摘  要  高爐爐缸在生產過程中要承受高溫渣鐵的機械沖刷和熔融、堿金屬的侵蝕，在爐役后期由于碳磚的老化侵蝕和漂浮，可能出現燒出、燒穿的重大安全隱患，本文通過某公司1800m3高爐缸側壁溫度異常升高及果斷處理，避免了并果斷休風處理未釀成重大安全事故的險兆學習，以及采取高溫部位臨近冷卻壁水管單聯高壓水提高冷卻強度及時恢復爐況的跟蹤進行分析總結，為今后掌握并處理類似問題提供基本參考思路。

關鍵詞  爐缸  溫度  異常升高  處理

1  高爐簡介

某公司A爐有效容積1800m3，26個風口、兩個鐵口，設計年產量145萬噸。由中冶南方設計院設計，于2010年12月27日開爐，至今已連續生產滿7年零2個月。

爐缸直徑10米，爐底最下部平砌3層（每層高400mm）的半石墨炭磚，共高1200mm；上部平砌2層（每層高400mm）的微孔炭磚,共高800mm；最上部砌2層陶瓷砌體(總高800mm)，爐缸內側（熱面）砌陶瓷砌體，外側砌微孔炭磚；采用碳質鐵口通道。鐵口標高10000mm，陶瓷杯上沿標高7851mm，下沿標高7049mm。

2015年2月25日-4月1日進行了第1次中修，2015年3月20日-3月24日對風口以上區域進行噴涂造襯。

截止2018年2月，共產生鐵1101.72萬噸，單位爐容產鐵量6121噸。

2  事故經過

公司A高爐2018年從3月6日22點開始，三岔口下方對應20.21號風口的爐缸側壁［1］標高 8653 碳磚溫度 ，由正常的300℃ 左右的水平開始升高，次日凌晨1；30分達800℃，2:30分到了1000℃ ，熱流負荷81421KJ/m 2 .h, 水溫差0.54℃， 4個半小時內溫度升高了 650 ℃ ， 2:32  緊急拉風 其后溫度繼續上漲至1600℃直至電偶燒壞涼爐42小時 堵6個風口送風 最高溫度降至831℃ 水溫差 0.35℃熱流負荷［2］ 50000KJ/m 2 .h。送風條件與LF高爐基本相符，送風后繼續下降，適度提高冶強，由事故臨界狀態轉為護爐生產狀態3#爐爐缸8.653米內環第二點炭磚熱電偶溫度突然升高，3月7日2:50因爐缸側壁8.653處內環A點及外環B點溫度瞬間升高至800；1500，在未及時排放凈渣鐵的狀況下果斷采取緊急休風處置措施，，并且在休風狀態下這兩點溫度持續上升，最終數據顯示為3260（熱電偶燒損）,架外噴水冷卻及時遏制事態惡化。

接到信息報送后公司即刻組織相關專家及從事多年課題研究的教授到現場，與本單位技術骨干人員組成事故調查小組，從各個方面分析本次事故的形成原因、處理措施和恢復方案。

形成原因：爐缸在爐役后期侵蝕嚴重，局部碳磚（21-23#風口下方、上標高8.653米至下標高7.049米）侵蝕厚度僅余195mm。不同高爐爐內渣鐵混吅物的導熱系數很難加以確定，高爐測溫點存在許多死角，碳磚殘存厚度只是一個大概的估計值 ，可以和其他數據一起對高爐是否迚入晚期迚行判斷，不建議作為即時的事故臨界值來使用。

計算公式：

依據標高8.653米處裝熱電偶測得溫度T2 855,T1450及導熱系數12，以1150℃為假設，測算得出殘存碳磚厚度為195mm。

計算方法一：

  K*(T2-T1)/L1=K*(T3-T4)/L2

  12*(855-450)/50=12*(1150-855)/L2

  L2=36.4

  L=L1+L2+L3

   =L1+50+36.4

   =276.5 mm

  L1=390-200=190mm

計算方法二：

129#水管：q=41508kj/min.m2

41508=12*(1150-561)/L=0.17m

1.120#水溫差0.19 121#水溫差0.23依次推算為：0.14m;0.116m8.653米后裝入熱電偶插入350mm處熱電偶前厚度為116-140mm;

2.128#水溫差0.18 129#水溫差0.26依次推算為：0.14m;0.116m。170-240mm。通過兩種計算方式及計算結果得出結論：

高溫部位侵蝕嚴重到殘余碳磚厚度僅余170-340mm甚至推測部分鐵水已可能粘接冷卻壁內表面。

爐缸側壁溫度升高趨勢見圖1。

3  恢復思路及進程

恢復方案一：采用高壓工業水單聯高溫部位臨近冷卻壁水管，提高冷卻強度并安裝監控測溫的熱電偶和攝像頭，在確保安全的前提下進行試探性送風，并做好放殘鐵準備工作，成功降溫后試送風恢復高爐護爐生產。

恢復方案二：抓緊放殘鐵準備工作，安全穩定放完殘鐵后從高溫部位切割爐殼進行探測燒損部位，用庫存碳磚進行封補工作，若冷卻壁破損一并進行更換。之后按爐缸凍結處理高爐事故。

恢復方案三：加強冷卻后進行降料面操作，之后放殘鐵進行大修搶修工作。

恢復思路明析后，即可安排維修人員對連接高壓工業水管道加急制作，看水工技術人員會診確定連接冷卻壁水管為128#.129#（避過130#溫度最高處）經過3月7日休風2:50休風到冷卻壁水管制作單聯后與3月8日20:00開始送風共計42小時10分鐘，開始恢復爐況。

送風前統一思想，積極部署安全穩定為前提的朝最壞處想，朝最好處做的恢復搶修工作，恰好從溫度監測數據顯示出單聯水管的溫度已明顯開始有下降趨勢，為送風操作提供一線契機。

工業水冷卻數據趨勢見圖2：

3月8日20:003#高爐堵3.7.10.11.12.16.20.21.22.23.24.25（共計26個風口堵12個風口）開始送風恢復爐況。

恢復爐工作詳細分工如下：

（1）安排專人密切關注爐缸一、二段各點爐殼溫度和水溫差變化，高度關注單聯冷卻壁水管溫度變化，一有險兆，即可廢除恢復方案一。

（2）爐外積極做好安全警戒，爐底鋪設消防砂，醫療、消防及救護聯隊分駐設置點原地待命。

（3）啟動最高事故預防預案應急指揮方案。

4  存在問題分析探討

高爐歷史上的高溫記錄，此次事故臨界狀態 5年前的病根位置也是在爐缸陶瓷杯上表面的8.653米標高的側壁差處，其區域不后來溫度突然升高的趨于基本重合。該位置原有的灌漿孔被改成了新裝熱電偶的插入孔。

對應三岔口正下方的21號風口：二段6號冷卻壁水溫差 從3月2日開始上漲；對應爐殼溫度從3月6日13點開始上漲；對應碳磚溫度從 3月6日22點開始 4.5小時急劇上漲 650℃。

4.1  護爐階段的基本要求

（1）堵風口 適度降低冶煉強度，保證出現爐缸非工作區域；

（2）保證一定的鈦負荷，做好鈦平衡，保證鈦能夠沉積，釩鈦礦的雙重性；

（3）避免爐缸碳磚溫度周期性波動，保護既得成果。

4.2  標高8.653米處溫度異常表現為：外環溫度較內環溫度上升更快更劇烈？

本次事故首先表現為外環溫度預3月6日白班14點左右已發生異常上升趨勢，說明爐殼串煤氣導致其根部碳磚侵蝕溶洞經高溫高壓煤氣沖刷后局部破損，之后鐵水進入溶洞繼續發生惡性滲碳、侵蝕加劇促使內環溫度升高，即將打通爐缸此處燒穿通道。

采用工業水冷卻在冷卻面積一定的情況下能否比軟水密閉循環更好？

4.3  通過本次試驗實踐性觀察數據分析結果為：高壓工業水9 kg/cm2較風口小套水壓1.9高7.1 kg/cm2，高流速是帶走熱量強制冷卻的救命稻草。

冷卻水流速（溫差）和熱流強度在特定事故狀態下哪個效果更好？

4.4  按實際入爐風量測算實際最高風速通風口原則應密切注意液泛現象和風口熔融物跌落現象，對爐缸工況的實際影響？

高鈦護爐時規定鐵水中鈦不低于0.15%，同時結合鐵水溫度含硅為線性關系，本次爐況因的面積堵風口且嚴重偏料和深料線作業導致爐缸不活，難免會出現高鈦渣滲透能力差而時有涌在風口底沿的現象，加強爐前放鐵管理。及時排放渣鐵尤為重要。風口掉大塊說明有生降是因為煤氣利用極差（堵風口偏料是主要原因）

4.5  非計劃休風提爐溫措施到底要不要加凈焦？

本次恢復爐況第一次時間為3月8日20:00-9日13:40，未加凈焦，修復風前后爐溫很低，鐵水硅為0.1%。更換15#、18#風口小套后加凈焦共計8個（多少噸），且風溫持續1100℃，至凈焦即將下達爐缸時才降低至1000℃，隸屬加凈焦使用高風溫恢復爐況最長時間。最終凈焦下達爐缸起作用后真實爐溫1430℃，鐵水硅1.41%。

無計劃休風超過8小時，必須用經驗1個凈焦/4小時來補充熱量和恢復高爐的基本透氣性；配加高鈦礦護爐經驗配比和實際操作中渣鐵流動性辯證關系應該考慮渣鐵排放問題靈活掌握。

5  后續完善措施

（1）新建高爐力求完善中部調劑手段而應加各段位冷卻壁的進出水閥門，增加工業水應急單聯回路。

（2）上部調劑應增補雷達探尺等。

6  參考文獻

[1] 竇力威. 對爐缸安全幾個相關問題的探討煉鐵,2018,4，27，1. 

[2] 張權. 武鋼4#高爐爐底爐缸安全熱流強度的計算 煉鐵2018，2,1 .