馬鋼9#高爐爐況失常分析與處理

劉廣州，孫樹峰

(1. 馬鋼采購中心；2.馬鋼煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

9#高爐于2015年1月10日整修后開爐，有效容積為420 m3，開爐以后爐況穩(wěn)定順行，2017年4月份開始高爐出現(xiàn)崩滑料、管道氣流等現(xiàn)象，壓量關(guān)系不適應(yīng)，產(chǎn)量下降，且爐頂成像模糊不清，邊緣無氣。初期采取了退負(fù)荷、控冶強、調(diào)裝料制度等一系列措施，但效果并不理想，高爐順行狀況沒有得到改善，隨后立即組織技術(shù)力量分析原因并采取措施進(jìn)行調(diào)整。7月后期，高爐逐步趨于穩(wěn)定，可操作性變強，各項指標(biāo)也逐步好轉(zhuǎn)，8月16日計劃檢修更換了布料溜槽邊緣氣流逐步顯現(xiàn)，爐況更加穩(wěn)定，8月下旬高爐利用系數(shù)基本達(dá)到了4月份前水平。

1 失常經(jīng)過及原因分析

1.1 失常經(jīng)過

4月5日白班風(fēng)量大、壓力低，管道氣流明顯且出現(xiàn)連續(xù)崩滑料，高爐采取減風(fēng)降壓，加組合料恢復(fù)爐況，雖然風(fēng)量能恢復(fù)至1320-1350 m3/min，但爐況穩(wěn)定性較差。13日18∶00高爐出現(xiàn)較大管道，爐頂溫度上升較快，風(fēng)量、壓力波動大，出現(xiàn)懸料。14日3∶50休風(fēng)堵風(fēng)口，至此爐況失常(見圖1)。經(jīng)過半個月的調(diào)整，4月下旬爐況趨于穩(wěn)定，但由于焦炭負(fù)荷逐步加重，加風(fēng)、富氧節(jié)奏較快，5月1日爐況出現(xiàn)了更大波動，頻繁出現(xiàn)3.2 m以上的塌料，伴隨爐溫急劇下行、風(fēng)口掛渣、嚴(yán)重的時候風(fēng)口涌渣、料面偏尺嚴(yán)重[1]，慢風(fēng)次數(shù)逐漸增多，爐況難以控制，甚至失控。

圖1 2017年4月13日17∶40-15日6∶40高爐運行曲線

1.2 原因分析

1.2.1 邊緣氣流減弱

9#高爐日常操作中一直以中心氣流為主，兼顧邊緣氣流為原則，順行狀況很好，很少有崩滑料現(xiàn)象。進(jìn)入2017年燒結(jié)礦質(zhì)量下降且含粉升高，邊緣自動加重， 2017年3月22日檢修更換布料溜槽后，邊緣氣流逐步消失，雖然對布料模式進(jìn)行了調(diào)整，但沒有取到預(yù)期效果。

1.2.2 原燃料質(zhì)量變差

燒結(jié)礦變化

原10#、11#高爐相繼永久性停爐，原燃料結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，對高爐影響很大。燒結(jié)生產(chǎn)由原來的“兩機對三爐”模式改為“一機對兩爐”模式，且出現(xiàn)了很多困難，燒結(jié)礦質(zhì)量呈下降趨勢，高爐槽下返粉升高(見圖2)。另外9#高爐槽下使用的是小礦篩，只能篩掉小部分礦粉，篩分效果差，導(dǎo)致入爐粉末比其它高爐要多。

圖2 槽下回收礦粉趨勢

焦炭含粉升高

進(jìn)入4月份濟源直供焦含粉偏高，并呈上升趨勢(見圖3)，在邊緣氣流弱、爐況不順的情況下使得邊緣進(jìn)一步加重，爐況急劇惡化。

1.2.3 熱制度發(fā)生變化

熱制度直接反映了爐缸工作熱狀態(tài)，冶煉過程中控制充足而穩(wěn)定的爐溫，是保證高爐順行的基本前提[2]。3月16日15#熱風(fēng)爐投用，風(fēng)溫上升50℃，焦碳負(fù)荷加重，風(fēng)溫升高后風(fēng)速從285 m/s提高到295 m/s，鼓風(fēng)動能提高，中心氣流發(fā)展，導(dǎo)致邊緣氣流加重，并且四座熱風(fēng)爐風(fēng)溫水平差距較大，造成實際風(fēng)速、鼓風(fēng)動能、爐溫波動大。

圖3 槽下回收焦粉趨勢

1.2.4 高爐冷卻壁漏水增加

到2017年3月份，高爐已確認(rèn)爐腹、爐腰熱面7塊冷卻壁漏水，3月22日計劃檢修雖然對漏水冷卻壁進(jìn)行了處理，但未能徹底消除影響，檢修后陸續(xù)又查出4塊冷卻壁漏水，且都集中在爐腹、爐腰部位(見圖4)。爐況波動、崩滑料多等多種因素導(dǎo)致了下部粘結(jié)逐步加重，給爐況的處理增加了難度。

圖4 9#高爐漏水冷卻壁位置

2 高爐采取的措施

4月18日開始采用1C347+5C323305O288布料模式，并使用螢石、錳礦洗爐，逐步恢復(fù)風(fēng)量至1330 m3/min， 4月下旬爐況基本穩(wěn)定，4月24日起逐步改(1K+5P)為(1K+10P) ，并于28日去空焦，改為正常料制。但由于恢復(fù)節(jié)奏較快，5月1日開始爐況出現(xiàn)大的波動，爐況難以控制，公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視，立即組織召開9#高爐爐況恢復(fù)專題會，統(tǒng)一操作思想。

2.1 上部調(diào)節(jié)

搭建好礦、焦平臺，穩(wěn)定好煤氣流分布，采用1C347+5C323304O302285抽焦補礦的布料模式，穩(wěn)定料制。

2.2 下部調(diào)節(jié)：

2.2.1 穩(wěn)定風(fēng)量 第一步將風(fēng)量穩(wěn)定在1250 m3/min，高爐操作以不塌料為基準(zhǔn)。

3.2.2 提高爐缸溫度 風(fēng)口T理≥2100℃，[Si]=0.60%-1.00%(≮0.50%)，鐵水溫度控制在1440 ℃-1490 ℃范圍，[S]=0.015%-0.030%。

2.3 加大控水力度

進(jìn)一步控制漏水冷卻壁的進(jìn)水量，6月26日檢修徹底悶死漏水的11塊冷卻壁，另外對熱一、熱二的環(huán)管閥門進(jìn)行控制，減少冷卻水量，降低爐腹、爐腰及爐身下部的冷卻強度。同時恢復(fù)了爐腹、爐腰在線水溫差監(jiān)控系統(tǒng)，而且選擇了爐身下部11個點進(jìn)行人工測量水溫差，跟蹤爐墻處理的效果。

2.4 嚴(yán)格把控冶煉進(jìn)程

通過穩(wěn)定的料制、風(fēng)量、熱制度從6月1日起到6月中旬，爐況逐漸穩(wěn)定，崩滑料減少，爐況可操作性變強，利用系數(shù)中下旬穩(wěn)定在2.75 t/(d.m3)左右，但仍有崩滑料現(xiàn)象。7月份開始爆料模式調(diào)整上礦焦開始向內(nèi)移，并且一步一個臺階，小幅緩慢向內(nèi)移，至8月2日布料模式穩(wěn)定在1C347+5C323304 O28426.54，經(jīng)過調(diào)整，高爐逐步趨于穩(wěn)定，可操作性強，無崩滑料現(xiàn)象發(fā)生，風(fēng)量也逐步恢復(fù)到4月份以前的水平，利用系數(shù)也逐步提高，8月上旬穩(wěn)定在2.85 t/(d.m3)左右，中旬達(dá)到2.90 t/(d.m3)左右。

2.5 更換布料溜槽

8月16日計劃檢修更換了布料溜槽，舊的溜槽存在很大問題，前面第一段襯板翹起近11 cm(見圖5),這也是造成邊緣氣流偏重的直接原因，更換新溜槽復(fù)風(fēng)后16個小時左右，布料模式和檢修前一樣，邊緣氣流慢慢出來，檢修后兩天高爐利用系數(shù)已恢復(fù)到檢修前水平，8月底利用系數(shù)達(dá)到4月份前3.10 t/(d.m3)水平。

3 效果

通過一系列措施的調(diào)整，爐況逐步轉(zhuǎn)好，各項參數(shù)逐步恢復(fù)正常水平。利用系數(shù)達(dá)到3.0t/(d.m3)以上，綜合焦比逐步達(dá)到540 kg/t.Fe，圖6為高爐處理前后指標(biāo)對比。

圖5 更換下來的溜槽

圖6 2017年9#高爐利用系數(shù)、綜合焦比

4 結(jié)語

9#高爐這次爐況失常事故損失慘重，教訓(xùn)深刻。在生產(chǎn)上，要加強對原燃料質(zhì)量管理，另外要提高高爐操作者對所用原燃料質(zhì)量變化的判斷能力，更重要的是要抓住初期處理爐況的關(guān)鍵期，避免事故擴大化。