王  凱  李宏偉  紀(jì)鵬飛  唐瑞峰  鄭  凱

（首鋼京唐公司煉鐵部）

摘  要  首鋼京唐公司1號(hào)高爐因爐頂氣密箱故障導(dǎo)致α角無法正常布料，爐內(nèi)通過采取調(diào)整布料、降料線、扒礦批退負(fù)荷、附加焦炭等措施，確保了高爐煤氣未發(fā)生較大變化。休風(fēng)后，通過制定詳細(xì)的爐體保溫方案最大限度的降低熱量損失。送風(fēng)恢復(fù)采取疏導(dǎo)邊緣煤氣布料制度，控制趕料線、加風(fēng)與加礦批加負(fù)荷節(jié)奏等措施，送風(fēng)后6小時(shí)15分鐘快速恢復(fù)至全風(fēng)。

關(guān)鍵詞  高爐  氣密箱  休風(fēng)  布料  恢復(fù)  

首鋼京唐公司1號(hào)高爐（有效容積5500m3）于2009年5月21日開爐，設(shè)有42個(gè)風(fēng)口，4個(gè)出鐵口，自投產(chǎn)以來已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行10年7個(gè)月。2019年12月20日至22日因爐頂氣密箱故障無法正常布料，被迫長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)51小時(shí)32分鐘進(jìn)行更換氣密箱。氣密箱故障發(fā)生后，爐內(nèi)立即采取調(diào)整布料、降料線、附加焦炭等措施，確保了高爐煤氣未發(fā)生較大變化。此外，為了確保送風(fēng)后渣鐵熱度和良好流動(dòng)性，同時(shí)采取扒礦批退負(fù)荷、降爐渣堿度、配吃螢石等措施。休風(fēng)后，通過制定詳細(xì)的爐體保溫方案和爐況恢復(fù)方案，送風(fēng)后6小時(shí)15分鐘1號(hào)高爐快速恢復(fù)至全風(fēng)，1天23小時(shí)30分鐘負(fù)荷加至5.0，鐵水日產(chǎn)量達(dá)到11800噸。

1  故障發(fā)生前爐況運(yùn)行情況

2019年12月1日至19日1號(hào)高爐生產(chǎn)運(yùn)行良好，焦炭負(fù)荷穩(wěn)定在5.33，球比57%，風(fēng)量7979m3/min，透氣性指數(shù)4286，實(shí)際風(fēng)速246m/s，平均鼓風(fēng)動(dòng)能12786kg/s（主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1所示）。此外，裝料制度上采用平臺(tái)+中心加焦的布料模式（如表2所示），爐頂煤氣呈現(xiàn)典型的中心開發(fā)式煤氣分布，W值穩(wěn)定在0.25左右，煤氣利用率47.4%，爐頂溫度224℃。

2  氣密箱故障發(fā)生后采取措施

2019年12月20日1:49分1號(hào)高爐爐頂氣密箱β角電機(jī)電流出現(xiàn)持續(xù)異常波動(dòng)（β角正常工作電流在17～20A，波動(dòng)期間最大電流68A），采取提高爐爐頂打水降溫、增加氣密箱冷卻水量（由9t/h增至12t/h）和增加氮?dú)饬浚ㄓ?600m3/h增加至最大3000m3/h）等措施后，電流值未完全恢復(fù)至正常水平，尤其當(dāng)α角越大時(shí)β角電機(jī)電流越高。

為確定氣密箱故障原因，防止事故擴(kuò)大，1號(hào)高爐于12月20日11:58休風(fēng)，休風(fēng)后檢查發(fā)現(xiàn)氣密箱布料溜槽掛臂燒損龜裂，掛軸出現(xiàn)橫向位移約100mm，存在溜槽掉落，形成重大事故風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)故障氣密箱進(jìn)行更換。

2.1  休風(fēng)前采取臨時(shí)措施

控制合理的煤氣流分布是實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定、順行、高產(chǎn)的基礎(chǔ)，在大型高爐操作中，尤為注重中心和邊緣兩股煤氣流的協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。在氣密箱故障發(fā)生后，布料溜槽α角只能在32°以內(nèi)正常布料，為了確保爐況穩(wěn)定和鐵水熱度充足，2019年12月20日17批配料上采取礦批由154噸扒至140噸，同時(shí)加焦炭退負(fù)荷5.33退至4.50；高鈦球由6.2噸/批減至0噸，入爐鈦負(fù)荷由7.57降至1.20kg/t；裝料制度上，料線由1.5m降至2.3m(理論測(cè)算α角變化0.3°影響料線約0.1m)，同時(shí)增加中心區(qū)域焦炭量9°（4.5圈）→（5圈），邊緣最大角礦角30°（3圈）→（4圈）。

在增大冷卻水量和氮?dú)饬亢?，布料溜槽α角只能?6°以內(nèi)正常布料，確定氣密箱故障仍無法完全消除。爐內(nèi)立即按休風(fēng)更換氣密箱準(zhǔn)備，25批加焦炭負(fù)荷由4.5退至3.5，加螢石1噸/批，爐渣中（CaF2）按照4.4%控制；爐渣堿度R2由1.13降至1.00，結(jié)礦比由38.6%降至28.57%，球比由57%提至60.7%，高爐渣比214kg/t；布料上為了將影響降至最低，同時(shí)將最大礦、焦角度分別調(diào)至35°、36°（具體如表3所示）。

特大型高爐在重焦炭負(fù)荷下非計(jì)劃休風(fēng)，根據(jù)停風(fēng)時(shí)間的長(zhǎng)短，加適量的循環(huán)焦恢復(fù)爐況是比較有利的一種方法[2]。此外，停風(fēng)期間熱量損失與高爐的爐容大小、磚襯厚度、冷卻強(qiáng)度、停送風(fēng)過程中停給煤時(shí)間等因素有關(guān)。根據(jù)熱量平衡計(jì)算停風(fēng)期間（停風(fēng)時(shí)間按50小時(shí)計(jì)算）熱量損失，停風(fēng)料需增加足夠焦炭（由輕負(fù)荷料多帶入的焦炭和附加焦炭構(gòu)成）進(jìn)行熱補(bǔ)償。此外，考慮到氣密箱故障發(fā)生后因布料導(dǎo)致煤氣變化因素，確保送風(fēng)后爐況順利恢復(fù)，此次停風(fēng)料實(shí)際加入焦炭量比計(jì)算值多133.1噸。休風(fēng)前累計(jì)加入附加焦炭共11批（共計(jì)371.1噸），即附加焦炭：14批附加1批+16批附加2批+20批附加4批+25批附加2批+30批附加2批。

在高爐布料過程中，中心加焦過多時(shí)，焦炭在中心堆積，形成一定區(qū)域的無礦空間，這個(gè)區(qū)域內(nèi)，煤氣流量大、利用率低，降低整個(gè)高爐的煤氣利用率[3]。附加焦炭在布料上全部取消9°中心焦，防止中心焦堆過于肥大而導(dǎo)致中心區(qū)域軟容帶上移，從而保證了煤氣分布的相對(duì)穩(wěn)定（如圖1、圖2所示）。此外，休風(fēng)前出最后一次鐵的鐵水溫度1497℃，鐵中[Si]含量0.55%，渣中R2堿度1.13。

2.2  休風(fēng)后采取控制措施

高爐長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)檢修，爐內(nèi)熱量損失大，若控制不好送風(fēng)后極易導(dǎo)致渣鐵流動(dòng)性差、恢復(fù)困難等。此次休風(fēng)后重點(diǎn)從爐體冷卻、風(fēng)口密封和爐頂放散控制方面入手。在爐體冷卻控制上，A系統(tǒng)休風(fēng)1小時(shí)后停一臺(tái)泵，6小時(shí)后再停1臺(tái)泵，最終確保1臺(tái)泵正常工作，休風(fēng)期間嚴(yán)格控制A系統(tǒng)進(jìn)水溫度42-45℃；爐底冷卻水量休風(fēng)后減至200m3/h，6小時(shí)后減至100m3/h；B系統(tǒng)休風(fēng)6小時(shí)后停1臺(tái)泵，休風(fēng)期間加強(qiáng)水位變化檢查并做好記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)匯報(bào)煉鐵集控工。

壞風(fēng)口更換完成后及時(shí)密封，班中每2小時(shí)巡檢一次，發(fā)現(xiàn)風(fēng)口密封不嚴(yán)密漏風(fēng)的，及時(shí)組織重新密封。休風(fēng)后保持開啟三個(gè)爐頂放散閥，休風(fēng)24小時(shí)后，只開啟一個(gè)爐頂放散閥，每8h輪流更換，以達(dá)到減少熱量損失之目的。

3  爐況恢復(fù)

3.1  裝料調(diào)整

休風(fēng)前因布料角度發(fā)生較大變化，煤氣分布也相應(yīng)的發(fā)生一定變化。由于更換新氣密箱后，布料恢復(fù)至正常生產(chǎn)時(shí)站位（如表3所示），但考慮到休風(fēng)前邊緣煤氣升高趨勢(shì)明顯，故送風(fēng)裝料采取適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣煤氣布料制度，即最大礦角42°（1圈）。此外，考慮爐缸安全及護(hù)爐需要，送風(fēng)料停止配加螢石。

3.2  風(fēng)量恢復(fù)控制

風(fēng)量是高爐冶煉的基本參數(shù)，決定燃料在爐缸燃燒的數(shù)量和煤氣的發(fā)生量，對(duì)高爐冶煉進(jìn)程起決定性影響[4]。2019年12月22日15:30 1號(hào)高爐檢修結(jié)束（累計(jì)休風(fēng)檢修時(shí)間51小時(shí)32分鐘），全開風(fēng)口送風(fēng)，初始料線深度4.4m，送風(fēng)風(fēng)量1500m3/min，透氣性指數(shù)7500，送風(fēng)后18分鐘料尺開始自由活動(dòng)。

16:10干法入口溫度合格，高爐煤氣并入公司煤氣管網(wǎng)后，高爐開始穩(wěn)步加風(fēng)?？紤]休風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)因素，每次加風(fēng)節(jié)奏按≯500m3/min控制，壓量關(guān)系平穩(wěn)，料尺工作良好，操作上杜絕扛壓差、頂料尺加風(fēng)，以避免嚴(yán)重塌料或懸料的發(fā)生；當(dāng)風(fēng)量水平恢復(fù)至全風(fēng)量的95%（約為>7600m3/min）以上時(shí)；加風(fēng)幅度≯100m3/min/次、加風(fēng)間隔≮30min，目的主要是給高爐恢復(fù)煤氣分布創(chuàng)造條件。17:29風(fēng)量加至6550m3/min，在加風(fēng)過程中嚴(yán)格控制好趕料線節(jié)奏，加風(fēng)與加料交替進(jìn)行，18:15料尺逐步趕至正常料線1.5m，期間壓量關(guān)系平穩(wěn)，未發(fā)生滑尺、塌料、管道等異常情況。至21:45風(fēng)量恢復(fù)至全風(fēng)8050m3/min。22:39開始富氧1%。

3.3  出鐵情況

當(dāng)風(fēng)量加至5500m3/min后，累計(jì)風(fēng)量11.2萬(wàn)m3，料尺工作良好，于2019年12月22日17:18出第一次鐵，渣鐵流動(dòng)性良好，鐵中[Si]含量1.81%，鐵水溫度1336℃，爐渣中CaF2含量4.15%，二元堿度1.01。后續(xù)因輕負(fù)荷料和附加焦炭陸續(xù)作用，渣鐵溫度快速升高，12月22日22:02出第三次鐵時(shí)，鐵水溫度升至1462℃，具體如表4所示。

3.4  送風(fēng)后負(fù)荷料調(diào)整

此次長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)恢復(fù)，在前期料尺工作良好的情況下優(yōu)先以上風(fēng)為主，初始送風(fēng)入爐料礦批140噸，負(fù)荷3.50，球比60.7%。風(fēng)量全風(fēng)穩(wěn)定2個(gè)小時(shí)后，于2019年12月22日23:45開始加負(fù)荷由3.50至3.80，礦批143噸?？紤]到送風(fēng)后煤氣變化，后續(xù)嚴(yán)格控加礦批制節(jié)奏，加負(fù)荷與加礦批交替進(jìn)行（如圖4所示），至12月24日15:00負(fù)荷回至5.0，礦批153噸，富氧率提至5.3%，日產(chǎn)量達(dá)到11800噸，27日負(fù)荷回至5.33，日產(chǎn)量達(dá)到12000噸。

4  結(jié)語(yǔ)

（1）本次因氣密箱故障導(dǎo)致布料溜槽無法正常布料后，通過采取縮礦批退負(fù)荷、降料線、增加中心焦量、調(diào)整邊緣布料等措施，最大限度的避免煤氣分布變化，將布料對(duì)爐況影響降至最低，也是后續(xù)爐況快速恢復(fù)的關(guān)鍵。

（2）集中附加焦炭是高爐送風(fēng)后快速提升爐缸熱度的最有效措施。此外，針對(duì)中心加焦冶煉高爐，附加焦布料取消中心焦可有效防止中心焦堆過于肥大，保證中心煤氣穩(wěn)定。

（3）休風(fēng)后，制定詳細(xì)的爐體保溫方案最大限度的降低高爐熱量損失。

（4）送風(fēng)恢復(fù)采取疏導(dǎo)邊緣煤氣布料制度，控制趕料線、加風(fēng)與加礦批加負(fù)荷節(jié)奏等措施，為爐況恢復(fù)創(chuàng)造了有利條件。

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