朱承貴

（方大九鋼煉鐵廠） 

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

關鍵詞  原燃料  鋅負荷  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，導致各項經濟技術指標大幅度下滑；因風口小套燒損不受控而引發(fā)多次無計劃休風，既產生了重大的經濟損失，又大大增加了員工的勞動強度，導致安全事故發(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)間進行統(tǒng)計，具體參數見表1、2。

此階段爐況屬于正常階段，各項參數均在正常范圍內，日產5047t。

1.2  爐況變差階段

5月12日-5月28日，具體參數見表3、4。

此階段，爐況有變差趨勢，具體表現為：

（1）高爐受風能力下降，壓量關系緊張；

（2）氣流穩(wěn)定性欠佳，有明顯局部氣流出現；

（3）此階段操作：控風、輕負荷、優(yōu)化爐料結構（采用100%一級焦、增加熟料率、取消鈦塊）等。

采取以上措施，仍未恢復高爐爐況，相反仍有向差方向發(fā)展趨勢。

1.3  爐況進一步惡化階段

5月29日-6月6日，具體參數見表5、6。

此階段，爐況進一步惡化，具體表現為：

（1）高爐受風能力進一步減弱；

（2）氣流穩(wěn)定性更差，煤氣利用大幅度下降。料線偏尺嚴重（3m）；

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

（4）從6月3日開始，受長期慢風影響，爐缸工作持續(xù)下降，風口開始出現破損現象；

（5）6月6日降低料面至12m，準備炸瘤，休風后發(fā)現結瘤物自行脫落，7日晚班復風恢復爐況。

1.4  爐況恢復階段

6月7日-6月25日，具體參數見表7、8。

受長期慢風、休風影響，以及結瘤物自行脫落進入爐缸，爐缸工作進一步惡化（風口套破損頻繁、高爐接受風量能力進一步下降），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7次，小套破損26個。6月7日-7月1日休風9次，小套破損32個中套2個。

2  爐況變差原因分析   

2.1  5月份爐墻結厚導致高爐狀況下降

2.1.1  外圍因素

（1）入爐鋅負荷持續(xù)偏高。2018年1-5月平均鋅負荷1.29kg/t，特別是進入5月份以后，鋅負荷更是進一步上升，4月26日至5月13日鋅負荷高達1.64kg/t。煉鋼使用含鋅高的廢鋼，造成煉鋼污泥鋅含量高，煉鋼污泥進入燒結礦最終導致入爐鋅負荷高。長期鋅負荷高是導致高爐結厚產生的“溫床”；

（2）焦炭質量下降。4號高爐使用主焦是兗礦一級焦，5月份兗礦一級焦質量明顯下降，主要體現在M10指標下降：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指標變差說明焦炭耐磨性能下降、入爐燃料粉末增多，高爐結厚幾率增加；M10指標變差也會造成高爐燃料比上升、高爐生產指標下降；

（3）燒結礦質量下降。5月19日燒結換堆之后，強度由75%的正常水平下降至73%。5月22日機燒礦低溫還原粉化指數（RDI+3.15）僅有36.45%。

2.1.2  內部操作管理因素

（1）在外圍原燃料質量變差時，高爐操作者未及時采取“退守”操作應對措施，導致高爐爐況進一步變差、局部氣流明顯，高爐更加容易結厚；

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

（3）高爐“渣相”未穩(wěn)定好，爐渣三氧化二鋁偏高也會促進高爐結厚；

（4）頻繁變換入爐料品種、質量也導致了高爐結厚幾率增加。

3  爐況處理階段恢復困難原因分析（6月7日-6月25日）：

3.1  對爐況的認識不足，過分強調爐型的影響，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厚。降料線復風后，加入焦炭180t，害怕焦炭加入過多，復風后未噴煤，風溫撤至950℃，待凈焦作用后鐵水溫度不足，爐況向涼。另復風后采取降料線至4m操作，高爐煤氣利用變差，大量冷料未經預熱還原，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，加焦炭和退負荷的力度不夠，鐵水溫度維持在1460℃左右；爐缸工作出現堆積，小套破損嚴重，休風頻繁且長時間慢風，致使爐缸出現嚴重堆積，為后續(xù)爐況恢復困難埋下了伏筆；

3.2  出現爐缸堆積嚴重時，對熱量的認識不到位

正常爐況復風后，風量小，鐵流小時，鐵水溫度一般在1450℃左右算正常情況。在高爐長時間慢風時，鐵水溫度長期低于1470℃，也沒有引起高度重視。

3.3  加風細節(jié)把控不到位

一方面經常在爐溫下行時，選擇加風加劇了爐缸向涼；另一方面在爐缸熱量充沛和壓量關系平穩(wěn)時沒有進行加風；尤其在小套破損頻繁時，一味選擇不加風，結果還是要燒小套。長時間慢風只會進一步惡化爐缸。

3.4  參數控制不到位

爐況恢復前期采取較重的負荷，周期性的加凈焦補償熱量，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，容易出現小套燒壞，造成休風次數增加，延緩了爐況的恢復。

3.5  對洗爐料使用認識不足

螢石的熔點低，沖刷堆積物能力強，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  料線失真誤導操作

6月6日降料面兩個探尺壞，休風后更換，由于零位未校準，認為造成兩根料線相差1.5m。復風后西料線2.5m，東料線0.95m，偏差較嚴重，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。加風后兩根料尺相差越來越大（2.5m），還時有滑尺現象，因此不敢大幅度加風，嚴重影響到高爐正常操作。6月19日休風檢查發(fā)現料面沒有偏斜，是料線零位的問題，復風后按正常料線操作，頂溫逐步受控，打水次數明顯減少，風量逐步加至正常。

4  經驗教訓

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

（2）正確理解爐缸和爐型工作的關系，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，致使爐缸工作出現嚴重堆積。因此高爐爐況出現波動，爐型和爐缸工作都必須同時兼顧。

（3）堅持熱量和風量是高爐冶煉的基礎，高爐冶煉需消耗大量的熱量，因為熱量是基礎；而高爐產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量，這樣熱傳遞才會充分。爐況恢復的核心是保證爐缸足夠的熱量和合適的風量。

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

（5）爐況恢復時，負荷要退到位，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。

（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行堿度核算，避免堿度調劑失控。

（7）爐墻結厚時，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，造成負荷太輕，料速慢，礦批小。產生的煤氣在上部利用少，勢必造成頂溫高，造成一種加風頂溫不受控，不加風料速慢且長時間慢風作業(yè)影響爐缸工作，因此在今后爐況恢復中應禁止低料線操作。

（8）提高渣比有利于恢復爐缸工作，處理爐況時應適當加大渣量，渣的溫度比鐵高，渣清洗爐缸的能力更強，鐵量相對減少，能降低小套破損的幾率，有利于爐況的恢復（本次恢復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，堵風口不夠果斷、準確性一般；具體表現在

（1）出現了幾次中間風口吹開而燒壞的現象，導致無計劃休風；

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

（3）開風口時機、位置選擇不夠果斷、統(tǒng)一；

（4）堵風口的時機把握不好，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時應該果斷的采取堵風口措施，從而錯過了爐況恢復的最佳時機；

（5）因燒壞風口小套不受控而引發(fā)無計劃休風之后，堵風口數應該根據爐況接受風量的能力去控制。

5.2  凈焦加入及輕負荷、煤比、風溫使用搭配不協(xié)調

前中期處理過程中，對于退負荷力度、凈焦加入量、間隔時間及酸料佩代的搭配是比較亂的；其結果造成了參數波動大，用風時機較難把握，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的時機。

5.3  對于PT的認識及重視程度不足

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

（2）中期開始因過多的擔心燒壞風口小套的事故，當爐況穩(wěn)定性可、壓量關系平穩(wěn)、爐外渣鐵排放正常時加風過于謹慎，延長了慢風的時間；

5.4  恢復爐況應該確保合適的爐溫、堿度及風量水平，而不是一位的選擇極端參數

（1）本次恢復爐況爐溫選擇在0.8-1.0%比較合適；

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

（3）風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量問題，導致多個箱體出現整箱燒壞的現象

注意：箱體燒損后，運行箱體數量的選擇應該根據風量水平去折算。比如：

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

（2）正常風量水平生成時運行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）如果當前風量水平維持在2300m3/min，那么一個小時產生的煤氣量=2300*60*1.4=193200m3/min；

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

前中期熱量上來之前焦炭一定要補夠，后期風量水平上升較多（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）、加風等，但是量可以適當控制。

當爐況沒有完全恢復正常，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，風打透中心的空間不大，氣流容易往邊上走，強行壓邊，會導致氣流紊亂。

6  參考文獻

[1] 王筱留.高爐煉鐵生產技術手冊[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.