馬鋼2#高爐一次爐墻結厚過程的快速處理

左 俊,錢章秀

(1.馬鞍山鋼鐵股份公司煉鐵總廠;2.安徽冶金科技職業學院 安徽馬鞍山 243031)

馬鋼2500 m高爐于2017年10月10日大修后投產，大修改造中將冷卻方式由工業凈水開路循環冷卻改為軟水密閉循環，優化設計爐型，投產后快速達產，取得優異的指標，但投產一年后爐況出現波動，在爐況調整的過程中，出現了一次明顯的爐墻結厚過程，通過一系列的措施，快速有效的處理，避免爐況的進一步下滑。

1 爐墻結厚的征兆和現象

1.1 風量水平低、風壓水平上升

2019年1月27日-31日，高爐常出現持續高壓差，需要連續減風控制，且減風幅度大，減風幅度近10%，高爐被迫退焦炭負荷、減氧退冶強生產。

1.2 爐體熱負荷、爐墻溫度顯著降低

1月23日-31日，從爐腹到爐身中部，平均溫度均有向下趨勢，平均溫度見圖1、圖2，且每層溫度波動變小，爐缸環碳溫度也呈下降趨勢，爐體熱負荷由85000 MJ/h下降到55000 MJ/h，判斷墻體處于明顯的結厚過程中。

2 原因分析

2.1 管道氣流

1月23日，由于操作不當，對壓差控制不嚴，高爐出現一次管道氣流，邊緣溫度高點超過800℃，減風控制后管道消除。管道時使低溫區的爐料軟化，在管道消除后容易粘接在爐墻上。雖然管道氣流幅度小，減風后短時間及時控制住，對爐墻后續的溫度趨勢影響小，但從時間上看，本次爐況波動和墻體溫度下降與23日管道氣流時間對應；

圖1 鑄鐵冷卻壁平均溫度

圖2 銅冷卻壁平均溫度

2.2 抑制邊緣

23日出現管道氣流后，在其它布料模式保持一定的情況下，將礦石布料圈數由O2332調整為O3331，以達到短期內控制邊緣氣流的目的。從圖3可以看出，圈數調整后，十字測溫邊緣流呈下降趨勢，與墻體溫度的下降也明顯對應；

圖3 1月份邊緣流

2.3 處理前期爐況波動的影響

2018年8月份開始，雖然指標仍然較好，但爐況穩定性差，墻體波動大，冷卻壁水溫差隨著墻體溫度的波動而波動，制約了爐況的穩定順行以及各項指標的進一步提升。墻體溫度波動主要表現在9-14層，尤其以11層更為劇烈，其中9、10層為銅冷卻壁，為爐身下部，11-14層為鑄鐵冷卻壁，每層均勻分布12個測溫點，11層常有單點或同區域多點溫度快速上升至500℃以上，偶有上升至800℃以上，墻體溫度上升時常引起煤氣利用率下降，風壓水平下降，冷卻壁水溫差上升，引起爐溫的波動，嚴重時導致小幅難行、滑料；當墻體溫度收縮時，煤氣利用率和風壓回升，料行較快，有時會導致風壓超限，減風過渡。當時分析爐況認為，這種現象主要是由于邊緣過重，墻體溫度容易下降偏低，當渣皮脫落時或局部竄氣時，就會出現墻體溫度上升，針對這種現象，料制調整上進行了開放邊緣的調整，礦焦平臺整體向內移主要調整過程見表1。連續的調整沒有起到預期的效果，墻體波動反而加劇，高壓差、管道的現象頻繁，甚至低壓差的情況下也會出現管道氣流，爐況順行遭到了破壞，各項指標下滑，爐況波動大時產量下降至5000t/d，因此在12月份以后，改變了調整思路，在邊緣不受控的情況下，開放中心、適當抑制邊緣，暫時以爐況順行為主要目標。料制基本回歸到調整之前的狀態，至1月份，料制基本維持。但料制回歸后，中心通氣量增多，邊緣氣流減少，爐況穩定性趨好，但墻體溫度有一定程度的下降，有引起爐墻結厚的風險。

表1 布料制度調整過程

2.4 冷卻制度不合理

2爐大修改造中，冷卻系統水量設計為5000 m/h，冷卻壁約為4350 m/h，且總水量不可調節，爐腹爐腰容易結厚段水量也是不可調節的。相比較國內2500 m高爐，冷卻水量明顯偏大，如承德4爐、柳鋼1爐，其冷卻壁冷卻水量為3400 m/h-4000 m/h，且有一定的可調節范圍。冷卻制度的不合理也容易引發爐墻結厚。

3 處理思路和過程[3]

1月份及之前2爐的爐型特點是爐腹6、7層和爐腰8層溫度低，最低四點溫度常低于進水溫度，爐身下部9層開始溫度波動大，其中11層開始為鑄鐵冷卻壁，溫度波動尤為劇烈，局部區域溫度常常是緩慢下降至偏低(100℃左右)，維持一段時間后快速上升至偏高(600℃以上)，然后緩慢下降的循環過程，且溫度波動區域沒有固定方向，11層冷卻壁每日最高溫度見圖4。因此在溫度下降初期，由于爐型的特點，認為不需要干預，至1月27日時，墻體溫度已經連續3天呈下降趨勢，包括11層溫度波動也大大減小，結合爐內爐況波動加大的現象，開始對結厚現象進行處理。由于長期的墻體溫度波動，其中多個區域溫度波動最大值超過850℃，根據推算冷卻壁部分鑲磚殘存厚度接近0 mm，因此加洗爐劑洗爐沒有被考慮。另外雖然高爐指標沒有完全恢復，但基本屬于順行狀態，且結厚過程時間不長，因此決定僅在布料模式上進行調整，適當開放邊緣。

圖4 11層最高溫度(小時平均值)

1月27日 出現一次持續高壓差，為控制壓差不超上限，風量由4600 m/min減至4300 m/min，同時為疏導邊緣氣流，緩解高壓差現象，將礦石圈數由O3331調至O2331。調整后至28日墻體溫度下降趨勢已減緩。31日對料制再次進行調整，將焦炭最外檔增加一圈，并將料線由1.4 m調到1.5 m。

31日0:00開始，出現一次由于高壓差導致的返熱，見返熱后雖然風壓偏上，但爐況較穩定，考慮高爐溫對化解爐墻粘結的有利作用，操作上沒有明顯的減熱措施，高爐溫持續至8:00，墻體9-14層均開始波動，其中11層墻體溫度5:00開始波動，平均溫度上升，見圖5，爐溫隨后下行，墻體溫度恢復波動，表明高爐溫熱洗起到了一定的效果。

4 總結

通對本次爐墻結厚形成的分析和處理，對2爐以后控制和維護合理的操作爐型提供給了經驗，處理過程有以后可以借鑒的地方，也有不足的地方值得反思。

圖5 爐溫和墻體溫度的關系

此次結厚是在原燃料條件基本保持穩定的情況下，在爐況恢復過程中，對爐型的控制和維護不到位造成的：處理管道氣流應遵循“抑制為輔、疏導為主”原則，本次為控制邊緣氣流，采取了相對抑制邊緣的操作，在管道控制住后沒有及時調整；墻體溫度、熱負荷處于下行過程中沒有及時采取措施，直至在爐況上出現變化以后再進行疏導邊緣的布料制度調整，應引起我們的反思；

在爐況順行能保證的情況下，處理爐墻結厚應優先考慮布料制度的調整，做足爐溫，慎重選擇洗爐，避免對冷卻壁壽命造成影響。