漣鋼2200 m3級高爐爐況波動處理實踐

劉圣乾

（湖南華菱漣源鋼鐵有限公司煉鐵廠， 湖南 婁底 417009）

漣鋼6號高爐有效容積2200 m3，28個風口，于2018年4月4日大修開爐，送風面積0.3167 m3，開爐5天日產達5000 t，開爐后爐況穩順，風量穩定在4050 m3/min以上，產量逐步提高，消耗逐漸降低，日產穩定在6000 t以上，消耗也由開爐初的579 kg/t鐵降到530 kg/t左右。主要技術經濟指標如下表1。

表1 漣鋼6號高爐開爐后主要技術經濟指標

1 高爐爐況失常經過

進入冬季以后，因天氣轉冷，雨季來臨，爐墻冷卻壁水溫差逐漸降低，冷卻壁水溫差一直在3.0℃左右，甚至有幾次短期持續在3.0℃以下，因1月20號冷卻壁水溫差又下行，且持續在3.0℃以下，平均2.8℃，132回礦石焦炭整體內移0.5°，21號平均水溫差上行達到3.1℃，22號晚班后期又下行到3.0℃以下，79回再次整體內移0.5°，但到23號的晚班，效果都不大明顯，于是19回將8號、9號角位的1環焦炭移到10號角位，矩陣如下表2。

表2 布料矩陣表（一）

冷卻壁水溫差繼續下行，由平均的2.8℃下行到2.2℃。于是在23號的114回繼續在10號角位加1環焦炭，中班水溫差逐步升高，由2.2℃升高到最高3.6℃，并一直在3.0℃左右波動。此后至2月27號，冷卻壁水溫差持續下行，在2.5℃左右波動，再也沒上來，而風量只能維持3950 m3/min，產量5500 t，燃料比550 kg/t，高爐生產明顯在低水平運行。

2 高爐處理爐況措施

第一個階段從1月28號到2月10號。這個階段爐況開始有波動，煤氣流分布逐步失常，冷卻壁水溫差持續走低，爐墻有結厚征兆。因水溫差繼續下行，28號63回在9號角位加一環焦，一直持續到31號，中間因280燒結機檢修，全上落地燒結礦，壓差高，風量萎縮，30號將1號角位由20°調整到17°，31號中心1號角位加0.5環，降壓差，且因發現中心氣流不暢，無力，懷疑礦石滾向中心，于是在5號角位加2環焦炭。矩陣變為下頁表3。

這段時間水溫差平均在2.6℃左右，調整沒有達到預期效果。到2月3號再次在9號角位加一環焦，希望刷動邊緣渣皮。但到2月4號沒看到效果，礦石焦炭整體外移1°，50批后再內移1.5°，希望通過邊緣氣流產生的溫度變化帶動渣皮來回錯動角度持續到2月10號，這段時間高爐爐況轉差，壓差升高，風量萎縮，高爐指標數據下降，爐頂紅外線攝像頭顯示，氣流明顯異常，外環一圈火，中心氣流無力。

表3 布料矩陣表（二）

第二階段從2月10號到2月27號。這個階段已經認識到高爐中心氣流不暢，爐身上部邊緣煤氣流過分發展，所以在2月10號焦炭和礦石整體外移2°，9號角位減2環焦，加1環礦，12號礦石焦炭再次外移，抑制邊緣氣流，發展中心氣流，矩陣調為下表4。

表4 布料矩陣表（三）

但因為爐墻有輕微結厚，爐墻表現為下冷上熱，風量開不全，壓差高，中心氣流仍無力。此時操作思想有猶豫，既想處理爐墻，又想打通中心，所以從2月14到15號，每隔40批料礦石焦炭整體來回內外移2°洗渣皮，爐況沒有明顯好轉，于是15號組織專題研究，分析爐況認為高爐失常主要矛盾在中心氣流不暢，處理中心為主，邊緣結厚次之。所以此后不再錯動角度，維持如下角度到19號，中心氣流略有好轉，但整體爐況未有好轉，高爐生產不能強化，考慮到調整矩陣作用不大，于是在19號休風堵兩個風口，風口面積由0.2986 m2→0.2759 m2→0.2873 m2持續到27號。上下部制度結合處理中心氣流。但因高爐邊緣局部黏結，中心氣流調整不見起色，爐況未有明顯好轉。

第三階段從27號到28號，考慮到高爐整個調整不起明顯作用，且邊緣和中心氣流都有問題，應該是問題的根源沒有找到，于是把三月份的計劃檢修提前到2月份，重點檢查爐頂布料設備，以及利用檢修停風機會處理爐墻渣皮。休風料中附加焦按50 t+15 t的模式，較平時多加20 t，休風后檢查爐頂布料溜槽，檢查后發現溜槽實際角度和設計角度偏差較大，平均每個角度偏小2.8°，焦炭和礦石布料帶都移向中心，煤氣流分布紊亂，中心不通。而檢修結束后針對溜槽角度偏小2.8°，調整矩陣如下表5。

表5 布料矩陣表（四）

考慮到溜槽角度偏小有一段時間，復風堵5個風口，隨著風量加大，再逐漸捅開，在高爐恢復的前三天，保證實際風速260 m/s以上，打通中心。復風恢復情況良好，快速達產達效，爐內煤氣分布趨于正常，這一段時間高爐主要指標參數如下圖1所示。

圖1 6號高爐產量、燃料比數據圖

3 原因分析

1）溜槽傾動角度平均下溜約2.8°，導致布礦帶重心移向中心，中心煤氣流嚴重受阻，高爐上部煤氣流分布紊亂，是導致爐況波動的主要原因。

2）在整個冬季，冷卻壁水溫差一直在3.0℃左右，甚至有幾次短期持續在3.0℃以下，爐墻有結厚征兆，通過不斷調整矩陣，調整煤氣流，水溫差基本得到控制，而在調整過程中，礦石、焦炭整體角度逐步調小，邊緣氣流逐步得到發展，一定程度上加劇了中心氣流受抑制。特別是在爐況波動前的調整過程中，因調整方向性的錯誤，爐喉煤氣流明顯異常，加劇了后期調整恢復的難度。

3）中心氣流受阻，爐墻邊緣氣流成了爐內煤氣流的主要通道，而高爐的堿、鋅負荷一直偏高，特別是重金屬鋅在邊緣富集吸附在爐墻，導致爐墻結厚。下頁圖2是這段時間高爐的堿、鋅負荷。鋅負荷比照行業標準0.15 kg/t，明顯偏高。

4）因成本控制，煤比也控制過高，整個下半年一直在提煤比，甚至有單日煤比超過170 kg/t，而未完全燃燒的煤粉也是容易沉積黏附在爐墻，加劇爐墻的黏結。

5）6號高爐一般要配約1/2～2/3的外購焦，焦水分波動大，質量不穩定，特別是熱強度波動大，經常在62～70之間波動，也一定程度上影響了爐況的波動。

4 經驗教訓

此次高爐爐況失常是一起典型的爐頂裝料制度與下部送風制度不配備，上部爐身煤氣分布紊亂引起的高爐不能強化事故，而高爐爐況波動的最主要原因就是中心氣流受阻，破壞了高爐順行的前提。總結如下：

圖2 高爐的堿、鋅負荷數據圖

1）在處理爐況的第一個階段，按照以往的操作思維，不斷縮小布料角度和增加邊緣焦炭量，重點發展邊緣煤氣流處理冷卻壁水溫差持續偏低問題，而忽視了煤氣流分布異常的征兆，加快了爐況向差的轉變，造成解決問題的難度加大。

2）在處理爐況的第二個階段，認識到問題主要在中心氣流不暢，但因中心氣流不透與爐墻邊緣局部節厚相互影響，風量難以開全，且中心不透原因一直未找到，甚至堵兩個風口，問題也不能解決，高爐不能強化生產。

3）在第三個階段，高爐果斷提前檢修，檢查爐頂布料裝置，同時利用檢修時間長停部分冷卻水的機會，加大休風料中焦炭量，復風時一冷一熱，解決爐墻結厚問題，再通過調整布料角度，打通中心，高爐迅速恢復生產。

4）高爐生產除了關注原燃料質量、爐型監護，更要關注設備的運行狀況，定期檢查、維護，任何一個環節都可能導致爐況的波動。