安鋼1號(hào)高爐(2200m’第二代)于2018年3結(jié)厚的形成月投產(chǎn),設(shè)置28個(gè)風(fēng)口.3個(gè)出鐵場(chǎng)。高爐采用PW串罐無(wú)料鐘爐頂布料,聯(lián)合軟水密閉循環(huán)系統(tǒng),在高熱負(fù)荷區(qū)域,應(yīng)用了成熟的銅冷卻壁技術(shù)[1-3]2023年11月1-20日,1號(hào)高爐爐況順行良好[7-8],壓量關(guān)系寬松,料尺下降均勻順暢,鐵水Si]適宜,物理熱充沛,主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)正常且相對(duì)穩(wěn)定(見(jiàn)表1)。2023年11月上旬和中旬,爐況順行良好,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定。進(jìn)入下旬后，1號(hào)高爐出現(xiàn)壓差持續(xù)偏高和難行不斷的問(wèn)題,最終導(dǎo)致嚴(yán)重的爐墻結(jié)厚[4-6]。爐墻結(jié)厚的處理分為兩個(gè)階段,通過(guò)采取一系列相應(yīng)措施,爐況得到恢復(fù),從爐墻結(jié)厚發(fā)生到爐況基本恢復(fù)正常共持續(xù)18天。

1 結(jié)厚的形成

從11月21日開(kāi)始,爐內(nèi)壓差呈現(xiàn)上升趨勢(shì),為此,將高爐第65批料的礦批和焦批同時(shí)縮小,維持焦炭負(fù)荷5.21不變。23日,爐內(nèi)壓差升高至163kPa。針對(duì)這一問(wèn)題,在高爐第43批料補(bǔ)充焦炭200kg,焦炭負(fù)荷降低至5.11。通過(guò)調(diào)整裝料制度，高爐邊沿得以疏松,爐內(nèi)壓差有所緩解。然而.24日14:30,爐內(nèi)壓差急劇升高,壓量關(guān)系緊張,風(fēng)量逐漸萎縮,爐況迅速惡化,高爐被迫減風(fēng)停氧應(yīng)對(duì)觀察爐體測(cè)溫曲線,發(fā)現(xiàn)爐身部分測(cè)溫點(diǎn)溫度趨于直線化,特別是爐身測(cè)溫點(diǎn)2和3,溫度大幅下降后呈現(xiàn)呆滯狀態(tài)。24日,測(cè)溫點(diǎn)2溫度降低了26℃25日,測(cè)溫點(diǎn)3溫度降低了18℃,初步判斷爐墻發(fā)生了嚴(yán)重黏結(jié)。與30日平均溫度相比,測(cè)溫點(diǎn)2和3溫度分別降低了83℃和60℃,進(jìn)一步證實(shí)該區(qū)域爐墻已結(jié)厚,測(cè)溫點(diǎn)2和3溫度的變化如圖1所示，之后,高爐頻繁出現(xiàn)爐況難行現(xiàn)象,主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)急劇下降。25-30日,平均日產(chǎn)量3209V/d,燃料比 586 kg/t,焦比 471 kg/t,煤比 48kg/t。

2 結(jié)厚的處理

2.1 第一階段

針對(duì)爐墻結(jié)厚導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)壓差升高和接受風(fēng)量困難的問(wèn)題,采取了一系列的措施。11月24日,調(diào)整布料矩陣,將礦石和焦炭角度同時(shí)減少0.5°,并降低焦炭負(fù)荷至4.74。此外,在高爐邊沿添加焦炭旨在疏導(dǎo)邊沿氣流,緩解壓量關(guān)系和清理爐墻黏結(jié)，然而,這些措施并未使壓量關(guān)系得到有效緩解,高爐接受風(fēng)量依然困難。16:20,高爐被迫停止富氧19:03,爐況難行,高爐減風(fēng)坐料,風(fēng)量最低降至1570m’/min,坐料后風(fēng)量恢復(fù)比較困難。

25日,將第13 批料的焦炭負(fù)荷降低至4.70,同時(shí),停止配加含粉率偏高的進(jìn)口塊礦與落地?zé)Y(jié)礦混合料。16:30,爐況再次難行,風(fēng)量最低降至2000m'/min。經(jīng)討論,決定強(qiáng)化疏導(dǎo)邊沿,將礦石擋位

由4擋減少至3擋,并將布料矩陣調(diào)整為C43227403226日02.30.高爐懸料。為加快爐況恢復(fù),避免長(zhǎng)時(shí)間低風(fēng)量運(yùn)行造成更大的損失,06:50-07:25高爐休風(fēng),封堵19、13、22、28號(hào)風(fēng)口,風(fēng)口面積由0.2837m'縮小至0.2438m。恢復(fù)送風(fēng)后,繼續(xù)執(zhí)行礦石擋位3擋的策略,并進(jìn)一步將布料矩陣調(diào)整為 ?“0”，”“。10:35,爐況再次難行將風(fēng)量減少至1500m'/min。隨后,采取穩(wěn)步恢復(fù)爐況方式,每半小時(shí)增加一次風(fēng)量,將風(fēng)量逐步恢復(fù)至2500 m /min 。

27日,風(fēng)量恢復(fù)至3300m/min。28日,高爐復(fù)富氧操作。29日05:25,爐況再次難行,坐料后納續(xù)恢復(fù)爐況。為進(jìn)一步加快爐況恢復(fù),逐步使用質(zhì)量較好的自產(chǎn)頂裝干熄焦置換質(zhì)量相對(duì)一般的外購(gòu)搗固干熄焦。16:00,50%的焦炭置換為自產(chǎn)頂裝干熄焦,21:20,焦炭全部置換為自產(chǎn)頂裝干熄焦。隨著焦炭質(zhì)量的穩(wěn)步提升,高爐透氣性逐漸提高,壓量關(guān)系逐漸寬松。

30日,高爐8段和9段冷卻壁部分溫度點(diǎn)開(kāi)始活躍,局部渣皮開(kāi)始小面積脫落。27-30日,依次打開(kāi)28、13、1號(hào)風(fēng)口。30日,將礦批恢復(fù)至48t,布料矩陣調(diào)整為 C“.“?2,0、?！?。12月1日,調(diào)整1號(hào)燒結(jié)機(jī)配礦結(jié)構(gòu),停止配加有害雜質(zhì)含量偏高的除塵灰。2日.高爐風(fēng)量恢復(fù)至4030m'/min,礦批恢復(fù)至51t,爐況順行水平得到大幅改善。3日,焦炭負(fù)荷提高至4.70。3-5日,高爐產(chǎn)量逐漸上升,分別為 4013、4487、4737 t/d。2.2 第二階段

12月6日08:38.打開(kāi)9號(hào)風(fēng)口后,高爐加風(fēng)困難,為此,短時(shí)間內(nèi)連續(xù)將富氧量從4000m'/h 提高

至8000m/h。12:36,因爐況難行坐料,坐料過(guò)程中.25、26、27號(hào)風(fēng)口出現(xiàn)灌渣現(xiàn)象。坐料后分別補(bǔ)加4批凈焦。凈焦下達(dá)后,爐溫大幅上升,鐵水[Si最高達(dá)1.05%。21:58,高爐再次懸料,此次懸料后爐況恢復(fù)困難,料尺持續(xù)停滯,透氣性指數(shù)陡降至10.00以下,風(fēng)量維持在1000m'/min左右,高爐面臨爐況向涼風(fēng)險(xiǎn)。

7日,將第13批料的焦炭負(fù)荷從4.04降低至2.80。輕負(fù)荷料下達(dá)后,高爐風(fēng)量逐步恢復(fù),爐墻溫度也明顯活躍,水溫差上升至4℃以上。9日00:18-02:48.高爐休風(fēng),更換25、26、27號(hào)風(fēng)口直吹管,更換10 和19號(hào)漏水風(fēng)口,處理風(fēng)口灌渣?；謴?fù)送風(fēng)后.8、9、10段爐墻溫度明顯開(kāi)始活躍，風(fēng)量上升加快,壓量關(guān)系寬松,透氣性指數(shù)達(dá)到27.00以上,爐況明顯好轉(zhuǎn)。10日,將第103批料的焦炭負(fù)荷提高至4.40。11日,將第113 批料的焦炭負(fù)荷提高至4.75.日產(chǎn)量上升至5018td。12日.將第90批料的焦炭負(fù)荷提高至5.00.日產(chǎn)量達(dá)到5444t/d.高爐爐況基本恢復(fù)正常。

3 結(jié)厚的原因

3.1 入爐品位下降且大幅波動(dòng)

高爐爐墻結(jié)厚前,燒結(jié)料變料頻繁且成分變化較大。11月18日開(kāi)始,燒結(jié)生產(chǎn)大幅提高低價(jià)經(jīng)濟(jì)料的使用比例。11月18日-12月4日,燒結(jié)料共變料6次(見(jiàn)表2)其中18-20日連續(xù)變料3次。燒結(jié)礦品位理論值從1-84配比的54.22%下降至1-88配比的53.22%,降幅達(dá)1個(gè)百分點(diǎn)。實(shí)際檢測(cè)結(jié)果顯示,燒結(jié)礦品位從11月18日的54.75%降至11月30日的52.03%,降幅達(dá)到 2.72個(gè)百分點(diǎn)。其中,11月29日-12月1日,燒結(jié)礦品

位平均值低至 52.38%。

燒結(jié)礦品位理論值與實(shí)際檢測(cè)值存在較大偏差,反映了燒結(jié)礦生產(chǎn)過(guò)程中計(jì)劃配比的執(zhí)行性和穩(wěn)定性不足。

主要原因?yàn)?變料頻繁,導(dǎo)致料頭料尾過(guò)渡期燒結(jié)礦化學(xué)成分波動(dòng)較大;除塵灰等回收料的化學(xué)成分和配比不穩(wěn)定:經(jīng)濟(jì)料比例的不斷提高及其化學(xué)成分的不穩(wěn)性:以及由于原料場(chǎng)場(chǎng)地受限,燒結(jié)機(jī)缺乏配套的混勻料場(chǎng),混勻效果不佳。

這些因素導(dǎo)致燒結(jié)礦質(zhì)量顯著劣化!-0,燒結(jié)礦品位及堿度大幅波動(dòng),粒度<10mm的燒結(jié)礦占比不斷上升,高爐槽下返礦率明顯增加。實(shí)際檢測(cè)的燒結(jié)礦品位及堿度的變化如圖2所示，

11月21日,高爐停止使用 A1,0,為1.78%的球團(tuán)礦A.開(kāi)始使用A0:為3.51%的高鋁球團(tuán)礦B這一變更導(dǎo)致(A10、)不斷升高,至26日,(A10,)平均值達(dá)到最高值18.34%(如圖3所示)。同時(shí)，

爐渣鎂鋁比降低至偏低水平,為0.40。針對(duì)這一狀況.30日,根據(jù)爐況果斷停止使用高鋁球團(tuán)礦B。

由于燒結(jié)礦品位的顯著下降及球團(tuán)礦種類(lèi)的變更,導(dǎo)致入爐品位大幅下降,同時(shí)其穩(wěn)定性也較差(如圖4所示)。根據(jù)入爐品位的變化,將其大致劃分為五個(gè)時(shí)段,五個(gè)時(shí)段的入爐品位平均值分別為56.28%55.61%55.98%54.84%和56.26%(見(jiàn)表3)。其中,11月29日-12月1日的入爐品位較11月13-20日降低1.44個(gè)百分點(diǎn),說(shuō)明入爐品位波動(dòng)較大。為恢復(fù)爐況，12月2-12日,將入爐品位提高至前期正常水平。出現(xiàn)爐墻結(jié)厚的時(shí)間與人爐品位的變化基本吻合,因此,人爐品位大幅降低及波動(dòng),是導(dǎo)致?tīng)t墻結(jié)厚的直接原因及主要原因

3.2 燒結(jié)礦熔滴性能下降

1號(hào)高爐要求燒結(jié)礦熔化開(kāi)始溫度T>1300℃,滴落開(kāi)始溫度T≤1500℃,熔滴區(qū)間(T.-7.)≤200℃。對(duì)1號(hào)高爐燒結(jié)礦進(jìn)行化學(xué)成分和高溫荷重還原軟熔性能檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)表4和表5。從表中可以看出,燒結(jié)礦熔滴性能未達(dá)到控制要求,具體表現(xiàn)為滴落開(kāi)始溫度較高、熔滴區(qū)間較寬、滴落較慢,這些因素均不利于高爐料柱透氣性。在燒結(jié)礦 Si0,含量偏高的情況下,堿度控制不宜過(guò)高,因?yàn)檫^(guò)高的堿度會(huì)導(dǎo)致難熔堿性氧化物(如Ca0和MgO)含量增加,進(jìn)而影響燒結(jié)礦的軟熔性能。3.3 塊礦含粉率及水分偏高

2023年11月初,公司進(jìn)口了一批價(jià)格較低的塊礦E,其品位較低,有害雜質(zhì)P含量偏高,含粉率和水分含量也偏高。1號(hào)高爐進(jìn)口塊礦化學(xué)成分見(jiàn)表6。11月13日,高爐第25批料開(kāi)始配加9.00%的塊礦E,但由于含粉率和水分含量偏高,導(dǎo)致高爐槽下料倉(cāng)倉(cāng)口下料不暢和頻繁堵塞,且產(chǎn)生的濕泥狀礦粉直接糊堵篩板,造成大量粉末直接入爐。隨后,將高爐第64批料進(jìn)口塊礦E的配比下調(diào)至5.00%。為保持穩(wěn)定配料和提高分效果,將進(jìn)口塊礦E與落地?zé)Y(jié)礦按2:1的比例在原料場(chǎng)進(jìn)行混合后人倉(cāng)。16日,高爐在第45批料中開(kāi)始使用8.00%的混合料。盡管混合礦水分大幅降低,但粒度偏小且混合效果較差,影響高爐料柱的透氣性和爐渣R,的穩(wěn)定性。由于高爐壓差持續(xù)偏高,22日高爐第59批料的混合礦配比下調(diào)至4.00%。24日,出現(xiàn)爐墻結(jié)厚,為了盡快恢復(fù)爐況,25日,第13批料中停止配加該混合礦。

3.4 鋅負(fù)荷持續(xù)超標(biāo)

1號(hào)高爐要求控制鋅負(fù)荷≤0.40kg/t。11月1日-12月5日,鋅負(fù)荷平均值高于控制要求,特別是11月28日-12月5日,連續(xù)超標(biāo)且呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)(如圖5所示)鋅負(fù)荷平均值高達(dá)0.53kg/t。12月2日,鋅負(fù)荷達(dá)到最大值0.64kg/t。負(fù)荷持續(xù)偏高加劇了對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用導(dǎo)致焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度CSR降低,焦炭和礦石的氣孔1號(hào)高爐要求控制鋅負(fù)荷≤0.40kg/t。11月1日-12月5日,鋅負(fù)荷平均值高于控制要求,特別是11月28日-12月5日,連續(xù)超標(biāo)且呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì)(如圖5所示)鋅負(fù)荷平均值高達(dá)0.53kg/t。12月2日,鋅負(fù)荷達(dá)到最大值0.64kg/t。負(fù)荷持續(xù)偏高加劇了對(duì)焦炭溶損反應(yīng)的催化作用導(dǎo)致焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度CSR降低,焦炭和礦石的氣孔被堵塞,增加了爐況恢復(fù)的難度并延長(zhǎng)了恢復(fù)時(shí)間因此,鋅負(fù)荷偏高也是導(dǎo)致?tīng)t墻結(jié)厚的重要原因。

3.5 操作應(yīng)對(duì)措施不足

在原料大幅低成本化調(diào)整過(guò)程中,1號(hào)高爐對(duì)于可能要面臨的困難重視不夠,操作管理上的應(yīng)對(duì)措施相對(duì)不足。在入爐品位大幅度降低期間,高爐在穩(wěn)定爐料結(jié)構(gòu)、細(xì)化爐料管理、合理匹配布料矩陣與送風(fēng)制度、強(qiáng)化爐前及時(shí)出凈渣鐵等方面須進(jìn)一步加強(qiáng),以避免多項(xiàng)不利因素看加導(dǎo)致?tīng)t況波動(dòng)。

11月18-23日,水溫差明顯持續(xù)下降(如圖6所示),表明邊沿氣流不斷減弱,爐墻不斷黏結(jié)。但對(duì)爐況的預(yù)判過(guò)于樂(lè)觀,未能及時(shí)采取有效措施阻山這一趨勢(shì)。

在邊沿氣流不足的情況下,加之燒結(jié)礦冶金性能變差和鋅負(fù)荷超標(biāo),最終導(dǎo)致?tīng)t墻結(jié)厚和爐況惡化。爐墻結(jié)厚前期,采取措施的力度偏弱、幅度偏小,布料矩陣和焦炭負(fù)荷的調(diào)整不夠堅(jiān)決,未能有效遏制爐況的進(jìn)一步惡化。經(jīng)后期采取調(diào)整布料矩陣、降低焦炭負(fù)荷、堵風(fēng)口及提高焦炭質(zhì)量等強(qiáng)化措施,12月2-5日,高爐運(yùn)行穩(wěn)定性明顯改善。然而,為了追求鐵水產(chǎn)量.6日打開(kāi)9號(hào)風(fēng)口后,連續(xù)采取提高冶煉強(qiáng)度的措施,導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)煤氣流發(fā)生變化,爐況再次難行,不得不退回到全焦冶煉以恢復(fù)爐況。因此,爐況恢復(fù)過(guò)程應(yīng)穩(wěn)扎穩(wěn)打,避免因急功近利而導(dǎo)致?tīng)t況反復(fù)波動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)在當(dāng)前巨大的降本壓力下,燒結(jié)和高爐配礦結(jié)構(gòu)的低成本化調(diào)整,應(yīng)遵循小幅度、分階段、逐

步加量的原則,以防止原燃料質(zhì)量大幅波動(dòng)。同時(shí)應(yīng)密切結(jié)合高爐實(shí)際運(yùn)行狀況綜合考量,防止?fàn)t況波動(dòng)或失常。

(2)加強(qiáng)高爐鋅等有害雜質(zhì)負(fù)荷的監(jiān)控,特別是應(yīng)密切關(guān)注廠內(nèi)除塵灰的搭配使用及其配加比例,確保盡可能消耗的同時(shí),又不造成有害元素負(fù)荷的持續(xù)超標(biāo)。避免造成爐墻結(jié)厚或結(jié)瘤,應(yīng)從源頭上進(jìn)行嚴(yán)格控制。

(3)高爐操作人員應(yīng)密切關(guān)注水溫差及爐體各部位溫度的變化趨勢(shì),保持適宜的煤氣流分布,維護(hù)好合理的操作爐型。應(yīng)嚴(yán)格遵守“攻守退”方針,牢記爐況運(yùn)行的底線,以杜絕高爐爐況失常的發(fā)生，

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