漢鋼2號(hào)高爐爐缸燒漏事故調(diào)查分析

摘 要：對(duì)漢鋼2#高爐爐缸燒漏事故進(jìn)行了調(diào)查分析，認(rèn)為爐缸燒漏的主要原因是一代爐齡到期，爐缸爐底碳磚侵蝕嚴(yán)重，又加上冶煉含有鉛鋅的原料，導(dǎo)致爐缸爐底鉛富集，加速碳磚破損，從而導(dǎo)致爐缸燒漏，并提出今后應(yīng)采取的措施和建議。

關(guān)鍵詞：高爐 爐缸 燒漏 分析

中圖分類號(hào)：TN2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（a）-0063-01

漢鋼2#高爐（450 m3）自2008年開爐生產(chǎn)以來，高爐運(yùn)行平穩(wěn)，生產(chǎn)指標(biāo)逐步提高，因爐頂設(shè)備更換為無料鐘爐頂后，熱風(fēng)壓力和爐頂壓力都得到提高，高爐利用系數(shù)由中修前的2.8 t/m3·d提高到3.1 t/m3·d。2008年7月開始煉鐵廠三座高爐較大比例配用本地球團(tuán)礦（硫酸渣和精礦粉焙燒而成），而本地球團(tuán)礦中鉛、鋅和砷的含量大大超過公司內(nèi)控制標(biāo)準(zhǔn)，在本地球團(tuán)礦配加達(dá)到15%以上時(shí)，從鐵口炮泥往外滲鉛，每爐鐵后，渣、鐵溝里都有鉛，渣溝的流嘴處吊著5～10 kg的鉛墜子，休風(fēng)換風(fēng)、渣口小套時(shí)，鉛、鋅液會(huì)不斷流出。陸續(xù)3年使用含鉛鋅的球團(tuán)礦致使高爐內(nèi)重金屬積存嚴(yán)重超標(biāo)。2012年2月2日9：52′，2#高爐發(fā)生了爐缸燒漏事故，從爐缸燒漏處排出的鉛液（塊）總重約2.5 t，排放的爐渣約10 t左右。事故發(fā)生后，高爐大放風(fēng)、采取緊急切煤氣和出鐵等措施，于10：20′左右高爐安全休風(fēng)。因爐缸燒漏時(shí)高爐剛出完鐵19分鐘，鐵面尚未到達(dá)炭磚開裂高度，從而避免一起惡性事故。

1 爐缸燒漏前的高爐維護(hù)

1.1 爐缸生產(chǎn)現(xiàn)狀調(diào)查

2011年10月份，煉鐵廠對(duì)2#高爐生產(chǎn)運(yùn)行進(jìn)行了細(xì)致的調(diào)查分析，認(rèn)為高爐爐缸存在著較大的安全生產(chǎn)隱患。爐缸冷卻壁水溫差偏高（2.1 ℃～3℃）、爐底溫度波動(dòng)大，爐料中堿金屬及有害元素（Pb、Zn、As）含量高，高爐操作面臨爐役后期風(fēng)險(xiǎn)加大的不利局面。

1.2 護(hù)爐措施

針對(duì)高爐爐缸隱患，2011年10月25日煉鐵廠制定并下發(fā)了《高爐護(hù)爐措施》。

（1）降低冶煉強(qiáng)度，強(qiáng)化爐況工藝管理與操作，發(fā)展中心、抑制邊緣氣流，嚴(yán)格控制低料線、減少或杜絕高爐崩料懸料，促進(jìn)爐況長期順行。（2）配加釩鈦球團(tuán)礦護(hù)爐，減少本地球團(tuán)礦使用。（3）強(qiáng)化風(fēng)、渣口區(qū)和爐缸冷卻壁水溫差的測量與監(jiān)控，看水工每班必須檢查爐缸四次，并要求每班認(rèn)真測量1～3段冷卻壁水溫差及爐殼表面溫度不少于兩次。（4）利用紅外線測溫設(shè)施對(duì)爐缸爐殼表面溫度定時(shí)、逐塊測量。（5）嚴(yán)格控制八段及以上冷卻壁水量，強(qiáng)化高爐下部冷卻。（6）嚴(yán)格控制[Si]在0.4%～0.7%；[S]在 0.015%～0.040%；[Ti]在0.15%～0.20%。（7）禁止高爐配加錳礦、螢石洗爐。（8）強(qiáng)化鐵口操作與維護(hù)，出盡渣鐵。（9）爐前工配備專用防塵口罩，加強(qiáng)爐前除塵設(shè)備管理，保證員工身心健康，減少環(huán)境污染。

2 爐缸燒漏情況調(diào)查

2.1 燒穿部位

2#高爐發(fā)生了爐缸燒漏事故，停爐后現(xiàn)場調(diào)查確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)爐缸燒漏位置在南渣口下方爐缸二段第8塊與第9塊冷卻壁之間、距渣口大套法欄下沿約400 mm處。

2.2 侵蝕狀況

（1）冷卻壁：爐缸一至三段為光面冷卻壁，由于渣鐵侵蝕，以及鉛富集，導(dǎo)致環(huán)形炭磚開裂，鉛和爐渣通過第二段第八塊冷板（2～8）與第九塊冷板（2～9）之間的縫隙燒損爐殼流出。（2～8）冷板與（2～9）冷板位于南渣口下方，因正對(duì)安裝接縫處三層環(huán)形炭磚縱向開裂，與爐內(nèi)貫通，鉛液從裂縫滲出，破壞掉冷板豎縫填料，直接與爐殼接觸，隨溫度變化而對(duì)爐殼產(chǎn)生巨大徑向壓力，脹破爐殼，積存的鉛液流出之后，爐渣隨之傾泄而出，燒損冷板，面積達(dá)0.6 m2。

（2）爐缸環(huán)形炭磚：2#高爐共9層環(huán)形炭磚，在清理爐缸時(shí)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)爐缸環(huán)形炭磚有三處大的裂縫，分別在鐵口、兩個(gè)渣口處，環(huán)形炭磚中滲鐵多處，磚襯較薄。

①炭磚裂縫：爐缸燒漏，主要是因?yàn)檎龑?duì)（2～8）冷板與（2～9）冷板接縫的炭磚處開裂所致。該裂縫處位于南渣口正下方，縱向有一條通透裂口，與（2～8）和（2～9）冷板間豎縫相平。距法蘭高度200 mm、350 mm、600 mm處，炭磚裂縫寬度分別約為600 mm、110 mm、

320 mm，裂縫近于垂直到一段冷板上沿，共計(jì)高708 mm，裂縫內(nèi)充滿殘鐵、渣及不連片的鉛片。

②環(huán)形炭磚侵蝕：鐵口中心線下100 mm處，環(huán)形砌炭磚有一條向外環(huán)形凹槽，是渣鐵排出時(shí)環(huán)流沖刷所致。鐵口框處侵蝕最深，殘余磚厚僅330 mm，南渣口下方磚厚約420 mm，西渣口下方磚厚約480 mm，鐵口北面磚厚僅120 mm。環(huán)形炭磚塊與塊、層與層之間都有鉛和鐵，鐵口下方最多。

（3）爐底侵蝕：此次扒爐后在清理爐底炭磚時(shí)，發(fā)現(xiàn)從爐基耐熱混凝土到爐身磚襯之間都含鉛。南渣口下方一段冷板（1～9）和（1～10）與爐殼間所灌泥漿全被鉛片包圍，在兩塊冷板與炭磚間有連片鉛片；各層炭磚水平面鉛片厚約10 mm；在殘鐵底部與第二層炭磚侵蝕面內(nèi)，有直徑約3500 mm的橢圓形鉛餅，重約1500 kg；在碳素?fù)v料與混凝土界面上，有一直徑達(dá)600 mm、厚約10 mm的圓形鉛餅。爐底侵蝕最最深處，殘余炭磚厚約540 mm，中心炭磚布滿裂紋，最寬處約5 mm。

3 分析

（1）2#高爐服役時(shí)間長，未能及時(shí)停爐大修是本次爐缸燒漏的重要原因。2#高爐2003年2月大修開爐至2012年2月歷時(shí)8年10個(gè)月，單位出鐵量達(dá)到6634.10 t，已屬爐役末期；且爐缸炭磚破損、侵蝕加劇，致使?fàn)t缸燒漏的機(jī)率增大。（2）原料中鉛和鋅等重金屬含量超標(biāo)，是這次爐缸燒漏直接原因。從2008年到2012年2月份，高爐吃進(jìn)本地球團(tuán)礦中，鉛、鋅含量最高達(dá)到了0.31%，超過公司內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)的3～6倍。因球團(tuán)礦帶入的鉛量最高達(dá)0.315 kg/t Fe，鉛負(fù)荷最高達(dá) 0.356 kg/t Fe。（3）2#高爐渣口部位采用粘土澆注料與環(huán)形炭磚結(jié)合砌筑，存在較大的工藝缺陷。澆注料與環(huán)形炭磚不是同一種材質(zhì)，在高溫條件下，易產(chǎn)生裂紋，渣鐵極易侵蝕爐缸環(huán)形炭磚及砌縫；日常放渣時(shí)又對(duì)渣口附近耐火材料造成的沖刷，致使渣口下方的炭磚被大量侵蝕，環(huán)形炭磚逐步形成貫通縫。（4）每年的年修燜爐及設(shè)備大檢修，頻繁開、停爐造成的高爐工藝性升溫與降溫，以及爐役后期的過分強(qiáng)化，對(duì)爐缸炭磚的破壞有著不可估量的負(fù)面影響。（5）晚點(diǎn)出鐵、邊緣氣流抑制不夠、工藝休風(fēng)多等因素，加劇了爐缸內(nèi)鐵水環(huán)流對(duì)爐缸炭磚的侵蝕和爐缸熱負(fù)荷的過度增加，加劇了爐缸炭磚的破損。

4 結(jié)語

（1）定期對(duì)入爐礦中堿金屬及Pb、Zn、As含量的檢驗(yàn)，并根據(jù)化學(xué)成分調(diào)整配料方案，降低有害元素的入爐負(fù)荷，定期適時(shí)對(duì)爐底排鉛。（2）在爐役后期，及時(shí)成立護(hù)爐小組，制定護(hù)爐措施，加強(qiáng)冷卻水溫度、壓力的監(jiān)控。高爐操作上控制合適的冶煉強(qiáng)度，控制邊緣、發(fā)展中心，減少鐵水環(huán)流對(duì)爐缸的侵蝕強(qiáng)度。（3）采用適量的釩鈦磁鐵礦配加在爐料中，形成適量的含鈦爐渣以保護(hù)爐缸和爐底。