鞍鋼鲅魚圈4038 m3高爐布料溜槽事故判斷及處理

唐繼忠，姜彥冰，周明燦

（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口115007）

高爐爐頂布料溜槽具有很大的靈活性和均勻性，是目前多數(shù)高爐采用的布料設備。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司（以下簡稱鲅魚圈）4038 m3高爐爐頂溜槽設置11個環(huán)位，每個環(huán)位對應1個傾角，由里向外傾角逐漸增大，螺旋布料由外環(huán)開始，逐漸向里環(huán)進行。由于高爐爐頂布料溜槽長時間處于高溫（100～500 ℃）、高壓（200～250 kPa）的工作環(huán)境中，且承受著料流的沖刷和侵蝕，通常具有固定的壽命周期，屬于高爐需要定期更換的備件。一般新溜槽的使用壽命為1年左右，經(jīng)過多次返廠修復的溜槽使用壽命僅為3～5個月。當布料溜槽出現(xiàn)異常時，與設定值相比，料流軌跡將出現(xiàn)大的偏差，破壞料面形狀和煤氣流分布，導致高爐爐況失常。所以，高爐爐頂布料溜槽的工作狀態(tài)對高爐操作至關重要。

本文結合鲅魚圈高爐近些年來的生產(chǎn)實際情況，介紹了布料溜槽出現(xiàn)異常事故的判斷過程，總結出布料溜槽異常時的特征，并提出了相應處理措施。

1 布料溜槽異常事故判斷

1.1 布料溜槽彎曲后斷裂掉落

爐頂布料溜槽彎曲是溜槽長期使用后出現(xiàn)的普遍現(xiàn)象。對每次更換下來的舊溜槽進行測量，發(fā)現(xiàn)都會有1°左右的彎曲。這種小幅度的彎曲，雖然對高爐布料有一定影響，但都能通過高爐日常裝料制度的調(diào)整予以消除，不會對高爐產(chǎn)生大的影響。但當溜槽彎曲嚴重時，邊緣氣流會過度發(fā)展，無法通過調(diào)整裝料制度消除影響，此時必須休風，更換溜槽。

2009年4月12 日，鲅魚圈1#高爐（4038 m3）布料溜槽發(fā)生先彎曲后斷裂掉落事故。事故過程如下：3月中上旬，1#高爐爐喉溫度一直穩(wěn)定在100℃以下，爐頂溫度保持在180℃左右。從3月末到4月10日，爐喉溫度處于緩慢上升狀態(tài)，由100℃逐漸上升到240℃。4月11日，爐溫持續(xù)維持在鐵水中硅含量0.200%左右水平，大幅度提升焦比，爐溫仍未升高。16：40爐喉溫度開始上升，在30 min內(nèi)由270℃快速升到400℃，爐身上部壁體溫度也緩慢上升，高爐邊緣氣流嚴重過盛，熱量損失大，出現(xiàn)料速越快，爐頂溫度越低，爐喉溫度越高的現(xiàn)象。到4月12日8：00，爐喉溫度急劇上升至634℃，至此，高爐操作人員判斷爐頂布料溜槽可能出現(xiàn)彎曲或掉落情況，決定休風檢查。休風后，發(fā)現(xiàn)溜槽在距根部1/4處斷裂掉落。鲅魚圈1#高爐布料溜槽彎曲后斷裂掉落過程示意圖見圖1。

圖1 鲅魚圈1#高爐布料溜槽彎曲后斷裂掉落示意圖

1.2 布料溜槽全部掉落

布料溜槽全部掉落也存在初期逐漸彎曲過程。隨著溜槽彎曲程度加大，爐況波動加劇，直至溜槽掉落。在事故過程中，爐頂和爐喉溫度會出現(xiàn)巨大波動。2015年4月2日，鲅魚圈2#高爐（4038 m3）發(fā)生布料溜槽根部掉落事故。事故過程如下：自2015年3月15日起，2#高爐爐況出現(xiàn)異常，爐喉溫度開始逐漸上升且波動較大，最高上升到接近400℃，同時爐頂溫度也升高，爐頂打水控溫頻繁。4月2日2:00，爐頂溫度突然從200℃下降到145℃，在8:00，爐頂溫度略上升，達到170℃，但通過爐頂攝像始終未見中心氣流。12:30爐頂溫度又突然下降到100℃以下，而爐喉溫度上升較快，溜槽旋轉電流沒有出現(xiàn)布料期間應有的正常波動，此時確認溜槽出現(xiàn)問題。2015年3月14日～4月4日高爐爐喉溫度見圖2，2015年4月2日高爐爐頂和爐喉溫度、溜槽旋轉電流分別見圖3、圖4。立即休風處理，發(fā)現(xiàn)爐頂料面呈饅頭狀，溜槽僅剩兩側大梁。

圖2 2015年3月14日～4月4日高爐爐喉溫度

圖3 2015年4月2日高爐爐頂和爐喉溫度

圖4 2015年4月2日高爐溜槽旋轉電流

2 布料溜槽出現(xiàn)異常的特征和處理措施

2.1 布料溜槽出現(xiàn)異常的特征

正常工作中的布料溜槽是處于封閉空間中的，對于沒有爐頂高清成像設備的高爐，并不能直接看到溜槽的狀況，因此，如何通過特征參數(shù)發(fā)現(xiàn)并判斷溜槽異常，是非常重要的環(huán)節(jié)。當布料溜槽出現(xiàn)異常時：一是爐喉溫度突然大幅上升；二是爐頂溫度和下密閥箱溫度明顯下降；三是布料溜槽旋轉電流在布料過程中波動變小或無波動。以上三個特征同時出現(xiàn)，就可以確認布料溜槽已經(jīng)彎曲或者掉落。

2.2 布料溜槽異常的處理措施

發(fā)現(xiàn)并判定布料溜槽出現(xiàn)異常事故后，應采取如下應對措施，降低事故對高爐生產(chǎn)的影響：

（1）停止富氧，并控制冶煉強度，立即組織出鐵休風，盡量少上事故料；

（2）因為溜槽異常，爐料都布了在中心，在休風前需加焦改善料柱透氣性。在減風到零之前，可維持2.5焦1礦的加焦制度（采用3焦1礦和2焦1礦組合的上料模式），同時入爐焦比提高50 kg/t，礦石批重縮小5～10 t/批（以保證每小時10批料為準），入爐堿度降低0.05；

（3）由于溜槽事故導致的休風，中心氣流多會受到壓制，爐頂點火會有一定困難，因此，應多準備點火材料，以解決點火困難的問題；

（4）送風前，要均勻堵住占總數(shù)1/6的風口，以利于高爐恢復；

（5）送風后，由于料面呈饅頭狀，邊緣料少，應通過加罐焦的方式使料面平整。在布第一批附加焦炭時，采用單環(huán)布料，并調(diào)整溜槽傾動，把焦炭全部布在邊緣。布完第一批料后，料面基本平整，爐喉溫度開始下降。從第二批開始用正常布料制度，如需要加焦，至少將1/3的焦炭布在中心。

（6）當風壓達到250 kPa時，根據(jù)風壓分批次逐漸打開休風前所堵的風口。

（7）當事故料下達時，由于中心重、邊緣輕，爐身水溫差較高，此時高爐壓差要低于正常壓差10～20 kPa，風壓按下限維持。待事故料過完風口，爐身水溫差開始下降，煤氣流分布好轉后，逐漸恢復風量、風壓。

3 實踐效果

鲅魚圈高爐根據(jù)布料溜槽異常事故三大特征判定溜槽彎曲、斷裂或掉落，并積極采取處理措施，有效減少了溜槽異常事故的損失。高爐布料溜槽采取措施前后效果對比見表1。

表1 高爐布料溜槽采取措施前后效果對比

由表1可以看出，鲅魚圈高爐確認溜槽異常的時間明顯縮短；通過多次的事故預案演練，各工種協(xié)調(diào)配合、熟練操作，休風更換溜槽的作業(yè)時間也降低了一半以上；休風時間的縮短及采取的一系列的應對措施,也大幅度降低了休風后的恢復時間,避免了至少1.6萬t鐵的產(chǎn)量損失，降低了溜槽異常事故對高爐生產(chǎn)的影響。

4 結論

（1）判斷布料溜槽出現(xiàn)異常的三大特征：爐喉溫度突然大幅上升；爐頂溫度和下密閥箱溫度明顯下降；布料溜槽旋轉電流在翻料過程中波動變小或無波動。

（2）布料溜槽掉落后，應該首先停止富氧并控制冶煉強度，立即組織出鐵休風。在減風到零之前，可維持2.5焦1礦的加焦制度。

（3）由于溜槽事故導致的休風，爐頂點火時要考慮到休風前氣流狀態(tài)，因此，應多準備點火材料，以解決點火困難的問題。

（4）送風后，應該通過加罐焦的方式使料面保持平整；如需要加焦，至少將1/3罐焦布到中心。