王   亮   付華華   黎家恒

（新余鋼鐵集團(tuán)公司）

摘   要   2019年2月下旬，由于原燃料質(zhì)量以及冶煉條件的變化，9號(hào)高爐爐缸工作逐步變差。在此情況下，采取加冶強(qiáng)、提煤比的攻關(guān)，使?fàn)t缸工作進(jìn)一步變差從而導(dǎo)致高爐煤氣流分布不均勻，從而造成滑、塌料頻繁，高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)受到一定的影響。采取上下部調(diào)劑相結(jié)合，改善渣鐵流動(dòng)性等措施，爐況逐步好轉(zhuǎn)，滑、塌料現(xiàn)象得以制止。

關(guān)鍵詞   塌料   煤氣流   爐況   爐缸工作

1  前期爐況演變過程

2月上中旬9號(hào)高爐爐況順行良好，高爐各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均較好，壓差波動(dòng)小，下料均勻順暢，冷卻壁溫度圓周方向分布均勻。具體參數(shù)及指標(biāo)見表1。

9號(hào)高爐此次塌料前爐況表征主要有以下幾點(diǎn)：

（1）爐芯溫度下降，鐵口以下區(qū)域爐缸側(cè)壁溫度下降。按照以往經(jīng)驗(yàn)，爐芯溫度和側(cè)壁溫度同時(shí)下降，應(yīng)是死料柱浮起較高或者死料柱透氣性較好的爐缸，自由鐵水流動(dòng)區(qū)較大，流速較小，爐缸活躍。

（2）從邊緣指數(shù)于2月17日開始下降，同時(shí)銅冷卻壁溫度變化呆滯，6、7、8段個(gè)別點(diǎn)較低的狀況判斷，邊緣有自動(dòng)加重的趨勢(shì)。

（3）2月23日基于爐況平穩(wěn)判斷，開始提煤比，同時(shí)提高富氧率，提煤比前后參數(shù)及指標(biāo)對(duì)比見表1。

（4）25日中班爐渣堿度高，27日早班堿度較低，鐵水物理熱不足，堿度的頻繁波動(dòng)，使?fàn)t缸工作狀態(tài)變差，渣鐵溫度與爐缸溫度不匹配。

9號(hào)爐爐況頻繁塌料過程：

自2月26日開始，出現(xiàn)下料不均勻時(shí)快時(shí)慢，至2月28日4：00產(chǎn)生滑尺、塌料等現(xiàn)象。進(jìn)入3月以后，1日-3日爐況基本穩(wěn)定，但爐溫波動(dòng)大時(shí)，尤其是爐溫上行過程中會(huì)產(chǎn)生壓差波動(dòng)，然后滑尺的現(xiàn)象。3日開始，高爐在正常爐溫情況下，換爐、換罐時(shí)產(chǎn)生的壓差波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致塌料。6日早班冷卻壁溫度持續(xù)下降，8段從85℃到75，至8日降低到62℃，同時(shí)7段、9段大部分測(cè)溫點(diǎn)溫度下降，高爐出現(xiàn)結(jié)厚。8日開始高爐頻繁出現(xiàn)踏料、滑尺，壓差波動(dòng)幅度及塌料時(shí)料線塌落的深度均增加，爐況進(jìn)一步變差。 

2  原因分析

2.1  爐缸工作狀態(tài)變差

2.1.1  此次爐況波動(dòng)，爐缸工作狀態(tài)變差引起是主要原因之一，主要有：

（1）渣系的影響，2月底，爐渣堿度波動(dòng)頻繁且高堿度居多。3月初，渣中Al2O3高且MgO低，Al2O3最高時(shí)達(dá)15.94%，MgO/Al2O3長期低于0.5，最低時(shí)0.43,見圖1，爐渣穩(wěn)定性變差，黏度上升，渣鐵流動(dòng)性嚴(yán)重變差。

（2）2月23日高爐提煤比，干煤比提高4kg/t，小時(shí)煤量由38t/h，上升到40t/h。從圖1可以看出，2月下旬爐底溫度以及側(cè)壁溫度是呈下降趨勢(shì)，說明爐缸工作狀態(tài)未達(dá)到最佳水平，此時(shí)提煤比，將會(huì)使未燃煤粉增加，使?fàn)t缸活躍性變差，因此2月下旬提煤比時(shí)機(jī)不對(duì)。

2.2  中心氣流不穩(wěn)定，邊緣較重

在爐缸工作變差后，中心氣流不穩(wěn)定，而2月邊緣負(fù)荷較重，8檔礦焦比4.8倍，中心氣流不強(qiáng)時(shí)，容易引起壓差升高。而且3月堿負(fù)荷、鋅負(fù)荷高，尤其是Zn負(fù)荷，在2月底3月初達(dá)到1kg/t，Zn、堿負(fù)荷變化見圖2.在3月初調(diào)整布料角度后，邊緣出現(xiàn)快速結(jié)厚。爐況嚴(yán)重惡化是在8日前后，在此期間，爐身部位爐墻結(jié)厚成為事實(shí)，操作爐型發(fā)生了變化，氣流經(jīng)過結(jié)厚部位是氣流方向會(huì)發(fā)生改變，造成上部氣流分布紊亂。而且由于中心死料柱過大，高爐下部透氣性、透液性較差，在爐溫波動(dòng)時(shí)極易造成壓差波動(dòng)，在壓差升高時(shí)料速減慢，壓差下降時(shí)料速加快，壓差波動(dòng)幅度大時(shí)就產(chǎn)生踏料、滑尺現(xiàn)象。

2.3  熱制度不穩(wěn)定，渣鐵流動(dòng)性差

從3月初的滑尺統(tǒng)計(jì)來看，滑尺前均出現(xiàn)壓差升高，而造成壓差升高的主要原因則是爐溫上行引起爐缸煤氣體積膨脹，由于死料柱較大，爐缸容積變小，引起高爐下部壓差升高。反之，在爐溫合適時(shí)，高爐熱壓波動(dòng)小，下料均勻。1-9日[Si]及物理熱。9號(hào)爐3月初的爐溫波動(dòng)比較大3月1-9日[Si]偏差0.072，平均[Si]：0.45%，鐵水溫度指數(shù)2號(hào)較低，3號(hào)正常，在5日鐵水溫度指數(shù)最低僅1.8，爐缸溫度與鐵水溫度不匹配。熱制度不穩(wěn)定引起軟熔帶的上下移動(dòng)，破壞煤氣流在軟熔帶的二次分布。

從2月初開始，生鐵含[Mn]在0.3%左右，含[S]長期低于0.030%，爐溫偏足時(shí)，含[S]甚至低于0.025%。[Mn]、[S]含量低，鐵水流動(dòng)性差，鐵水物理熱低渣鐵流動(dòng)性差，渣鐵流動(dòng)性同時(shí)變差，爐缸工作變差是必然趨勢(shì)。

綜上所述，此次爐況波動(dòng)主要因爐缸工作變差引起，因爐缸變差引起爐缸溫度與渣鐵溫度不匹配，熱制度波動(dòng)大，從而進(jìn)一步引起上部氣流分布欠佳，中心不足，邊緣氣流分布也不均勻，引起高爐上部滑尺、塌料的現(xiàn)象。

3  處理過程

在爐況波動(dòng)時(shí)，采取的上下部相結(jié)合的措施，主要調(diào)劑如表1。

在2月28日爐況出現(xiàn)波動(dòng)的初期，于59批將礦批從71t縮至68t，以適當(dāng)開放中心。3月1日將八檔角度減少0.5°，同時(shí)控制8檔負(fù)荷4.5-4.6，采取疏松邊緣的措施，但效果不明顯，在爐溫偏高時(shí)，高爐壓差波動(dòng)大，滑尺、踏料現(xiàn)象頻繁，3日將頂壓從220降低至215kPa，同時(shí)縮礦批，減富氧。6日布焦時(shí)間由97秒延長至100秒，因塌料頻繁，采取適當(dāng)控制風(fēng)量的措施，同時(shí)延長布焦時(shí)間的措施。經(jīng)過采取疏松邊緣的措施后，爐況未明顯好轉(zhuǎn)，且冷卻壁溫度持續(xù)下降，出現(xiàn)爐墻結(jié)厚征兆，7日將8檔礦、焦角度增加至42.6°，8日又將角度減小至42.3，同時(shí)提高進(jìn)水溫度，降低冷卻強(qiáng)度。采取一系列措施后，爐況未向好的方向發(fā)展，反而惡化，壓差波動(dòng)加劇，塌料次數(shù)增多，且塌陷更深，說明之前未找到爐況波動(dòng)的主要原因，為引導(dǎo)中心氣流，降低壓差，減少或制止塌料，采取進(jìn)一步疏松邊緣的措施，同時(shí)下部增加風(fēng)量提高鼓風(fēng)動(dòng)能以活躍爐缸，于10日增加第9檔焦炭，布焦時(shí)間107S，同時(shí)壓差情況逐步提頂壓，并在合適的時(shí)候逐步增加礦批。至13日，頂壓逐步提高至221kPa，礦批66t/批，富氧量11500m3/h。在此期間，壓差穩(wěn)定性提高，踏料現(xiàn)象逐步減少，爐況逐漸恢復(fù)。

4  預(yù)防措施

（1）爐缸工作變差，中心氣流不穩(wěn)定時(shí)要及時(shí)采取疏松邊緣的措施降低壓差，提高料柱透氣性，疏松邊緣的同時(shí)適當(dāng)控制冶強(qiáng)，但冶強(qiáng)不宜過低，要保證足夠的產(chǎn)能來活躍爐缸。

（2）時(shí)刻關(guān)注原燃料變化，有害元素過高時(shí)，要限制入爐，若中心氣流不足需疏松邊緣時(shí)，更要關(guān)注Zn、堿負(fù)荷的變化，防止?fàn)t墻快速結(jié)厚。

（3）嚴(yán)格半倉上料制度，半倉以下必須停用，同時(shí)加強(qiáng)槽下篩分的管理，減少粉末入爐，提高高爐上部透氣性。

（4）日常操作中，密切關(guān)注渣系的變化，尤其是渣中Al2O3的情況，有上升趨勢(shì)及時(shí)使用云浮塊（高硅塊），增加渣量以降低渣中Al2O3含量，同時(shí)適當(dāng)控制堿度，確保生鐵含[S]在0.030%左右，以改善渣鐵流動(dòng)性，提高高爐下部透氣性及透液性。

（5）工長必須精心操作，確保鐵水物理熱1500-1520℃，杜絕低爐溫、低物理熱，同時(shí)避免爐溫的大幅度波動(dòng)。

5  小結(jié)

此次爐況波動(dòng)起因?yàn)闋t缸工作變差，進(jìn)一步導(dǎo)致中心氣流不足，而初期邊緣相對(duì)較重，引起高爐頻繁踏料，而在處理過程中，有以下不足之處：

（1）初期疏松邊緣幅度不夠，參數(shù)調(diào)節(jié)太多，爐況變差或變好，難以分析出是哪一方面的調(diào)節(jié)引起。6日減風(fēng)不合理，鼓風(fēng)動(dòng)能嚴(yán)重不足，只能維持在12000kg.m/s，爐缸工作難以改善。處理爐缸時(shí)要保障高爐下部鼓風(fēng)動(dòng)能，有利于減少死料柱，改善爐缸活躍性。

（2）處于爐況期間，爐渣堿度按正常水平操作，而鐵水含[Si]量相對(duì)偏高，不利于改善高爐下部透氣性、透液性。

（3）爐況波動(dòng)期間，高爐外部環(huán)境影響較大，各原燃料倉位難以保證，增加了原燃料的摔打，粉礦、粉焦上升，高爐上部透氣性難以改善。

6  參考文獻(xiàn)

[1]  周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2018:415.