萊鋼1 880 m3高爐爐況波動導致爐墻結厚的分析與處理

劉 曉，聞一帆

（萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司，山東 萊蕪271104）

1 前言

萊鋼2#1 880 m3高爐第二代爐役于2018年7月12日開爐并迅速達產，12月11—15日因焦炭供應緊張，外購焦加入2/3左右的某質量不合格焦炭（M40最低79.7%，平均84.6%；＜25 mm最高15.1%，平均9.0%），造成高爐指標大幅下滑，爐況開始出現波動。配加質量不合格焦炭后，高爐透氣性指數由23.5逐步降低至22.5，燃料比升高20～30 kg，焦比從370 kg/t逐步調整到430 kg/t，最嚴重時焦比達到500 kg/t。具體表現為：

1）壓量關系緊張，風量維持困難。2）探尺工作差，下料不順發生懸料。3）煤氣流分布失常，小管道氣流頻發。4）鐵口工作差，開口之后先見渣后見鐵。5）爐缸不活躍，風口小套頻繁燒壞。6）冷卻壁溫度、水溫差降低。

2 爐墻結厚的形成原因

爐況波動嚴重影響了爐缸工作狀態和煤氣流的合理分布，頻繁出現小管道氣流，最終造成一定程度的爐缸堆積和爐墻掛結［1］，最直接的表現為結厚部位冷卻壁溫度降低、冷卻水水溫差降低。

在爐墻結厚和爐缸堆積的初期，對信息掌握不夠準確，重視程度不夠，沒有采取及時有效的手段進行處理，延誤了處理爐況的最佳時期，恢復過程中未認識到掛結物處理的困難性，加負荷過急、過快，料制頻繁調整且缺乏明確方向，使爐況不斷反復，延長了恢復周期。爐況恢復期間原燃料條件惡化，入爐粉末增加。焦化限產和干熄焦頻繁檢修，導致高爐長期配加水熄焦，再加生礦、球團潮濕難以篩分干凈帶來大量粉末，并因稱量斗下料速度慢而大量分布在料面邊緣部位。爐墻結厚后小管道氣流頻繁，連續懸料，尤其1月2日懸料、坐料達到5次。爐況反復波動造成軟熔帶位置不斷上下移動，渣皮反復熔化重建，坐料時突然下降的生料粉末大量粘附在渣皮上。如此的反復，再加上無計劃停煤休風，長時間低爐溫、低熱量、爐缸虧熱等不利因素的影響，使爐墻越結越厚。

3 爐況恢復過程

3.1 風口布局調整

2019年1月8日將風口布局由7×Φ130 mm+21×Φ120 mm調整為28×Φ120 mm，風口面積由0.33 m2縮小為0.317 m2。調整后風速、動能有所提升，但因風壓上升過多而提升幅度有限。在現有生產條件下，僅靠提高鼓風動能吹透中心對處理爐墻結厚無直接效果。

3.2 料制調整

料制調整主要方向是發展中心和穩定邊緣，但是多次調整效果并不明顯，布料制度調整過程見表1。2月9日休風校核探尺，通過爐頂成像觀察料面，中心焦高且大，料面凹凸不平，整體向西方向傾斜，爐內礦—焦料層結構受到嚴重破壞。

3.3 錳礦螢石洗爐

2月13日開始配加錳礦洗爐，16日開始配加螢石，具體過程見表2。洗爐期間燃料比最高上升到580 kg/t，21日停配螢石，25日停配錳礦。洗爐完成后焦比從450 kg/t逐步調整到395 kg/t，燃料比下降到535 kg/t左右，但壓量關系仍然沒有改善，爐況抗波動能力差。因掛結物位置較高，遠離高溫區，洗爐操作并未完全將掛結物融化，爐墻結厚的影響依舊存在。

表1 1―2月份布料矩陣

表2 洗爐參數

4 掛結物脫落

4.1 掛結物的脫落過程

3月6日19:10開始配加螢石500 kg/批再次進行洗爐，提高燃料比到585 kg/t。7日4:00上料系統故障被迫休風，料線深東6.78 m，西5.17 m，發現爐墻有掛結物脫落，7:50復風后附加凈焦2批，10:00附加凈焦1批，10:30料線正常；10:50發現風口渣皮大面積脫落，冷卻壁溫度和水溫差急劇上升；12:00附加凈焦1批，11:53開口，鐵水［Si］為0.178%，［S］為0.18%，熱量僅有1 411℃，按爐涼處理，控風最低到1 800 m3/h；13:00開始集中附加凈焦（2J＋3Z＋6J＋6Z＋2J），13:42［Si］為 0.308%，［S］為 0.133%，14:00負荷由460 kg/t退至515 kg/t，15:00之后下渣皮量明顯減少，16:00繼續退負荷至560 kg/t，19:00加負荷至500 kg/t，16:50開口［Si］為0.758%，［S］為0.06%，熱量1 400 ℃；18:18—18:30［Si］為1.0%以上，迎凈焦停煤一段，8日夜班［Si］為1.2%～1.8%，4:00焦比加至480 kg/t，熱量逐步上行至1 515℃，風量加全。

本次虧料線使爐墻掛結物脫落，邊緣氣流暢通，此后爐況逐步好轉，高爐各項指標逐步提升。透氣性指數24.5～25，燃料比520 kg/t，產量5 000 t，爐況基本正常。

4.2 掛結物的脫落機理［2］

1）螢石、錳礦的加入使掛結物強度大幅削弱。洗爐劑降低了掛結物內多種組分的熔點，使碳性粉末失去了黏結相，呈現出一種較為疏松的狀態。

2）多次集中加入凈焦，使高溫區上移，進一步促進了掛結物的融化。

3）掛結物受熱脹冷縮影響，局部產生破裂。降料線期間，掛結物暴露出來直接受到爐頂打水影響，溫度急劇降低。打水期間的爆震也削弱了掛結物和爐墻之間的聯系。

4）掛結物失去料柱支撐。前期受到多重因素的綜合作用，掛結物強度降低，最終在重力的作用下脫落。

5 結論

5.1 原燃料條件是高爐操作的基礎。原燃料的波動容易造成氣流的波動和軟熔帶位置的變化，是爐墻結厚的重要誘因。對外購焦倒運、加料情況應嚴格監控，保證焦炭的供應和質量得到有效管控。

5.2 持續關注冷卻壁溫度與熱負荷參數，完善操作爐型跟蹤，有爐墻掛結物形成趨勢果斷采取相應措施處理。

5.3 高爐操作應逐步去除對中心附加焦的依賴。處理爐況需要一定的風量支撐，但在低產量狀態下，不宜過度依賴中心焦來發展中心氣流。為活躍爐缸，可以減少中心焦比例縮小死焦堆，縮短置換死焦堆周期，擴大爐缸有效工作區域。

5.4 爐況處理期間忌過度強化冶煉。可降頂壓并控制風量，保證爐內壓差處于相對寬松狀態，引導中心氣流提高透氣性。