宋永刚

概 述

本钢新1号高炉2009年11月1日进行157 h年修， 复风后因设备故障及更换坏风口等，当月又休风三次。频繁的休风造成了长时间的慢风，炉缸活跃程度逐渐变差，加之风口漏水等因素，炉况顺行遭到破坏，至2010年4月8日发生崩料事故，炉况彻底失常，形成炉缸堆积 [1]。为恢复炉况，冶炼制度方面通过调整风口面积与布料矩阵、轻负荷、洗炉等一系列措施，着力增加入炉风量，提高风速与鼓风动能，活跃炉缸，恢复炉芯温度；操作上精心维护， 稳定炉温和碱度；炉前增加铁口深度，重叠出铁， 改善渣铁排放；原燃料方面则进行精料方针，改进矿筛的管理， 改善入炉粒度。历经半年时间的调整，炉况逐步恢复至正常水平。

本钢新1 号高炉2010 年主要技术经济指标见表1。

失常炉况的表现特征

压量关系紧张。

由于2009年年底高炉慢风时间长，风量始终在5000 m3/min以下运行，进入2010年后想快速将风量恢复到6500m3/min，但随着风量的增加压差急剧升高，2月份达到顶点，高炉已不接受增加风量，3月份把风量退回至6000m3/min，但并没有效缓解压量关系(见图1)，K值(透气阻力系数)始终在3.5左右运行，直至2010年4月8日发生崩料事故。

低煤气利用率，高燃料比。

一季度的最低煤气利用率仅37.0%，造成燃料比高达600 kg/t(见图2)。

炉温波动大。

由于炉缸工作差、风口漏水等原因影响，生铁中Si的质量分数(见图3)与渣铁物理热波动大，使高炉操作难度大大增加。

频繁坏风口。

2010年第1季度共更换32个坏风口，其中90%为下沿烫坏。坏风口向炉内大量漏水，破坏了炉缸工作状态，炉缸工作变差进而导致频繁坏风口，二者形成恶性循环。

  炉芯温度下降。

进入2010年炉芯温度(炉缸陶瓷垫下第1层碳砖表面中心温度)在不断降低(见图4)，3月份达到最低292℃，表明炉缸活跃度严重变差。

恢复炉况措施

精心操作，做好三稳定

2010年4月8日因高压差操作发生崩料事故，事故发生后对所有操作人员集中培训，统一思路，严肃操作纪律。一方面操作上必须做到三稳定，即炉温、料批、碱度的稳定；另一方面必须按上限风压操作，杜绝因挺风压而造成塌料、悬料甚至崩料等事故，减少人为原因造成风口损坏。

造渣制度与热制度调整

针对炉芯温度低，炉缸堆积的症状，2010年3月份进行了洗炉操作，包括酸洗和热洗[2]。酸洗是增加入炉锰矿，降低炉渣碱度，提高铁水中Mn的质量分数，使其达到0.70%，8月份炉芯温度大幅回升后铁水中Mn降低到0.50%(见图5)。热洗则为提高生铁物理热，由1505℃提至1520℃，铁水Si由0.5%提至0.65%，以较低的炉渣碱度，充沛的炉缸温度及配加锰矿以求达到稀释渣铁、热洗炉缸的目的。

送风制度调整

为提高风速，增加鼓风动能，活跃炉缸，疏导气流，通过堵风口、缩小风口直径对风口面积进行了调整(见图6)。实践证明，当风速超过250 m/s、鼓风动能大于13000 kg.m/s时，炉况表现良好，下料顺畅，因此在恢复炉况期间，以此决定开风口的速度，并且只有当鼓风动能大于这一临界值时才进行下一步的动作。恢复炉况期间焦炭负荷轻，适当提高鼓风湿度，为控制理论燃烧温度在2200～2250℃。

装料制度调整

为改善煤气流分布，缓解压量关系，新1号高炉采取集中发展中心气流的策略。2010年4月份发生崩料事故后，经过观察炉顶料面，采取了扩大外环布料角度，由原先的39.5°增加到41.5°，抑制边缘，集中气流，发展中心。经布料制度调整后，压差明显回落，风量显著增加，由崩料后3000 m3/min迅速增加到6000 m3/min，布料矩阵为   在选择中心加焦布料模式之前进行过几次装料制度的调整，采取的是布置两道煤气通路的模式，但效果并不理想，原因在于当时炉缸不活跃，风量萎缩，气流不畅通。更改中心加焦模式后中心气流强劲，中心温度控制在600℃左右，边缘温度控制在80℃以下(见图7)。10月份炉况恢复已经接近于正常，此时为保证中心气流，选择减少中心矿石档位，适当扩大中心加焦量来开放中心，布料矩阵调整为 ，风量迅速突破到6700m3/min，炉况得到进一步强化。

渣铁排放制度调整

因炉缸不活跃，炉前铁口出铁不均，经常出现假喷现象，渣铁排放不利反过来也影响炉况的恢复，因此对渣铁排放制度进行了调整。首先增加铁口深度，由3.5 m增加到3.8 m。增加铁口深度更有利于排净炉缸渣铁，活跃炉缸，减少坏风口的几率。其次实行重叠出铁，重叠出铁时间大于15 min。这样即可避免打不开铁口而憋炉子，又能保证渣铁排净，在铁口喷溅时堵铁口，对维护铁口有利。

降低炉底冷却

新1号高炉炉底冷却形式为水冷，正常冷却水量为550 m3/h，2010年3月份将水量下调至400 m3/h；休风期间将冷却水量下调至200 m3/h，这对遏制炉芯度下降起到了积极作用。

强化入炉料筛分管理

(1)改进烧结矿筛，将双层棒条筛改为单层。改进后烧结返矿率大幅提升，由8.0%提高至12.0%，切实的增加了入炉烧结矿粒度。

(2)增加块矿的过筛率，将由原先的物流供料时的单次过筛再增加一次，即在入炉称量时过筛。

(3)扩大焦筛网径，将原先的25 mm的焦筛调整为(25 mm/2)+(32 mm/2)，以此增加入炉焦炭粒度。

恢复效果

经过半年的恢复，炉缸工作状态逐步好转，炉芯温度在2010年7月份开始回升到正常水平，坏风口相应减少，压量关系得到改善，高炉风量10月份增加到6700 m3/min，11月份高炉平均产量超过万吨。煤气流分布亦趋于稳定，中心气流强劲，炉墙温度平稳。伴随着冶炼强度的提高和负荷的增加，煤气利用也转好，燃料比大幅度下降。

结束语

可以看出，针对本次炉况失常的特征，本钢新1号高炉采取多项恢复炉况措施，经过半年时间将炉况恢复正常。通过对这次失常炉况的恢复，对今后的高炉生产积累了宝贵经验，其主要经验及需要改进的措施如下：

(1)重视炉缸工作状态，加强对炉芯温度的管理，防止炉缸堆积。

(2)炉况失常时，必须作好上、下部调剂，选择合适的鼓风动能做为参考，控制好炉内煤气流分布，确立以中心气流为主的操作思路，确保煤气通路顺畅。

(3)一旦发生炉缸堆积，需要全方位支撑恢复， 包括原燃料的管理、炉前渣铁排放、炉内精心操作以及各项制度的调整等。

(4)此次炉况恢复时间长达半年，部分参数是否调整到位，能否缩短恢复炉况时间仍值得我们去思考。

 参考文献

[1]范广权，高炉冶炼操作。北京：冶金工业出版社，2010

[2]张寿荣，于仲洁，高炉高炉失常与事故处理。北京：冶金工业出版社，2013