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高炉悬料预防的压力体系协同机理与全流程操作实践2

4 炉料结构与原燃料质量管理

炉料结构对悬料的影响贯穿高炉全高度,直接反映在压差的变化上。合理炉料结构需满足高炉渣碱度适宜、冶金性能稳定及矿种精简等原则。核心评判指标包括熟料比、入炉品位、粒度组成与粉末控制以及冶金性能的匹配性。

焦炭质量劣化是导致恶性悬料的主要诱因。柳钢1500m³高炉2023年的恶性悬料事故即为典型例证:2023年9月焦化干熄焦系统检修60天,大量配用水焦,最高配用比例达55%,水焦强度低且质量不稳定,导致高炉气流每况愈下。10月9日调整装料制度后,10日即出现1次管道和5次悬料,坐料料线最深达12.3m。

中阳钢铁1780m³高炉在2018年采取“焦包矿”的布料模式,常出现气流稳定性差、压差升高就会悬料等问题,年平均日产不超过3800t。2019年从入炉原料、装料制度、风口布置上全面优化后,炉况才逐步改善。该案例说明,单一制度的调整难以解决系统性问题。


5 坐料后的恢复操作与赶料线节奏把控

坐料是处理悬料使炉况恢复正常的关键操作,但坐料本身往往造成深料线。坐料后的恢复操作——尤其是赶料线的节奏把控——直接决定了炉况能否平稳恢复,也是防止再次悬料的关键环节。


5.1 坐料前的准备与坐料操作要点

坐料前必须做好充分准备:与鼓风机、燃气管理部门、热风炉、厂调度室等联系并经过认可;炉顶和除尘器通入蒸汽;高压操作转为常压操作;停止喷吹;确认炉顶余压发电机组已停止运转;装满料线并提升料尺,且料线必须达到正常水平,禁止低料线坐料;全闭冷风调节阀和冷风大闸;坐料必须在打开渣口后或出铁后进行。

坐料操作每次减风后观察1-2分钟,若料尺无明显下降、透气性指数无明显回升,即可继续减风坐料。坐料应一次彻底,不急于回风,严防反复。


5.2 坐料后风量与风压的阶梯式恢复

坐料后复风量的恢复必须分台阶进行,这是防止再次悬料的第一道防线。

风量恢复的阶梯式原则: 坐料后复风量要分几个台阶(5-7个)逐渐恢复风量。坐料后需按悬料位置控制风量上限:上部悬料时回风操作阶段上限风量不超过全风量的80%-90%,下部悬料时不超过70%-80%。逐步恢复风量时每次加风间隔5-6分钟,并参照透气性指数确定合适的风量使用范围。

风压恢复的阶梯式原则: 风压升高也要分几个台阶——第一次为50kPa,以后每次10-20kPa,最后为1-10kPa。

回风操作的时间控制: 每次加风后应观察料尺动作和压差变化,确认炉况接受后再进行下一次加风。坐料后料线恢复期间,风压平稳是前提。


5.3 深料线条件下的净焦补偿

坐料造成的深料线意味着大量炉料未经充分预热和还原便进入炉缸,热量损失严重。必须在赶料线过程中通过净焦补偿来恢复炉缸热状态。

净焦加入量应根据料线深度确定:超过正常料线0.5m以内加1批,0.6-1.5m加2批,1.6-2.5m加3批,2.6-3.5m加4批。炉凉悬料切不可采用降低炉温措施,而是在坐料后用小风量恢复,在保证顺行的同时恢复正常炉温。坐料后可多加些净焦,在炉况恢复起来的一段时间,炉温可维持高点,保持渣铁热量充足。


5.4 赶料线的节奏把控——防止再次悬料的核心

赶料线是坐料后恢复操作中最关键的环节,也是再次悬料风险最高的阶段。建龙西钢6号高炉的教训极具警示意义:2019年10月5日减风坐料后料线塌至6.7m,回风后逐步赶料线至5.5m处多次出现难行悬料,炉身下部静压频繁升高。操作人员调整布料制度后,料线赶至5.5m以内仍出现料尺横尺。这一案例深刻说明:赶料线过程中料线恢复到一定高度时,炉料到达软熔带位置,透气性急剧恶化,极易再次悬料。

赶料线节奏把控的核心操作要领可概括为“慢、稳、补、调”四字原则:

(1)慢——控制赶料线速度,切忌过急。

赶料线不能太急,要均匀上料,防止悬料或恶性悬料。莱芜某厂1280m³高炉因上料设备故障造成低料线4m,赶料线过急,料满后悬料,进一步处理不当导致顽固悬料,最终引发炉凉,用十多天才处理正常。这个案例说明,赶料线过急带来的风险远大于低料线本身。

(2)稳——保持风压平稳,按台阶恢复风量。

赶料线过程中应保持风压平稳。每次加风必须观察料尺动作和压差变化,确认炉况接受后再进行下一次加风。减风是赶料线的最好办法,但不适宜于长期低料线作业。

(3)补——根据料线深度足量补加净焦。

低料线一定要减轻焦炭负荷,根据料线深度和时间而定,一般轻焦炭负荷10%~30%。当赶料线到炉料碰撞点时,可改料制以疏松边缘。加焦一般伴随着降碱操作,因低料线,提硅保热降碱度。

(4)调——临时调整布料制度,疏松边缘气流。

坐料后应临时采用疏松边缘的装料制度。连续悬料时,回风压力要低,并应缩小批重,集中加些净焦或减轻焦炭负荷。低料线的炉料到达风口区时,如遇风压高、炉况不顺,可改n批加大两股气流料制或适度减风。


5.5 赶料线过程中关键节点的风险识别与干预

赶料线过程中存在三个关键风险节点:

节点一:料线恢复至软熔带高度时。 这是再次悬料风险最高的时刻。此时应提前降低压差控制目标,适当放慢加风节奏,必要时可临时增加1-2批净焦。

节点二:料线恢复至炉身下部时。 低料线的炉料到达风口区,如遇风压高、炉况不顺,可改n批继续加大两股气流料制倒装料或适度减风。

节点三:赶料线后期接近正常料线时。 此时不可急于将风量加至全风,应维持较低压差运行一段时间,待料线完全正常、炉温回升后再逐步恢复全风。


5.6 案例:柳钢1500m³高炉深料线恢复的教训与经验

柳钢1500m³高炉2023年10月的恶性悬料事故中,坐料料线最深达12.3m。面对如此深的料线,恢复过程极为困难——高炉不接受风量,气流不通透气。恢复过程中主要采取了以下措施:采用集中加焦补充热量;缩小矿焦装料制度的角度及扩大矿焦角度负差值;以发展边缘气流为主疏通高炉气流;在恢复过程中保持充足的炉温。

这一案例的经验表明:深料线恢复的核心在于——足量补热(集中加焦)、疏通气流(发展边缘)、控制节奏(缓慢加风)。三者缺一不可。


5.7 案例:建龙西钢6号高炉赶料线再次悬料的教训

建龙西钢6号高炉2019年的炉况失常是赶料线节奏失控的典型案例。该高炉10月5日减风坐料后料线塌至6.7m。回风后逐步恢复参数,料尺正常后开始赶料线,但赶料线至5.5m处多次出现难行悬料,炉身下部静压频繁升高。操作人员将布料制度由多环变为单环,同时配吃萤石、锰矿进行洗炉,但炉况顺行无明显好转。直至10月6日发现风口小套漏水,休风更换后才逐步恢复。

该案例的教训包括:赶料线过程中未能在关键节点提前预判并减速;布料制度调整未能有效疏松边缘气流;风口漏水等设备问题加剧了恢复难度。这一案例深刻说明:赶料线过程中的再次悬料风险极高,操作者必须在料线恢复到关键高度时主动减速、提前干预,而非被动等待悬料发生后再处理。



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