朱承貴

（方大九鋼煉鐵廠） 

摘  要  通過對本次事故進(jìn)行總結(jié)分析，為后續(xù)生成提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞  原燃料  鋅負(fù)荷  爐型  爐缸堆積

本次4號高爐爐況波動，歷時一個多月的時間，導(dǎo)致各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)大幅度下滑；因風(fēng)口小套燒損不受控而引發(fā)多次無計劃休風(fēng)，既產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟(jì)損失，又大大增加了員工的勞動強(qiáng)度，導(dǎo)致安全事故發(fā)生的幾率大幅度上升，可謂是“勞民傷財”。

1  爐況演變過程

4號高爐從5月中旬開始爐況出現(xiàn)變化，具體描述如下：

1.1  爐況正常期

5月12日前，選擇4月26日-5月11日為區(qū)間進(jìn)行統(tǒng)計，具體參數(shù)見表1、2。

此階段爐況屬于正常階段，各項參數(shù)均在正常范圍內(nèi)，日產(chǎn)5047t。

1.2  爐況變差階段

5月12日-5月28日，具體參數(shù)見表3、4。

此階段，爐況有變差趨勢，具體表現(xiàn)為：

（1）高爐受風(fēng)能力下降，壓量關(guān)系緊張；

（2）氣流穩(wěn)定性欠佳，有明顯局部氣流出現(xiàn)；

（3）此階段操作：控風(fēng)、輕負(fù)荷、優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)（采用100%一級焦、增加熟料率、取消鈦塊）等。

采取以上措施，仍未恢復(fù)高爐爐況，相反仍有向差方向發(fā)展趨勢。

1.3  爐況進(jìn)一步惡化階段

5月29日-6月6日，具體參數(shù)見表5、6。

此階段，爐況進(jìn)一步惡化，具體表現(xiàn)為：

（1）高爐受風(fēng)能力進(jìn)一步減弱；

（2）氣流穩(wěn)定性更差，煤氣利用大幅度下降。料線偏尺嚴(yán)重（3m）；

（3）6月1日降低料線10m，發(fā)現(xiàn)高爐東側(cè)（圓周1/2）料線4.5m向下位置有結(jié)厚，目測厚度1.0m；

（4）從6月3日開始，受長期慢風(fēng)影響，爐缸工作持續(xù)下降，風(fēng)口開始出現(xiàn)破損現(xiàn)象；

（5）6月6日降低料面至12m，準(zhǔn)備炸瘤，休風(fēng)后發(fā)現(xiàn)結(jié)瘤物自行脫落，7日晚班復(fù)風(fēng)恢復(fù)爐況。

1.4  爐況恢復(fù)階段

6月7日-6月25日，具體參數(shù)見表7、8。

受長期慢風(fēng)、休風(fēng)影響，以及結(jié)瘤物自行脫落進(jìn)入爐缸，爐缸工作進(jìn)一步惡化（風(fēng)口套破損頻繁、高爐接受風(fēng)量能力進(jìn)一步下降），此階段屬于集中處理爐缸階段。

本次爐況波動期間，5月30日-6月6日休風(fēng)7次，小套破損26個。6月7日-7月1日休風(fēng)9次，小套破損32個中套2個。

2  爐況變差原因分析   

2.1  5月份爐墻結(jié)厚導(dǎo)致高爐狀況下降

2.1.1  外圍因素

（1）入爐鋅負(fù)荷持續(xù)偏高。2018年1-5月平均鋅負(fù)荷1.29kg/t，特別是進(jìn)入5月份以后，鋅負(fù)荷更是進(jìn)一步上升，4月26日至5月13日鋅負(fù)荷高達(dá)1.64kg/t。煉鋼使用含鋅高的廢鋼，造成煉鋼污泥鋅含量高，煉鋼污泥進(jìn)入燒結(jié)礦最終導(dǎo)致入爐鋅負(fù)荷高。長期鋅負(fù)荷高是導(dǎo)致高爐結(jié)厚產(chǎn)生的“溫床”；

（2）焦炭質(zhì)量下降。4號高爐使用主焦是兗礦一級焦，5月份兗礦一級焦質(zhì)量明顯下降，主要體現(xiàn)在M10指標(biāo)下降：5月份兗礦一級焦M10：7.2%，超過合同要求7.0%，且超過2017年6.4%，M10指標(biāo)變差說明焦炭耐磨性能下降、入爐燃料粉末增多，高爐結(jié)厚幾率增加；M10指標(biāo)變差也會造成高爐燃料比上升、高爐生產(chǎn)指標(biāo)下降；

（3）燒結(jié)礦質(zhì)量下降。5月19日燒結(jié)換堆之后，強(qiáng)度由75%的正常水平下降至73%。5月22日機(jī)燒礦低溫還原粉化指數(shù)（RDI+3.15）僅有36.45%。

2.1.2  內(nèi)部操作管理因素

（1）在外圍原燃料質(zhì)量變差時，高爐操作者未及時采取“退守”操作應(yīng)對措施，導(dǎo)致高爐爐況進(jìn)一步變差、局部氣流明顯，高爐更加容易結(jié)厚；

（2）受環(huán)炭溫度偏高影響，4號高爐長期使用鈦塊護(hù)爐，造成爐缸工作下降，也會促進(jìn)高爐結(jié)厚；

（3）高爐“渣相”未穩(wěn)定好，爐渣三氧化二鋁偏高也會促進(jìn)高爐結(jié)厚；

（4）頻繁變換入爐料品種、質(zhì)量也導(dǎo)致了高爐結(jié)厚幾率增加。

3  爐況處理階段恢復(fù)困難原因分析（6月7日-6月25日）：

3.1  對爐況的認(rèn)識不足，過分強(qiáng)調(diào)爐型的影響，忽視了爐缸工作重要性

6月1日降料面觀察爐墻靠東邊一半有結(jié)厚。降料線復(fù)風(fēng)后，加入焦炭180t，害怕焦炭加入過多，復(fù)風(fēng)后未噴煤，風(fēng)溫撤至950℃，待凈焦作用后鐵水溫度不足，爐況向涼。另復(fù)風(fēng)后采取降料線至4m操作，高爐煤氣利用變差，大量冷料未經(jīng)預(yù)熱還原，加劇了爐缸熱量的消耗。后續(xù)幾天在爐缸熱量不足的情況，加焦炭和退負(fù)荷的力度不夠，鐵水溫度維持在1460℃左右；爐缸工作出現(xiàn)堆積，小套破損嚴(yán)重，休風(fēng)頻繁且長時間慢風(fēng)，致使?fàn)t缸出現(xiàn)嚴(yán)重堆積，為后續(xù)爐況恢復(fù)困難埋下了伏筆；

3.2  出現(xiàn)爐缸堆積嚴(yán)重時，對熱量的認(rèn)識不到位

正常爐況復(fù)風(fēng)后，風(fēng)量小，鐵流小時，鐵水溫度一般在1450℃左右算正常情況。在高爐長時間慢風(fēng)時，鐵水溫度長期低于1470℃，也沒有引起高度重視。

3.3  加風(fēng)細(xì)節(jié)把控不到位

一方面經(jīng)常在爐溫下行時，選擇加風(fēng)加劇了爐缸向涼；另一方面在爐缸熱量充沛和壓量關(guān)系平穩(wěn)時沒有進(jìn)行加風(fēng)；尤其在小套破損頻繁時，一味選擇不加風(fēng)，結(jié)果還是要燒小套。長時間慢風(fēng)只會進(jìn)一步惡化爐缸。

3.4  參數(shù)控制不到位

爐況恢復(fù)前期采取較重的負(fù)荷，周期性的加凈焦補(bǔ)償熱量，這樣做帶來的后果就是凈焦作用爐溫高，大幅度撤風(fēng)溫，減煤甚至停煤；凈焦過后爐溫又大幅度下行，爐缸熱量始終無法穩(wěn)定。且在爐溫大幅度上行時，容易出現(xiàn)小套燒壞，造成休風(fēng)次數(shù)增加，延緩了爐況的恢復(fù)。

3.5  對洗爐料使用認(rèn)識不足

螢石的熔點低，沖刷堆積物能力強(qiáng)，但需要大量的熱量做支撐；錳礦洗爐，主要是增加渣中的氧化錳，改善渣的流動性，而錳還原進(jìn)入生鐵是需要消耗熱量的，因此加錳礦洗爐同樣需要熱量做支撐。從6月初開始加錳礦洗爐，9、10日采取加螢石洗爐，由于熱量不足，渣流動性不好，爐缸堆積未改善，小套燒壞非常頻繁，直到15日后熱量穩(wěn)定在1500℃后，小套燒壞頻次才減少。

3.6  料線失真誤導(dǎo)操作

6月6日降料面兩個探尺壞，休風(fēng)后更換，由于零位未校準(zhǔn)，認(rèn)為造成兩根料線相差1.5m。復(fù)風(fēng)后西料線2.5m，東料線0.95m，偏差較嚴(yán)重，由于東料線顯示很淺，造成下料偏慢，頂溫非常難控制，爐頂打水幾乎沒停。加風(fēng)后兩根料尺相差越來越大（2.5m），還時有滑尺現(xiàn)象，因此不敢大幅度加風(fēng)，嚴(yán)重影響到高爐正常操作。6月19日休風(fēng)檢查發(fā)現(xiàn)料面沒有偏斜，是料線零位的問題，復(fù)風(fēng)后按正常料線操作，頂溫逐步受控，打水次數(shù)明顯減少，風(fēng)量逐步加至正常。

4  經(jīng)驗教訓(xùn)

（1）正常爐況出現(xiàn)風(fēng)量萎縮時，要及時采取退負(fù)荷，降煤比和減氧等措施，為穩(wěn)定風(fēng)量創(chuàng)造條件。采取上述無效時，要果斷采取堵風(fēng)口措施，保持合理風(fēng)速和動能。

（2）正確理解爐缸和爐型工作的關(guān)系，爐缸工作不好，會影響爐型；同樣爐型工作不好，會影響爐缸工作。本次爐況波動就是在處理爐型問題時，未足夠重視爐缸的保護(hù)，致使?fàn)t缸工作出現(xiàn)嚴(yán)重堆積。因此高爐爐況出現(xiàn)波動，爐型和爐缸工作都必須同時兼顧。

（3）堅持熱量和風(fēng)量是高爐冶煉的基礎(chǔ)，高爐冶煉需消耗大量的熱量，因為熱量是基礎(chǔ)；而高爐產(chǎn)生的熱量需要煤氣作為傳遞者，因此高爐必須要有足夠的風(fēng)量，這樣熱傳遞才會充分。爐況恢復(fù)的核心是保證爐缸足夠的熱量和合適的風(fēng)量。

（4）在爐況恢復(fù)堵風(fēng)口操作時，按照正常風(fēng)量/風(fēng)口個數(shù)*開風(fēng)口個數(shù)*（0.9-0.95）的系數(shù)去控制風(fēng)量和壓力，同時控制好壓差，切記不要頂風(fēng)，頂壓操作。爐況出現(xiàn)問題說明高爐接受風(fēng)量能力差，若此時強(qiáng)行加風(fēng)，頂壓力操作、其結(jié)果會適得其反。當(dāng)堵風(fēng)口個數(shù)減至1-2個時，可以按100%甚至過一點的風(fēng)量去控制。

（5）爐況恢復(fù)時，負(fù)荷要退到位，減少加凈焦量（或者凈焦加入量要盡量穩(wěn)定，比如這次后續(xù)采取以固定的耗礦量加入同等的焦炭--每隔200t礦加一批干焦和批礦中的Mn礦量），有利于穩(wěn)定參數(shù)。

（6）采取加錳礦、螢石洗爐時，必須確保熱量充沛，本次處理1噸Mn礦：0.5焦炭、1噸螢石：1噸焦炭；另外加螢石的時候要佩戴酸料，最好是把加入的焦炭、螢石、Mn礦及酸料折算成批料之后再進(jìn)行堿度核算，避免堿度調(diào)劑失控。

（7）爐墻結(jié)厚時，低料線操作有利于順行，低料線操作的危害巨大，會造成間接還原減少，煤氣利用變差，大量冷料進(jìn)入爐缸消耗大量的熱量，焦比大幅上升（700kg/t以上）。為保證爐缸熱量充沛，必須加大量焦炭，造成負(fù)荷太輕，料速慢，礦批小。產(chǎn)生的煤氣在上部利用少，勢必造成頂溫高，造成一種加風(fēng)頂溫不受控，不加風(fēng)料速慢且長時間慢風(fēng)作業(yè)影響爐缸工作，因此在今后爐況恢復(fù)中應(yīng)禁止低料線操作。

（8）提高渣比有利于恢復(fù)爐缸工作，處理爐況時應(yīng)適當(dāng)加大渣量，渣的溫度比鐵高，渣清洗爐缸的能力更強(qiáng)，鐵量相對減少，能降低小套破損的幾率，有利于爐況的恢復(fù)（本次恢復(fù)爐況采取了通過加硅石的方式提高渣比---430kg/t左右）。

5  問題點思考

5.1  本次爐況處理過程中，堵風(fēng)口不夠果斷、準(zhǔn)確性一般；具體表現(xiàn)在

（1）出現(xiàn)了幾次中間風(fēng)口吹開而燒壞的現(xiàn)象，導(dǎo)致無計劃休風(fēng)；

（2）堵風(fēng)口方式不統(tǒng)一，先后出現(xiàn)了對堵、連堵（只保留西邊出鐵）、花堵（兩個風(fēng)口隔開）；

（3）開風(fēng)口時機(jī)、位置選擇不夠果斷、統(tǒng)一；

（4）堵風(fēng)口的時機(jī)把握不好，爐況波動前期，通過常規(guī)的處理手段之后爐況穩(wěn)定性未能得到明顯好轉(zhuǎn)時應(yīng)該果斷的采取堵風(fēng)口措施，從而錯過了爐況恢復(fù)的最佳時機(jī)；

（5）因燒壞風(fēng)口小套不受控而引發(fā)無計劃休風(fēng)之后，堵風(fēng)口數(shù)應(yīng)該根據(jù)爐況接受風(fēng)量的能力去控制。

5.2  凈焦加入及輕負(fù)荷、煤比、風(fēng)溫使用搭配不協(xié)調(diào)

前中期處理過程中，對于退負(fù)荷力度、凈焦加入量、間隔時間及酸料佩代的搭配是比較亂的；其結(jié)果造成了參數(shù)波動大，用風(fēng)時機(jī)較難把握，同時也增加了小套燒損的幾率，一定程度上延緩了爐況恢復(fù)的時機(jī)。

5.3  對于PT的認(rèn)識及重視程度不足

（1）前期因焦炭加入量、開風(fēng)口及加風(fēng)時機(jī)把握不到位導(dǎo)致物理熱不足，而此時又強(qiáng)行加風(fēng)，造成燒壞風(fēng)口小套的幾率大大上升；

（2）中期開始因過多的擔(dān)心燒壞風(fēng)口小套的事故，當(dāng)爐況穩(wěn)定性可、壓量關(guān)系平穩(wěn)、爐外渣鐵排放正常時加風(fēng)過于謹(jǐn)慎，延長了慢風(fēng)的時間；

5.4  恢復(fù)爐況應(yīng)該確保合適的爐溫、堿度及風(fēng)量水平，而不是一位的選擇極端參數(shù)

（1）本次恢復(fù)爐況爐溫選擇在0.8-1.0%比較合適；

（2）堿度維持1.05-1.15倍較好（目標(biāo)值1.1倍左右最好，本次爐況恢復(fù)堿度控制是比較失敗的，具體表現(xiàn)在前中期堿度控制過高，導(dǎo)致爐前作業(yè)非常被動，與加風(fēng)、燒壞風(fēng)口小套形成了一個惡性循環(huán)）；

（3）風(fēng)量水平最起碼要保證1800-2000m3/min。

5.5  本次爐況處理過程中因頂溫長期控制偏高水平加之布袋質(zhì)量問題，導(dǎo)致多個箱體出現(xiàn)整箱燒壞的現(xiàn)象

注意：箱體燒損后，運(yùn)行箱體數(shù)量的選擇應(yīng)該根據(jù)風(fēng)量水平去折算。比如：

（1）正常風(fēng)量水平為3800m3/min，一個小時產(chǎn)生的煤氣量=3800*1.4*60=319200m3/h；

（2）正常風(fēng)量水平生成時運(yùn)行6個箱體，那么一個箱體能夠承受通過的煤氣量=319200/6=53200 m3/h；

（3）如果當(dāng)前風(fēng)量水平維持在2300m3/min，那么一個小時產(chǎn)生的煤氣量=2300*60*1.4=193200m3/min；

（4）需要投入的布袋箱體數(shù)=193200/53200=3.63個?？梢赃x擇三個好的、一個壞的箱體運(yùn)行。

前中期熱量上來之前焦炭一定要補(bǔ)夠，后期風(fēng)量水平上升較多（有3000-3200m3/min）時，凈焦也不能完全停加，因為要考慮異常情況（小套燒損引起的臨時休風(fēng)）、加風(fēng)等，但是量可以適當(dāng)控制。

當(dāng)爐況沒有完全恢復(fù)正常，中心堆積沒有真正消除時，角度不宜著急外移。因為中心堆積的爐子，風(fēng)打透中心的空間不大，氣流容易往邊上走，強(qiáng)行壓邊，會導(dǎo)致氣流紊亂。

6  參考文獻(xiàn)

[1] 王筱留.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社.

[2] 張壽榮.高爐失常與事故處理[M].北京：冶金工業(yè)出版社.