邯寶一高爐爐墻結(jié)厚的處理

吳 仲  梁紅星

（河鋼集團(tuán)  邯鋼公司 邯寶煉鐵廠 邯鄲 056001）

摘  要：本文主要分析了邯鋼邯寶煉鐵廠一高爐因?yàn)樵�燃料質(zhì)量變差、長(zhǎng)期發(fā)展中心抑制邊緣氣流，慢休風(fēng)等原因引起爐墻結(jié)厚，其主要表現(xiàn)為爐墻溫度、冷卻壁水溫差逐漸走低，風(fēng)氧量萎縮，風(fēng)壓升高，偏尺、滑尺次數(shù)多，布料制度調(diào)劑達(dá)不到預(yù)期效果等特點(diǎn)，高爐通過(guò)上下部調(diào)劑疏導(dǎo)邊緣氣流，并使用螢石洗爐等措施成功處理了爐墻結(jié)厚并快速恢復(fù)了高爐各項(xiàng)指標(biāo)。

關(guān)鍵字：高爐;爐墻結(jié)厚;螢石洗爐

Adjustment Of Furnace Wall Accretion Of No.1 Blast Furnace In Hanbao Company

Wu Zhong  Liang Hongxing

(Hanbao Ironworks，Handan Iron and Steel Company，Hebei Iron and Steel Group，Handan，Hebei，056001)

Abstract: The paper analyzed the reasons of furnace wall accretion of No.1 blast furnace in Hanbao company, such as  

quality of raw and fuel material got worse, the peripheral gas flow is suppressed, win off and slow win .its manifestations includes the furnace wall temperature and difference of water temperature falling，air and oxygen volume shrinking，hot-blast air pressure rise, the number of deviation ruler and slide ruler is more, the distribution system of cloth can not achieve the expected effect, etc. Thanks to measures adopted, such as suitable developing of peripheral gas flow and washing furnace with fluorite, the furnace wall accretion was successfully treated and economic and technical indicators of No.1 blast furnace were quickly recovered.

Key words: blast furnace; furnace wall accretion; washing furnace with fluorite

1 前言

邯鋼西區(qū)煉鐵廠1#3200m³高爐由中冶南方公司設(shè)計(jì)，采用了銅冷卻壁、薄壁爐襯、炭磚一陶瓷杯復(fù)合爐底、聯(lián)合軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)、pw型并罐無(wú)料鐘爐頂、環(huán)保型INBA渣處理系統(tǒng)，改進(jìn)型高溫內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，TRT爐頂余壓回收裝置等一系列先進(jìn)、成熟的工藝，于2008年4月18日開(kāi)爐點(diǎn)火。投產(chǎn)后，不斷通過(guò)加強(qiáng)精料管理，上下部調(diào)劑，完善高爐操作制度等措施，使高爐取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2013年11月，一高爐開(kāi)始出現(xiàn)爐墻結(jié)厚現(xiàn)象，經(jīng)處理爐況及指標(biāo)得以恢復(fù)。2016年8月開(kāi)始，一高爐再次出現(xiàn)爐墻結(jié)厚征兆，并迅速加重，爐墻溫度及水溫差不斷下降，水溫差最低降至0.4℃,高爐指標(biāo)嚴(yán)重倒退，通過(guò)一系列調(diào)劑及螢石洗爐后，指標(biāo)逐漸恢復(fù)。

2 一高爐爐體冷卻設(shè)備狀況

一高爐采用磚壁合一冷卻壁結(jié)構(gòu)，沒(méi)有凸臺(tái)，爐底至爐喉鋼磚下沿共設(shè)置14段冷卻壁，其中爐底爐缸區(qū)共四段，1-3段為光面低鉻鑄鐵冷卻壁，4段位光面球墨鑄鐵冷卻壁；爐腹?fàn)t腰及爐身下部5-8段位銅冷卻壁；爐身其他六段均為球墨鑄鐵冷卻壁；第9-10段為帶背部蛇形管鑲磚冷卻壁；第11-13段為單層水冷管冷卻壁；第14段為倒扣鑲磚冷卻壁。全軟水聯(lián)合閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)，設(shè)有完善的溫度、流量、壓力、水位檢測(cè)元件，確保正常運(yùn)行。

3 爐墻結(jié)厚的征兆

爐墻溫度、冷卻壁水溫差逐漸走低。正常情況下，一高爐爐墻溫度分布為9段平均100℃，九段以上溫度逐漸升高，且呈小鋸齒狀波動(dòng)；水溫差維持在略高于2℃的水平。從2016年8月底開(kāi)始，爐墻溫度及冷卻壁水溫差不斷下降，9-11段爐墻溫度均降到40℃左右，13段也降到80℃以下，呈現(xiàn)呆死狀態(tài)；水溫差最低降到0.4℃，如圖一所示。

圖一，一高爐2016年下半年水溫差及爐墻溫度趨勢(shì)圖

①-水溫差   ②- 10段爐墻溫度   ③- 9段爐墻溫度

Fig.1,water temperature difference and furnace wall temperature trend in the second half of 2016

①-Water temperature difference ②-Section 10 furnace wall temperature ③- Section 9 furnace wall temperature

風(fēng)氧量萎縮，風(fēng)壓升高。8月份之前，高爐正常風(fēng)機(jī)風(fēng)量維持在5750m3/min左右（比入爐風(fēng)量小200m3/min左右），氧量8000m3/h，壓差上限180KPa。從8月底開(kāi)始，隨著爐墻溫度下降，風(fēng)壓開(kāi)始上升，為了保全風(fēng)氧量，保持基本冶強(qiáng)，高爐逐漸將壓差上限提高到11月份的195KPa，即使這樣風(fēng)量也逐漸萎縮，入爐風(fēng)速與鼓風(fēng)動(dòng)能相應(yīng)不斷降低，如圖二所示，至11月下旬，風(fēng)量萎縮到了5500m3/min左右，風(fēng)速與鼓風(fēng)動(dòng)能也相應(yīng)達(dá)到谷值。

圖二，一高爐2016年后半年部分參數(shù)趨勢(shì)圖

①- 全壓差   ②- 鼓風(fēng)動(dòng)能   ③- 風(fēng)速

Fig.2,A chart of parameter trends in the second half of 2016

①-the differential pressure ②-The kinetic energy of blat ③-The wind speed

偏尺、滑尺次數(shù)多。與水溫差下降、風(fēng)壓升高征兆同時(shí)出現(xiàn)的是滑尺、崩料現(xiàn)象出現(xiàn)，并且呈現(xiàn)出越來(lái)越頻繁的趨勢(shì)，嚴(yán)重時(shí)幾乎每批料都有滑尺。

布料制度調(diào)劑達(dá)不到預(yù)期效果。從八月底水溫差及爐墻溫度出現(xiàn)下降趨勢(shì)開(kāi)始，一高爐就通過(guò)上部調(diào)劑，發(fā)展邊緣氣流，布料角度、矩陣、料線等先后都進(jìn)行了調(diào)整，但是毫無(wú)效果，并且隨著壓差升高、風(fēng)量萎縮，中心氣流也不嚴(yán)重抑制。到后期，通過(guò)上部調(diào)劑，無(wú)論是放邊還是放中心的操作，幾乎都沒(méi)有什么效果了。

4 爐墻結(jié)厚的原因分析

4.1 原料條件變差

近年來(lái)，鋼鐵行業(yè)形勢(shì)持續(xù)低迷，企業(yè)為了扭轉(zhuǎn)虧損局面，大力壓減制造成本。隨著鐵前降本增效的進(jìn)行，高爐原燃料質(zhì)量也是不斷下降。一高爐的焦炭結(jié)構(gòu)為自產(chǎn)干焦+外購(gòu)焦炭，外購(gòu)焦炭質(zhì)量明顯差于自產(chǎn)干焦，粒度小，含粉料大。焦化事故頻發(fā)，自產(chǎn)干焦炭產(chǎn)量波動(dòng)，2016年高爐入爐焦炭結(jié)構(gòu)調(diào)整頻繁，最多的達(dá)到3次/天，自產(chǎn)干焦在8月底9月初配比降到了最低33%，取而代之的是質(zhì)量差于外購(gòu)焦炭的自產(chǎn)濕焦（其中有事故焦炭）；同時(shí)自產(chǎn)焦的質(zhì)量也有下降，如自產(chǎn)干焦硫分從0.6%—0.7%上升到了現(xiàn)在的0.8%-0.9%。入爐原料中，燒結(jié)礦品位也從57.5%下降到了不足56%，強(qiáng)度從之前的80以上下降到79左右。同時(shí)燒結(jié)事故也在增加，停車后高爐不得不大配比配吃落地?zé)�結(jié)礦，最為嚴(yán)重的是16年八月，暴雨致使燒結(jié)停車后，高爐配吃了60%的落地料，并且未按規(guī)程更換大眼篩底，落地?zé)�風(fēng)化嚴(yán)重，含粉率高達(dá)20%-30%，雨水使粉子粘裹在大塊上，基本完全進(jìn)入高爐，入倉(cāng)燒結(jié)粉子量顯著升高，而此段時(shí)間高爐槽下的返燒率卻不增反降，大量粉子進(jìn)入高爐。原燃料的集中大幅變差嚴(yán)重惡化了高爐料柱的透氣性、透液性，破壞了高爐順行，造成高爐負(fù)荷大幅波動(dòng)，低爐溫頻繁出現(xiàn)，加速了爐墻結(jié)厚， 使?fàn)t墻結(jié)厚成為事實(shí)。煉鐵廠的燒結(jié)混勻料中配加了高爐的除塵灰（包括重力除塵灰、爐前及槽下除塵灰），使高爐堿金屬和Zn等有害元素富集，這是造成高爐爐墻結(jié)厚的重要原因，一高爐在12月份休風(fēng)換風(fēng)口過(guò)程中，有大量銀白色液體流出，后經(jīng)化驗(yàn)，其主要成分為鋅。

4.2 邊緣氣流長(zhǎng)期受抑制

原燃料條件變差后，爐內(nèi)透氣性變壞，壓差升高，高爐為了提高透氣性，結(jié)合一高爐中心氣流容易受抑制的經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)期采取發(fā)展中心氣流的上下部調(diào)劑措施。在上部調(diào)劑中，料制由2015年之前使用較成熟的

改變?yōu)?/span>

，下部調(diào)劑中，主要是使用了半數(shù)的長(zhǎng)風(fēng)口，和部分小風(fēng)口。此料制在初期確實(shí)起到了發(fā)展中心氣流的作用，使得全壓差有所下行，指標(biāo)得以好轉(zhuǎn)，但隨著時(shí)間的推移，邊緣氣流不斷的減弱，最終致使邊緣過(guò)重，為爐墻結(jié)厚創(chuàng)造了條件。

4.3 爐缸側(cè)壁溫度高

從2013年3月開(kāi)始高爐爐缸側(cè)壁碳磚局部溫度異常升高，高爐未能有效處理，雖短期內(nèi)使其下降，但此后還是周期性的出現(xiàn)，為保證安全，高爐被迫采用降低冶煉強(qiáng)度，降低渣鐵流動(dòng)性，增加爐缸冷卻強(qiáng)度，提高爐溫水平的措施進(jìn)行護(hù)爐。護(hù)爐操作嚴(yán)重降低了爐缸的活性，升高了軟熔帶的位置，使大量粘稠爐渣粘著在爐墻上，是爐墻結(jié)厚的誘因。

4.4 慢休風(fēng)頻繁

2016年由于設(shè)備和環(huán)保原因，一高爐慢風(fēng)休風(fēng)率大幅上升，尤其是9月5日至7日，因環(huán)保原因，高爐長(zhǎng)期休風(fēng)，不但延誤了高爐處理爐墻結(jié)厚的最佳時(shí)機(jī)，而且進(jìn)一步加劇了爐墻渣皮結(jié)厚。

5 爐墻結(jié)厚的處理過(guò)程

本次爐墻結(jié)厚的處理可明顯分為兩個(gè)階段，第一階段為8月底至12月1日，此階段主要采取上部裝料制度和冷卻制度的調(diào)劑，第二階段是12月1日至5日，重要采取下部送風(fēng)制度調(diào)劑和添加螢石洗爐。

上部裝料制度的調(diào)劑是第一階段采取的主要措施，在此階段，布料角度礦焦同收了3.5度，最外環(huán)角度由原來(lái)的43.5逐漸降到了40度，布料矩陣由原來(lái)的變至。但是中期由于風(fēng)氧量不斷萎縮，爐頂中心火焰消失，鋼磚水溫差大幅度升高，中心氣流變得極其微弱，高爐對(duì)于優(yōu)先疏導(dǎo)中心還是邊緣產(chǎn)生猶豫，料制上有來(lái)回跳動(dòng)的過(guò)程。

冷卻制度上主要是將軟水進(jìn)水溫度由原來(lái)的40℃提高到了44℃。

第一階段緊緊依靠上部裝料制度放邊和提高進(jìn)水溫度的措施，并沒(méi)有達(dá)到需要的效果，爐墻溫度越來(lái)越低，渣皮越結(jié)越厚，水溫差越來(lái)越低，而且一味的通過(guò)上部料制放邊處理，致使中心氣流減弱，最終使得中心與邊緣兩股主要?dú)饬鞫己芪⑷酰瑝翰畈粩嗌�高，風(fēng)氧量不斷萎縮。

第二階段：送風(fēng)制度的調(diào)整。2016年12月一日，休風(fēng)更換風(fēng)口，將風(fēng)口面積由原來(lái)的0.4149m2擴(kuò)至0.4208m2，長(zhǎng)度為663mm的風(fēng)口有20個(gè)減至13個(gè)，剩余全為643mm。

螢石洗爐。2012年12月1日白42批開(kāi)始加螢石，每批800kg，噸鐵15kg/t,礦批83t，全焦比495kg/t，燃料比640kg/t,上部布料最大角43度，中心12度帶4圈中心焦，矩陣為，走了17.5批后，高爐休風(fēng)386min更換風(fēng)口，復(fù)風(fēng)后連加5罐凈焦（焦批為23t），度5個(gè)風(fēng)口，送風(fēng)后，渣皮開(kāi)始脫落，從上到下，9段靠上先動(dòng)，幅度較大，8-5段銅冷后逐漸波動(dòng)，水溫差上升。水溫差上行到6.5℃。夜班30批停止加螢石，后逐漸捅風(fēng)口加風(fēng)。至12月4日12:00，風(fēng)口全開(kāi)，風(fēng)量加至5700m3/min ，富氧6000m3/h，爐墻逐漸穩(wěn)定，水溫差緩慢下行到2.5℃，上部角度同收一度至42度以防止邊緣過(guò)死，12月5日夜班47批去掉中心焦，中班10批，矩陣改為，后水溫差維持在2.0-2.5℃，中心火焰明顯。逐漸增加焦炭負(fù)荷，降低焦比，恢復(fù)指標(biāo)，如表1所示，到12月9號(hào)，日產(chǎn)鐵已達(dá)到7600t，煤比提高到了100kg/t。

6 總結(jié)

（1）精料是大型高爐順行的基礎(chǔ)，不論是降焦增煤還是強(qiáng)化冶煉，必須以精料為基礎(chǔ)，降低入爐料成本要科學(xué)合理，要嚴(yán)格控制入爐原料的含粉率和有害元素；

（2）中心與邊緣氣流要合理分布，才能取得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，過(guò)分依靠中心氣流容易引起爐墻結(jié)厚；

 （3）加螢石洗爐是處理爐墻結(jié)厚的有效辦法。

參考文獻(xiàn)

[1] 靳偉．邯鋼1260 m3高爐爐墻結(jié)厚的處理［J］．煉鐵，2012，21(6):35～37．

[2］張文．廣鋼3號(hào)高爐爐身結(jié)厚處理實(shí)踐［J］．煉鐵技術(shù)通訊，2005，(11):2～7．