穩(wěn)定在此水平；

（5）懸料后恢復(fù)難度大，壓差高不受風(fēng)，恢復(fù)過(guò)程中探尺活動(dòng)差，靠崩料下料，從料面成像看中心穩(wěn)定且強(qiáng)而邊緣不出氣流；

2.2 爐況失常的原因分析

2.2.1爐墻噴涂料陸續(xù)脫落影響造渣制度和氣流分布

1月31日高爐開(kāi)始大修投產(chǎn)近3個(gè)月后的第一次定修，休風(fēng)時(shí)間近26小時(shí)，復(fù)風(fēng)恢復(fù)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)懸坐料。2月初由于粗煤氣處理設(shè)備故障又引起高爐較長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)休風(fēng)慢風(fēng)，因?yàn)槎唐趦?nèi)爐體溫度頻繁的波動(dòng)，爐墻熱負(fù)荷的大起大落，導(dǎo)致2月中旬爐體噴涂料開(kāi)始出現(xiàn)脫落， 因噴涂料成分：SiO2為25%—45%，Al2O3為50%—70%，密度為2.0t/m3，熔點(diǎn)＞1700℃。元月上旬高爐爐渣Al2O3平均15.82%,中下旬平均為16.22%，最高達(dá)到了18.72%。噴涂料斷續(xù)脫落后，料柱邊緣透氣性下降，壓差升高，同時(shí)爐渣Al2O3上升，爐缸熱儲(chǔ)備不足，影響渣鐵的流動(dòng)性，高爐熱制度波動(dòng)大，引起爐況不穩(wěn)定。

2.2.2無(wú)計(jì)劃休風(fēng)、慢風(fēng)多

上料系統(tǒng)以及煤氣系統(tǒng)設(shè)備故障多，造成高爐長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)計(jì)劃休風(fēng)、慢風(fēng)以及低料線作業(yè)。如：2月4日12：48-13：14休風(fēng)26min處理旋風(fēng)放灰閥故障；13：14-21：45慢風(fēng)511min處理煤氣遮斷閥打不開(kāi)故障；2月16日18：26-20：22風(fēng)量由2260m3/min減至560m3/min，處理爐頂下料閘及煤氣均壓閥故障；短期內(nèi)頻繁的較長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)計(jì)劃休慢風(fēng)，引起爐墻熱負(fù)荷大幅波動(dòng)，導(dǎo)致氣流分布不合理，同時(shí)爐缸的活躍程度急劇下降，從而對(duì)爐況的穩(wěn)順造成較大的影響。

2.2.2爐頂布料溜槽磨損

2018年1月初從料面成像中發(fā)現(xiàn)溜槽布料時(shí)料流軌跡不集中，有時(shí)料流開(kāi)叉；1月31日休風(fēng)后發(fā)現(xiàn)原溜槽側(cè)壁穿孔，更換了新溜槽，詳情見(jiàn)圖一；復(fù)風(fēng)后爐況順行狀況可，從2月12日爐況開(kāi)始不穩(wěn)定，上部裝制多次調(diào)整都未取得好效果，后于3月4日休風(fēng)檢查溜槽和測(cè)布料最大角度時(shí)發(fā)現(xiàn)新?lián)Q布料溜槽底部鋼板脫焊導(dǎo)致翹起，（詳情見(jiàn)圖二）料流軌跡完全改變，這是導(dǎo)致此次爐況不順的主要原因。

圖一1月31日休風(fēng)后發(fā)現(xiàn)溜槽側(cè)壁穿                               圖二3月4日休風(fēng)發(fā)現(xiàn)溜槽底部鋼板上翹

2.2.3原燃料條件變差

2.2.3.1由于春運(yùn)期間保供壓力緊張焦炭質(zhì)量下滑明顯，尤其體現(xiàn)在焦炭灰分，出現(xiàn)明顯上升；

表1 2017年12月-2018年1月焦炭指標(biāo)比較

2.2.3.2燒結(jié)礦質(zhì)量波動(dòng)，燒結(jié)礦R質(zhì)量波動(dòng)大，特別是進(jìn)入二月以來(lái)，燒結(jié)礦低溫還原粉化率下降明顯，粉化率下滑會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)礦在高爐爐身上部的低溫區(qū)嚴(yán)重破裂、粉化，使高爐料柱的空隙度降低、透氣性差、壓差升高，嚴(yán)重影響高爐爐況順行。

表2 2018年2月-3月燒結(jié)礦冶金性能指標(biāo)比較

2.2.4原料中Zn含量升高。由于入爐燒結(jié)礦中的Zn含量升高，特別是進(jìn)入2月12日以來(lái)，使用新堆料后Zn負(fù)荷明顯上升，超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到400 g/t鐵，造成鋅在高爐內(nèi)的循環(huán)富集，使得爐內(nèi)爐料含鋅量高于入爐料多倍；鋅的循環(huán)富集使得料柱透氣性變差，高爐穩(wěn)定性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力變差；鋅對(duì)焦炭強(qiáng)度有一定的破壞作用，鐵口經(jīng)常出現(xiàn)卡焦炭現(xiàn)象，爐缸活躍程度變差，影響爐況長(zhǎng)周期穩(wěn)順。

表3 2018年2月-3月入爐Zn負(fù)荷指標(biāo)比較

2.2.5操作制度不合理

（1）熱制度穩(wěn)定性差。進(jìn)入2月中旬以來(lái)，由于爐墻波動(dòng)、工長(zhǎng)操作不到位、焦炭水分波動(dòng)等原因?qū)е聼嶂贫瘸霈F(xiàn)大幅度波動(dòng)，物理熱長(zhǎng)期在1430°—1450°之間。爐溫不穩(wěn)定以及邊緣的過(guò)分抑制，促使?fàn)t身中下部局部粘接，造成爐缸熱量不足、活性度下降，使得爐況不穩(wěn)。

（2）上部裝料制度不合理。原燃料條件變差，入爐粉末增加容易導(dǎo)致邊緣自動(dòng)加重，再加上溜槽底部鋼板上翹，使得原料在布料過(guò)程中角度變相增大加重邊緣。長(zhǎng)期邊緣過(guò)重，在風(fēng)量連續(xù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上容易導(dǎo)致中心氣流過(guò)吹，高爐壓差升高，懸料后恢復(fù)難度大，高爐抗波動(dòng)能力變差。

（3）下部送風(fēng)制度不適宜。為保證強(qiáng)勁的中心氣流，提高高爐抗波動(dòng)能力，高爐利用休風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)風(fēng)口布局和面積進(jìn)行調(diào)整，面積縮小的風(fēng)口布局在兩鐵口上方，風(fēng)口面積由原料的0.1901㎡調(diào)整至0.1862㎡，由于風(fēng)口面積縮小，同樣的風(fēng)量基礎(chǔ)上相當(dāng)于變相增加鼓風(fēng)動(dòng)能，加劇了中心氣流過(guò)吹和邊緣過(guò)重的情況，造成爐況不順。

3 爐況失常的處理

3.1 治理爐缸

針對(duì)爐況波動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，爐底中心溫度出現(xiàn)明顯下降的情況，制定相應(yīng)操作參數(shù)控制：a）風(fēng)量2220-2250m3/min，不準(zhǔn)超過(guò)2250m3/min，富氧量維持1500m3/h±；b）嚴(yán)格控制壓差≤150KPa，超過(guò)155KPa減風(fēng)，頂壓≤160KPa；c）物理熱控制在1495℃左右，下限1480℃；d）焦炭負(fù)荷4.05±0.05，最高4.10，煤比控制在120kg/t±；e）爐渣R2控制在1.10-1.15；

要求操作上嚴(yán)禁低爐溫、高堿度操作，尤其是物理熱低于1450℃時(shí)，必須及時(shí)采取提爐溫措施；

3.2 減少鋅害，降低鋅負(fù)荷、降低入爐粉末率

3.2.1 降低入爐原料中Zn含量，通過(guò)優(yōu)化配礦方案。針對(duì)含Zn量高的品種采取停止配入使用，使得燒結(jié)礦中的Zn含量由0.035%下降至0.025%，Zn負(fù)荷由417 g/t鐵下降至370 g/t鐵。入爐Zn負(fù)荷的降低有利于從源頭上降低Zn含量，能夠改善高溫區(qū)域焦炭的強(qiáng)度，有利于改善料柱透氣性，提高爐況穩(wěn)定性。

3.2.2 加強(qiáng)原燃料精料清篩管理，充分利用好離線篩和在線篩，設(shè)定原料堆取料機(jī)取料流量標(biāo)準(zhǔn)：焦炭取用流量≤300T/H,塊礦取用流量≤500T/H，瞬時(shí)流量大于規(guī)定流量標(biāo)準(zhǔn)，流量上限的設(shè)定有利于減薄料層厚度，提高篩分效率。

3.2.3 督促每班加強(qiáng)清篩管理，在槽下震動(dòng)篩出料口位置增設(shè)鋼管，能夠有效降低焦炭和礦石料流厚度，確保篩分效率。

3.3 加入螢石對(duì)爐墻清洗防止粘接

由于長(zhǎng)期邊緣過(guò)重，爐體溫度整體偏低，為防止?fàn)t墻粘結(jié)，采取化學(xué)方法每批料配入螢石對(duì)爐墻進(jìn)行清理。該方法能快速清理爐身中下部，對(duì)爐身上部處理效果相對(duì)要差些，操作不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致?tīng)t身中下部冷卻壁損壞，所以綜合考慮采用加螢石以及同時(shí)疏松邊緣煤氣流的方式進(jìn)行處理。     

3.4 調(diào)整高爐操作制度

3.4.1 裝料制度

本次爐況失常主要是布料溜槽出現(xiàn)故障后，布料角度出現(xiàn)變相擴(kuò)大，邊緣氣流過(guò)分抑制，中心氣流強(qiáng)引發(fā)的失常。調(diào)整整體思路一直以放邊緣為主，料線由1.4m提至1.2m，減輕邊緣礦焦比，邊緣礦3圈減至2圈，且采取了礦前焦的模式，最大礦角前還墊了1圈焦，同時(shí)平臺(tái)角度一直在往里推，由40°推至目前的38.5°，視中心氣流可，中心焦量一直在減少，由3圈減至2圈、1圈，且在27日取消了中心加焦，也是減輕邊緣礦焦比。

3.4.2 送風(fēng)制度

根據(jù)爐況制定適宜風(fēng)量，控制風(fēng)壓達(dá)到穩(wěn)定壓差，調(diào)整鼓風(fēng)參數(shù)、風(fēng)口布局對(duì)爐況進(jìn)行處理。利用休風(fēng)機(jī)會(huì)調(diào)整風(fēng)口布局，將1月31日休風(fēng)更換的1#、6#風(fēng)口由100mm再恢復(fù)成110mm，有利于適當(dāng)縮小鼓風(fēng)動(dòng)能，穩(wěn)定邊緣氣流；合理調(diào)劑鼓風(fēng)參數(shù)，減輕焦炭負(fù)荷控制合理噴吹煤粉量，從而改善料柱透氣性。操作中嚴(yán)禁頂壓差操作，避免懸料情況發(fā)生。

3.4.3 熱制度

設(shè)定爐況異常期間爐溫控制范圍，加大對(duì)鐵水物理熱控制力度。物理熱控制在1480°-1510°之間，視爐溫狀況決定是否加凈焦和組焦。在高爐出現(xiàn)懸料后爐況恢復(fù)過(guò)程，能夠充分利用加濕手段來(lái)控制合理理論燃燒溫度，確保爐況避免由于熱制度大幅度波動(dòng)導(dǎo)致延長(zhǎng)恢復(fù)時(shí)間。

3.5、強(qiáng)化關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量管理

高爐溜槽壽命在一年以上，一般安排在高爐年修時(shí)進(jìn)行更換。爐頂關(guān)鍵設(shè)備備件質(zhì)量好壞對(duì)高爐生產(chǎn)至關(guān)重要，為防止布料溜槽損壞對(duì)高爐生產(chǎn)的影響，應(yīng)做好以下工作：對(duì)爐頂布料溜槽技術(shù)協(xié)議進(jìn)行修訂，要求必須達(dá)到使用壽命；嚴(yán)把備件質(zhì)量關(guān)，制定驗(yàn)收檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，尤其布料溜槽焊接方式安裝前必須檢查，存在隱患者不允許安裝使用；爐頂核心設(shè)備必須建立專業(yè)點(diǎn)檢臺(tái)帳，并利用休風(fēng)機(jī)會(huì)安排專業(yè)點(diǎn)檢，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理，避免對(duì)高爐正常生產(chǎn)造成不必要的影響。

4、結(jié)束語(yǔ)

衡鋼煉鐵1號(hào)高爐面對(duì)此次煤氣流失常的爐況，通過(guò)快速響應(yīng)組織，及時(shí)更換損壞的布料溜槽，逐步調(diào)整上下部操作制度，優(yōu)化相應(yīng)操作參數(shù)，加強(qiáng)原燃料內(nèi)部管理，規(guī)范特殊爐況下的操作，最終快速扭轉(zhuǎn)了生產(chǎn)被動(dòng)局面，為衡鋼高爐穩(wěn)順打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為今后處理類似特殊爐況積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。