萊鋼2#1880m3高爐煤氣流分布失常的處理

郭 東

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

生產技術

萊鋼2#1880m3高爐煤氣流分布失常的處理

郭 東

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪271104）

萊鋼2#1880m3高爐因混料導致中心氣流弱，煤氣流分布失常，壓差上升，期間采取退負荷、控冶強過渡、多次對操作制度進行調整、優(yōu)化布料矩陣等措施引導中心氣流，未出現(xiàn)懸料、管道、爐涼等惡性事故。但中心布料角度的調整導致焦炭掉落到布料溜槽前端固定拉緊處產生亂料，仍導致煤氣流分布失常，休風對布料溜槽處理后，爐況恢復正常。

高爐；煤氣流分布；失常；布料矩陣；布料溜槽

1 前言

萊鋼2#1880m3高爐于2005年2月28日建成投產，設計為2個鐵口，28個風口，高爐采用PW無鐘爐頂布料、干法除塵、粒煤噴吹、圖拉法渣處理等先進工藝設備。截至2016年11月已服役12 a，單位爐容產鐵量為9100 t，高爐進入爐役后期護爐階段。2016年市場形勢好轉，高爐產能短期得到釋放。2016年11月20日開始，高爐因混料導致中心氣流弱，煤氣流分布失常，壓差上升，期間采取退負荷、控冶強過渡，多次對操作制度進行調整，同時采取優(yōu)化布料矩陣等措施引導中心氣流，但效果不明顯。期間考慮到了布料溜槽可能造成的影響，但因爐況順行尚能維持，對產量影響不大，為完成全年產量并未進行休風檢查，直到12月9日休風后爐頂點火對布料溜槽進行處理，爐況恢復正常。

2 煤氣流分布失常的過程

2.1 煤氣流分布失常前爐況表現(xiàn)

2016年9月30日高爐32 h計劃檢修更換布料溜槽，新溜槽與舊溜槽不同的是溜槽前端上部有固定拉緊。為防止對布料的影響，復風后布料制度中心角度由10°擴大到12°，爐況順行程度較好，主要表現(xiàn)為全風作業(yè)，氣流分布合理，中心氣流發(fā)展，邊緣氣流得到控制，壓量關系緩和，透氣性指數25左右，高爐各項參數見表1。

表1 萊鋼2#1880m3高爐煤氣流失常前主要操作參數

2.2 煤氣流分布失常的過程

2016年11月19日爐況順行良好，爐溫穩(wěn)定，熱量充沛，氣流分布合理，十字測溫中心溫度平均在500℃左右（見圖1）。20日夜班開始，中心氣流突然受到抑制，中心氣流逐漸變弱，十字測溫中心溫度200℃左右（見圖2），爐頂成像儀看不到氣流，壓差異常升高，透氣性指數波動大，煤氣利用上升。

圖1 煤氣流正常時爐頂氣流形狀

圖2 煤氣流失常后爐頂氣流形狀

煤氣流分布失常后立即對影響中心氣流的因素進行分析，通過對原燃料的排查，發(fā)現(xiàn)焦炭倉里混有大量球團礦，從上料主皮帶上也發(fā)現(xiàn)焦炭里混有球團礦。因此，判斷本次中心氣流減弱，煤氣流分布失常的主要原因是焦炭混有球團礦布在中心位置，導致較難還原的球團礦抑制了中心氣流的發(fā)展。

3 煤氣流分布失常的處理

中心氣流受到抑制，煤氣流分布失常后，邊緣煤氣流過分發(fā)展（見圖3），冷卻壁溫度高，因爐役后期冷卻壁出現(xiàn)大量缺損，爐皮溫度過高。為防止造成管道、懸料等惡性事故及其他安全事故，對操作制度進行調整，主要目的是在穩(wěn)定爐況、維持風量、保證產量的前提下對中心氣流進行引導,抑制邊緣氣流的過分發(fā)展[1]。

圖3 煤氣流分布失常階段邊緣W值和中心Z值趨勢

3.1 保證爐況順行

批重對爐料在爐喉的分布影響較大，縮礦批、退負荷、控冶強的主要目的是減少中心氣流的阻力，同時也減少邊緣氣流的阻力，降低爐內料柱壓差。減少料層厚度，也有利于礦石的還原，從而提高料層透氣性。控冶強是為了降低煤比，防止煤比過高導致的中心氣流受阻而導致邊緣氣流過分發(fā)展。中心加焦技術是在布料時向中心添加少量焦炭形成無礦區(qū)，改善中心透氣性，引導更多氣流通過，確保爐內形成倒V形軟熔帶。2#1880m3高爐自開爐以來一直采取中心加焦的上部裝料制度，改變中心焦數量，平穩(wěn)過渡，堅持“焦可多，礦必少”原則，微調保證爐況順行。每班測量4次焦炭料流長度，并記錄好下料閘開度，及時掌握焦炭質量的變化。高爐焦比由365 kg/t逐步退至400 kg/t過渡，爐內控制風量由3950m3/min減至3800m3/min，期間視情況每2 h中心附加2 t凈焦引導中心氣流，保持爐況穩(wěn)定順行的基本條件[2]。

3.2 加強水系統(tǒng)排查，杜絕漏水

萊鋼2#1880m3高爐風口大中套及五層光面冷卻壁、四層銅質鑲磚冷卻壁、四層球墨鑄鐵鑲磚冷卻壁均采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，采用單獨供水系統(tǒng)，回水管道與爐體回水管道連接，共同回到軟水泵房。十四、十五層冷卻壁及一層水冷爐喉鋼磚采用工業(yè)水冷卻，自上而下串聯(lián)式冷卻，水管均為一進一出，冷卻水外排積水槽。風口小套、爐頂打水、十字測溫、氣密箱采用開路工業(yè)水，水壓≮1.4 MPa，總水量為860m3/h，其中爐頂打水量為80m3/h。每個風口小套水量為28m3/h，風口小套為貫流式。爐頂大方孔采用濁水冷卻方式。因高爐處于爐役后期，部分爐皮采用噴淋系統(tǒng)，給水系統(tǒng)排查增加了難度。通過對爐頂氣密箱、爐頂大方孔、爐頂打水、十字測溫和冷卻壁的排查，排除了漏水對煤氣流分布失常造成的影響，也防止了煤氣流分布失常后，一旦漏水所造成的爐況惡化[3]。

3.3 加強入爐原燃料平鋪率的管控

煤氣流分布出現(xiàn)失常后，從十字測溫看，最明顯的變化是中心溫度點下降明顯，其余各點溫度相對正常。高爐在排除原燃料質量變化影響因素后，檢查原燃料的篩分情況，保證入爐原料粒級，同時檢查入爐料平鋪位置，加強平鋪率模型管控，防止酸性料布在中心造成爐況的惡化。

1）球團、生礦平鋪在燒結礦料面的前部。原則上，焦丁平鋪在矩陣中礦石的最外兩環(huán)以內。

2）每班至少測定1次球團、生礦、焦丁的平鋪情況，并做好記錄。

3）至少每天1次到主皮帶機頭觀察球團、生礦、焦丁的平鋪情況，根據實際情況做好調整。

4）出現(xiàn)因秤斗閘門開度等原因導致的球團、生礦布在燒結礦料面后部的情況時，可以臨時中心附加焦 2～5 t。

使焦丁盡量布在礦石的最外2環(huán)，使邊緣透氣性改善，邊緣氣流趨于穩(wěn)定。將生礦、球團礦、小焦在整個燒結礦礦帶上的長度及平鋪情況繪制圖形，便于上料操作人員觀察。如果酸性料太短或者位置過于靠前、靠后，操作人員通過對閘門開度、延時等進行調整。

3.4 調整上部裝料制度，引導中心氣流

煤氣流分布失常前高爐上部裝料制度以中心加焦為主：

內檔焦炭角度為12°，中心焦炭比例35%；外檔礦焦同檔，礦焦差為8°。中心氣流消失后逐步調整上部裝料制度（見表2），調整總的原則是發(fā)展中心氣流，適當控制邊緣氣流，防止邊緣氣流過分發(fā)展造成爐況波動，以保證煤氣流的分布趨于合理，透氣性得到改善。

4 休風檢查料面及溜槽處理

通過退負荷、控冶強等操作制度的調整，同時采取優(yōu)化布料矩陣等措施引導中心氣流后，高爐透氣性指數均維持在24左右，平均日產4750 t，保證高爐穩(wěn)定順行的基礎上，邊緣煤氣流發(fā)展趨勢得到適當控制，但對中心氣流的引導作用不明顯。為此，決定利用休風機會對料面、溜槽進行檢查。

2016年12月9日利用休風更換風口小套機會，爐頂點火對料面和溜槽進行檢查。點火后發(fā)現(xiàn)料面不規(guī)則且布料溜槽前端固定拉緊被砸變形，溜槽前端有明顯的磨痕。當焦炭布到內檔小角度時，溜槽前端固定拉緊處為落料點位置，判斷當中心焦炭角度＜10°或＞12°時，焦炭掉落在固定拉緊上使其變形，部分焦炭反彈飛出，導致中心實際布的焦炭數量嚴重不足，中心氣流消失，煤氣流分布出現(xiàn)失常。因此將溜槽前端固定拉緊用氧氣切割去除。

表2 萊鋼2#1880m3高爐上部裝料制度的調整

復風后將布料制度調整回原料制，中心角度調整到7°，同時中心加焦1罐引導中心氣流。復風4批料后，爐頂成像中觀察到中心氣流，十字測溫瞬時值到730℃，復風后1 h中心溫度平均值為631℃（見圖4），中心氣流消失原因得到消除，高爐逐步恢復正常。

圖4 萊鋼2#1880m3高爐復風后十字測溫溫度場

5 結語

1）本次煤氣流出現(xiàn)失常的誘因是焦炭中混有球團，導致較難還原的球團礦抑制了中心氣流的發(fā)展。

2）煤氣流分布出現(xiàn)失常后，通過對水系統(tǒng)的排查、操作制度的調整和原燃料質量的管控，期間高爐平均日產4750 t，未出現(xiàn)懸料、管道、爐涼等惡性事故，保證了爐況穩(wěn)定順行的基礎。

3）布料溜槽2016年9月30日休風更換，至11月20日氣流分布失常，期間爐況總體表現(xiàn)正常。當混料導致中心溫度受到抑制后，通過對中心布料角度的調整引導中心氣流，導致焦炭掉落在布料溜槽前端固定拉緊處產生亂料，出現(xiàn)本次煤氣流分布失常。

4）因之前使用過前端帶固定拉緊的溜槽，但當溜槽有效長度和高度產生細微變化后，在特殊角度布料時前端帶固定拉緊就可能造成亂料。因此，布料溜槽、氣密箱等爐頂設備的更換要建立詳盡的臺賬，當設備生產廠家或尺寸類型發(fā)生改變時，更換后要充分考慮到對布料的影響。

[1] 成蘭伯.高爐煉鐵工藝及計算[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1991：17.

[2] 周傳典.高爐煉鐵生產技術手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2003：122.

[3] 楊羅宋.漣鋼 8 號高爐失常的處理[J].煉鐵，2014，33（4）：26-31.

Treatment of Abnormal Flow Distribution of No.21 880m3BF Gas in Laiwu Steel

GUO Dong

（The Section Ironmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

In No.21 880m3blast furnace,impropermixing led to the weak of the center gas flow,so the gas flow distribution is abnormal and the pressure is rising.In this period,suspendedmaterials and pipeline,furnace cooling and other serious accident did not happened by takingmeasures such as discharge load,control smelting as transition,repeatedly adjusted and the optimization of burden distributionmatrix on the operating system to guide the center air etc.However,the adjustment of the center cloth angle causes the coke to fall on the front of thematerial chute and the fixed tension place produces amess,and that still causes the gas flow distribution in abnormal.After the ignition of the air,the furnace condition returns to normal after the cloth chute is processed.

blast furnace;gas flow distribution;aberration;distributionmatrix;distributor chute

TF549

B

1004-4620（2017）04-0009-03

2017-04-18

郭東，男，1983年生，2005年畢業(yè)于安徽工業(yè)大學冶金工程專業(yè)。現(xiàn)為萊鋼型鋼煉鐵廠工程師,從事煉鐵工藝技術研究與管理工作。