安鋼2號(hào)高爐爐況運(yùn)行分析

2012年12月，安鋼2號(hào)高架（280m）由于添加過(guò)量的焦堿金屬礦，且焦堿土壤有機(jī)碳的冷卻強(qiáng)度指數(shù)沒(méi)有變化，因此熱強(qiáng)度在12月初突然下降。在處理爐況過(guò)程中,又遇到干熄焦設(shè)備故障而改為全濕焦,焦炭強(qiáng)度再次下降,導(dǎo)致?tīng)t況長(zhǎng)期不順,進(jìn)而造成爐墻結(jié)厚,長(zhǎng)期不能保持全風(fēng)作業(yè),高爐被迫采取堵風(fēng)口、退負(fù)荷、加凈焦洗爐以及大幅度改變布料制度等手段,最終使?fàn)t墻黏結(jié)物脫落,爐況恢復(fù)正常1爐身部位爐墻結(jié)厚,形態(tài)大小,或者直徑大,或間深度小12月中上旬,2號(hào)高爐爐況運(yùn)行較差,時(shí)常有管道及塌滑料現(xiàn)象,高爐長(zhǎng)期慢風(fēng)作業(yè)。12月17日夜班,2號(hào)高爐開(kāi)始出現(xiàn)如下規(guī)律:當(dāng)料線趕到正常料線時(shí),1號(hào)及3號(hào)探尺總是在1m左右走得很慢甚至停滯,然后突然滑落到4m甚至更深(如圖1所示),但壓差、透氣性變化不大。結(jié)合爐況運(yùn)行情況和料線下降,初步判定為爐身上部爐墻結(jié)厚,而且結(jié)厚位置較高,大致在爐喉鋼磚中下部,并且在高爐中心部位已形成一個(gè)較大的漏斗,料尺不是隨料流平穩(wěn)下探,而是下降過(guò)程中突然掉入中間漏斗,爐料全部從中間漏斗部分下料18日中午,決定休風(fēng)打開(kāi)爐頂大人孔檢查料面和結(jié)厚情況。休風(fēng)過(guò)程中,高爐降料面到5m左右,打開(kāi)爐頂大人孔時(shí)產(chǎn)生劇烈爆震。檢查料面時(shí)發(fā)現(xiàn),爐墻周圍有爆震后脫落下來(lái)的雜料,爐喉鋼磚上所黏雜料已被震落,接近爐墻周圍近1.5m黏結(jié)在一起的生礦帶,中間部分垂直下陷(如圖2所示)綜合考慮此情況,認(rèn)為屬于嚴(yán)重的爐墻結(jié)厚及上部塊狀帶凍結(jié)。由于風(fēng)量長(zhǎng)期偏低,決定堵8個(gè)風(fēng)口送風(fēng)恢復(fù)爐況。2焦?fàn)t爐墻的黏結(jié)結(jié)厚和爐墻黏結(jié)(1)堿金屬及鋅負(fù)荷的影響。根據(jù)分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算,2號(hào)高爐這段時(shí)期(K2O+Na2O)負(fù)荷為6.02kg/t,是大型高爐上限標(biāo)準(zhǔn)(3kg/t)的2倍還多,鋅負(fù)荷1.43kg/t,是規(guī)定上限標(biāo)準(zhǔn)(0.15kg/t)的近10倍。堿金屬能降低礦石的軟化溫度,促進(jìn)焦炭的降解而造成焦炭粉化,影響高爐K值及順行狀況。堿負(fù)荷嚴(yán)重時(shí),會(huì)造成風(fēng)口上翹、爐缸堆積、高爐結(jié)瘤甚至爐缸燒穿等事故。鋅礦物在高于1000℃高溫區(qū)被還原為氣態(tài)鋅,其沸點(diǎn)低(905℃),部分鋅蒸氣隨煤氣逸出爐外,大部分與爐襯或爐料反應(yīng),在爐身下部甚至上部形成低熔點(diǎn)化合物造成爐墻結(jié)厚甚至結(jié)瘤,或滲入爐襯的孔隙和磚縫中,氧化后引起爐襯膨脹而破壞爐殼。此段時(shí)間內(nèi)大量的堿金屬及鋅在高爐內(nèi)循環(huán)富集,是造成爐墻黏結(jié)結(jié)厚的主要原因(2)焦炭質(zhì)量進(jìn)一步下滑。2號(hào)高爐焦炭使用7m焦?fàn)t試生產(chǎn)的五煉焦,具備190t干熄焦能力,由于爐況不順,生產(chǎn)焦炭不夠用,焦炭結(jié)焦時(shí)間由32h縮短為28h,并且因7m焦?fàn)t設(shè)備故障全干熄焦改全濕焦,焦炭質(zhì)量再次下滑,灰分最高升到13.44%,M40從前期的91%最低下降到86.2%(見(jiàn)表1),造成高爐爐況恢復(fù)十分困難。(3)邊緣負(fù)荷過(guò)重。由于高爐長(zhǎng)期采取中心加焦、抑制邊緣的布料模式,造成邊緣負(fù)荷過(guò)重,在負(fù)荷4.6情況下邊緣負(fù)荷達(dá)到7.0以上。爐喉十字測(cè)溫邊緣溫度長(zhǎng)期在80℃以下,爐腰銅冷卻壁溫度不到50℃,爐身溫度下行且波動(dòng)很小。邊緣負(fù)荷長(zhǎng)期過(guò)重,造成高爐在堿金屬負(fù)荷長(zhǎng)期過(guò)高的情況下,不能有效向爐外排堿(4)管道和坐料。由于爐況不順及長(zhǎng)期低風(fēng)壓、高壓差操作,高爐上部頻繁出現(xiàn)管道行程,大量熔融物上移,進(jìn)一步加劇了上部塊狀帶的凍結(jié)3減少焦包礦,減輕爐墻內(nèi)的壓力,迅速調(diào)整料矩陣鑒于高爐上部結(jié)厚已經(jīng)確認(rèn),綜合前期對(duì)爐墻溫度的判斷,爐墻結(jié)厚應(yīng)該是自上而下全爐貫通的,爐況恢復(fù)的任務(wù)應(yīng)以處理爐墻黏結(jié)為主。處理爐墻黏結(jié)有兩種方案:第一種是降料面后實(shí)施爆破,炸掉結(jié)厚爐料;第二種是集中加焦炭,采取發(fā)展邊緣氣流的布料制度,靠熱洗,煤氣流沖刷處理結(jié)厚由于降料面實(shí)施爆破雖然可能處理起來(lái)速度快一些,但危險(xiǎn)因素太大,權(quán)衡各種因素采取第二種方案。具體措施如下:(1)根據(jù)實(shí)際料面情況及計(jì)算確定最外環(huán)擋位,大幅縮減礦帶寬度,采取焦包礦的布料制度,強(qiáng)烈發(fā)展邊緣氣流以沖刷爐墻,并根據(jù)探尺下降情況及爐墻溫度變化及時(shí)調(diào)整;(2)考慮到實(shí)際工作爐容大幅減小,進(jìn)一步將礦批由50t減到45t,負(fù)荷2.9,采用全焦冶煉,更大程度疏松料柱透氣性;(3)不追求過(guò)高風(fēng)量,而是控制合適的風(fēng)速,視爐墻脫落情況逐步開(kāi)風(fēng)口、加風(fēng);(4)配合熱酸洗集中加附加焦,18、19日分別加熱酸洗料,提高燃料比,增加螢石量,降低爐渣堿度,保持高爐溫進(jìn)行熱洗;(5)根據(jù)黏結(jié)物脫落情況及時(shí)修訂洗爐方案和力度;(6)重視爐前出鐵作業(yè)和各工種設(shè)備運(yùn)行點(diǎn)檢,杜絕影響高爐恢復(fù)事故的發(fā)生本段時(shí)間高爐操作主要根據(jù)爐墻黏結(jié)物的脫落情況及探尺實(shí)際運(yùn)行狀況對(duì)布料矩陣做出針對(duì)性的調(diào)整,整個(gè)過(guò)程布料矩陣調(diào)整見(jiàn)表2經(jīng)過(guò)上述措施,19日爐身2層第8點(diǎn)處首先出現(xiàn)脫落,表明洗爐效果已經(jīng)顯現(xiàn)。隨后爐身各點(diǎn)也相繼出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,高爐布料矩陣及負(fù)荷相應(yīng)調(diào)整。直到25日夜班凌晨06:12,爐身上部出現(xiàn)大面積整體脫落,說(shuō)明上部塊狀帶的凍結(jié)已經(jīng)徹底消除(如圖3所示)。大量的脫落料造成高爐再次懸料,但坐料后風(fēng)壓風(fēng)量及料線快速恢復(fù)到正常狀態(tài)。由于之前對(duì)爐墻渣皮脫落影響考慮充分,脫落后爐溫沒(méi)有大幅下降。隨后布料制度也逐步恢復(fù),爐況運(yùn)行狀況逐漸好轉(zhuǎn),爐身下部及爐腰爐腹部位各點(diǎn)結(jié)厚也相繼脫落,標(biāo)志著高爐近1個(gè)月時(shí)間的爐況處理基本結(jié)束,爐況很快步入正常軌道4提高爐墻結(jié)厚(1)爐墻黏結(jié)重在預(yù)防,對(duì)于堿負(fù)荷一定要按標(biāo)準(zhǔn)從源頭上嚴(yán)格控制。在焦炭質(zhì)量下滑及堿負(fù)荷過(guò)高時(shí)要適當(dāng)疏松邊緣,防止?fàn)t墻黏結(jié)(2)對(duì)于高爐爐墻結(jié)厚的判斷及確認(rèn)是能夠盡快處理好爐況的關(guān)鍵。只有找準(zhǔn)病因,對(duì)癥下藥,才能確保爐況的順利恢復(fù)(3)根據(jù)結(jié)厚的實(shí)際情況,將高爐視為爐容變小處理,縮