陈志强1       南映斗2

（1.本钢集团北营炼铁厂；2.本钢集团北营公司科技管理部）

摘 要 对炉缸冻结事故的原因和处理进行总结。炉前组织不到位、频繁休风延长了炉况恢复的时间，科学规范的组织对高炉冻结事故处理的成功与否起着至关重要的作用。

关键词  非计划休风  炉缸冻结  高炉

北营炼铁厂9号高炉有效容积450m3, 2010年12月29日发生一起因设备故障导致非计划休风引起的炉缸冻结事故。这次事故共烧坏（漏）小套5个、中套4个和大套2个，高炉连续5天没有产量，经济损失巨大。

1 事故经过

2010年12月28日 9号高炉炉况顺行，全风操作，热风压力245kPa,焦炭负荷4.315t/t,煤比135kg„ 2:20正常出铁后堵口，2:23渣口侧炉身中部四层一块冷却板烧出，喷出焦矿混合物料约100t,烧坏电缆， 高炉紧急休风时送风系统没有灌渣。

12月29 0,10:03复风（共休风1869min）。送风时集中堵3号、5号〜10号共7个风口，风量650m3/mm, 热风压力87kPa,炉顶压力25kPa,风温550°C。后经倒炉和强化烧炉，10:25风温提高到700°C，在送风后 1个多小时里，风口忽明忽暗，涌渣现象严重。直到风温近800°C,涌渣现象才有所缓解，但风口仍偏暗。10:35铁口打开，渣铁无流量，渣铁计不足1t,堵口时少许打泥。炉内加风至700m3/min„在11:10和12:10 两次打开铁口后均无渣铁流出，铁口大喷后堵口。12:27, 7号风口送风系统烧穿，紧急休风后检查发现，4 号直吹管及波纹管下段和10号直吹管灌死，7号风口大、中、小套及直吹管烧坏。休风后，7号风口共流出渣铁约5t。15:00复风，堵4号〜11号共8个风口，用6个风口送风风量250m3/min,热风压力40kPa,压差31kPa,风温650°C。在15:00〜18:20,炉前两次开铁口，均无渣铁排出。18:25, 2号风口大、中、小套漏水，休风，送风的6个风口送风系统全部灌死。至此高炉共送风350min，计算生产铁量约80t,由于风口至铁口之间无通道，生产的渣铁无法渗透到炉缸并从铁口排出，此时炉缸冻结已经形成。

2  原因分析

2.1 在重负荷料情况下长时间非计划休风

9号高炉正常生产的高炉焦炭负荷为4.315t/t,因冷却板烧出同时喷出大量混合料以及烧毁数据电缆造成高炉紧急休风时间长达1869min,是这次事故的直接原因。由于是非计划休风，高炉没有补入足量的净焦,休风期间的热损失过大。复风后炉缸还来不及充分预热，熔化下来的液态渣铁就进入炉缸，低温渣铁再次在风口与铁口间凝结形成“隔断层”，形成炉缸冻结。液态渣铁无法下到炉缸底部从铁口排出除，而是在风口区聚集烧坏风口，高炉被迫休风处理。长时间和频繁的休风又进一步降低炉缸温度，加深冻结的程度。

2.2  自产焦质量变差

在事故发生的前一星期，焦炭热性能指标变差，恶化炉缸透液能力是这次事故的主要原因。12月21日〜 28日焦炭热性能分析和主要指标见表1。从12月22日焦炭反应后强度CSR从55%下降到51%,高炉燃料 比大幅增加，操作者为追求指标在煤负荷上基本上没有调剂，大量未燃煤粉和焦粉在炉缸聚集，炉缸透液能力降低。

2.3 复风后风口自动吹开

复风后风口自动吹开后未能及时发现，是这次事故的次要原因。风口未能按要求堵死，在送风后不久7 号、8号、10号风口就被吹开，高炉仍维持原来的送风制度，造成风口数量多且不集中。加之复风后风温低于700°C （休风时间太长热风炉风温提不起来），风口区理论燃烧温度过低，炉缸热状态未获改善，送风后不断产生的低温渣铁无法到达铁口排出，而是在风口区域积聚，越来越多的渣铁最终导致风口烧穿[1]。

2.4 对非计划休风的处理经验不足

对于此次非计划休风，我们的高炉操作责任人和管理部门经验不足，未能建立相应的复风方案和应急措施，仅当做一次平常的非计划休风处理，主要表现在以下几个方面。

2.4.1 休风后对高炉采取保温措施不到位

当高炉炉皮烧穿，明知非计划休风时间较长的情况下，休风结束后对高炉采取保温措施不够，炉缸热量损失巨大。高炉复风后炉前铁口表现出铁困难，前三次开铁口后没有渣铁流出，表明炉缸热量明显不足。随后生产处处被动，最终形成恶劣的炉缸冻结事故。9号高炉非计划休风31小时，在一定程度上讲不应该出现这么严重的冻结事故。首钢京唐1号（5500m3）高炉无计划休风180多小时，由于措施到位，复风后仅用87.87h就实现成功恢复[2]。如果在非计划休风后，我们的操作者将问题的严重性认识得充分一点，将保温措施落实到位，或许就能避免这次事故。

2.4.2复风后对堵泥风口检查不到位

由于是冬季生产，高炉打水，整个高炉被雾气笼罩，送风后7号、8号、10号风口自动吹开没能够及时发现。失去了二次休风堵风口的机会，导致事故扩大。如果在复风前制定了严格的控制措施，对风口的检查落实了具体的责任人，也就不会出现因7号风口送风系统烧穿再次紧急休风的情况。

2.4.3对事故苗头重视不够

高炉复风后炉前铁口表现出铁困难，连续开铁口后没有渣铁流出，其表明炉缸热量明显不足。对这一征兆，当班操作者没有高度重视，及时果断地调整操作制度，最终形成恶劣的炉缸冻结事故。即使是在7号风口大中小套均烧毁后，仍然没有意识到炉缸冻结程度的严重性，未能按处理炉缸冻结标准要求，及时烧通铁口与送风风口间通道。导致后来的反复烧风口套，大量的冷却水进入炉缸，加重炉缸冻结的程度，增加事故处理的难度并延长事故处理时间。

3  炉况恢复实践

3.1  第一阶段

12月30日2:35复风。休风时更换全部灌死的送风系统，准备送风的风口全部烧氧，保证送风后能正常进风。送风时堵2号〜12号共11个风口，风量120m3/min,热风压力50kPa,顶压7kPa,风温650℃。 送风后不久风口忽明忽暗，涌渣。此时炉前全力组织烧铁口，铁口角度按-3°向上烧，争取打通风口与铁口间通道。到4:30铁口烧进3m多仍不见渣铁流出，5:00铁口来水，休风后查出是14号风口中套漏水。

6：50休风，送风的3个风口全部灌死，高炉休风后更换全部灌死的送风系统。第一阶段处理失败。

3.2  第二阶段

经炉况恢复小组讨论决定，按渣口-铁口的出铁方案同时进行准备工作。首先卸下渣口一套、二套和三套并砌砖，以渣口作临时出铁口，烧通与渣口相邻的7号、8号、9号风口。在此期间炉前组织力量烧大铁口孔道直径，通过铁口进行爆破来炸松炉缸内料柱，达到铁口与上方风口透气的目的。从两次爆破的效果来看，炉缸内料柱已经疏松透气，但没有渣铁流出。

3.2.1渣口作临时出铁口出铁

在没有来得及烧通风口与铁口通道情况下，为缩短休风时间，高炉于17:40复风。用7号、8号共2个风口送风，风量200m3/min,热风压力80kPa,压差73kPa,风温700°C。7号风口很快被凉渣堵死，8号风口忽明忽暗，涌渣。送风后在临时铁口连续烧氧，燃烧的焦炭增加该区域热量，熔化冷凝的渣铁。在烧氧引流的情况下，18:30渣口排出流动性极差的凉渣铁约3t,随后8号风口逐渐转亮。19:25-21:02 (97min)休风堵临时铁口，清理渣口部位凉渣约10t。复风后风量150m3/min,热风压力80kPa。临时铁口仍坚持连续烧氧，不断有凉渣铁混合物排出。22:40,捅开9号风口。

12月31日, 0:35-2:40休风堵临时铁口，并清理渣口部位凉渣约10t。复风用8号、9号风口送风，风 量300m3/min,热风压力80kPa。随后逐渐风口明亮耀眼，表明上部无新的渣铁生成。13:00,经计算的炉顶装入的净焦下达，具备转入恢复铁口出铁条件。第二阶段工作取得初步成功。

在渣口出铁过程中组织另一队人员烧铁口，要求尽可能向渣口方向烧，目的是将临时铁口区的高温煤气向铁口处引。在贯通铁口与渣口后，临时铁口的煤气火明显减少，部分煤气从铁口喷出。由于入炉风量较少,无法达到快速加热炉缸的目的，为加快炉况恢复进程决定休风恢复铁口出铁。

3.2.2铁口出铁

14:42〜次日6:37休风，去除渣口的临时铁口功能，恢复铁口出铁。卸下铁口侧6个风口的中套、小套后烧氧，在径向烧出一定距离向铁口方向烧，使风口与铁口贯通，保证送风后新生产的渣铁能渗透到炉缸并通过铁口及时排出，烧出空间用新焦炭和工业盐填充。

1月1日6:37复风，用1号、14号共2个风口送风，风量200m3/min,热风压力60〜70kPa,风温660°C。送风初期，风口较暗，涌渣。送风后，铁口开始深红色的喷瓦斯火，表明炉缸因漏水温度严重不足。先后捅开8号风口和9号风口，用8号、9号、1号和14号共4个风口，增加入炉风量，利用渣口侧燃烧净焦 产生的高温煤气来加速提高炉缸温度。11:30,铁口出渣铁5t, 1号、14号风口涌渣解除，风量自动回到 300m3/min,热风压力50kPa。随后，铁口每次能排出凉渣铁量在2〜3t。

为争取风量，加快炉况恢复过程，13:00捅开2号风口，14:00捅开10号风口。新打开的风口工作很差， 很快被凉渣铁糊死，风口一直不见亮。逐渐加风和提高热风温度，14:50,风量520m3/min,热风压力85kPa, 压差67kPa,风温880℃。

14:55, 9号风口中套漏，休风更换。复风用1号、2号和14号风口送风，风量300m3/min,热风压力 80kPa,压差66kPa,风温700°C。此后铁口每次能排出凉渣铁量在5〜10t。操作上按开风口、加风、再开风口的步骤进行。1月2日0:05捅开3号风口，2:10捅开4号风口，开风口进程见图1。4:15〜5:32和8:25〜 9:50两次休风更换漏水的4号风口小套。到1月3日12:00恢复全风口操作，高炉转向指标恢复阶段。

4  处置过程分析

炉缸冻结形成，炼铁厂在第一时间成立事故处理和炉况恢复小组，由厂长担任小组长，小组成员包括全厂技术骨干、炉前技师、事故高炉作业长等。由小组长负责召开小组会议，小组成员充分发表意见，集思广益，最终形成统一的炉况处理恢复方案。随时跟踪处理进程，分阶段召开有针对性的临时会议，对方案实施进行评估、总结和调整。

4.1 了解炉缸冻结的全过程，确定正确的铁口处理方法

此次炉缸冻结处理采用渣口出铁的方法，在炉前铁口采取铁口孔道上移、炉缸内爆破，集中烧氧等先进方法，从结果来看方法措施是正确的。

4.2 制定科学的装料方案

因为是无计划休风，没有休风料，炉缸内的热损失全靠送风后从炉顶加入的焦炭来弥补。在复风后装料首先集中加焦100t,硅石l0t,萤石、镒矿各3t, 一方面尽快提高炉缸热量，另一方面延缓上部新生成渣铁速度。轻负荷料疏松料柱，保证煤气流上升和炉料下降的通畅，轻负荷料加洗炉剂，并降低炉渣碱度，改善渣铁流动性。从实际效果来看，［Si］基本控制在1.5%〜2.5%之间，所以说这次复风料安排是成功的。

4.3不足之处

不足之处如下：

（1）炉缸冻结事故形成后，由于对炉前作业人员未能进行合理的组织调配，出现一人多岗、多人无岗，例如，在渣口出铁阶段就出现晚上没有人干活的情况。

（2）风口处理不彻底，导致风口频繁烧坏（漏）休风处理，拖延事故处理时间并引发其他事故。这次事故为处理风口休风次数共10次（约47h）,占全部休风时间的38.63%。

5  小结

结论如下：

（1）本次炉缸冻结事故由于措施得当，在较短的时间内高炉转入正常生产，整个过程是成功的。但是炉前组织不到位、频繁休风处理风口延长了炉况恢复的时间。

（2）非计划休风后，对高炉采取保温极为重要。针对较长时间的无计划休风，炉况恢复难度加大、甚至炉缸存在冻结危险的不利情况，应在休风后立即采取保温措施，减少热量损失。

（3）炉缸冻结事故一旦形成，制定合理的处置方案也很关键，特别是建立完善的炉前组织系统是非常必要的。多次实践证明，炉前岗位的技术操作和组织管理如何对高炉能否尽快恢复生产起着决定性作用。

（4）长时间非计划休风高炉复风前要先采用集中堵风口，以少量风口送风很重要。不送风的风口一定要堵严实，对未能堵住而自动吹开的风口要及时休风二次堵风口。

（5）高炉生产管理过程中，需要建立科学规范的操作制度。通过制度化操作管理，可以将事故消灭在萌芽中。

6  参考文献

［1］刘元意，王子金.高炉压注造衬的休复风操作［J].山东冶金,2002,24:40.

［2］任立军，魏红旗.首钢京唐1#高炉处置长时间无计划休风实践［J］.炼铁,2011（2）,26.