摘要水鋼2500m3高爐由于生產(chǎn)耽誤，原料質(zhì)量波動，高爐長期鋅負荷、堿負荷重等原因影響，高爐爐況順行變差，氣流不穩(wěn)、爐溫波動大，高爐接受風(fēng)量的能力下降，表現(xiàn)出爐缸堆積，爐況嚴(yán)重失常。通過采取退負荷、加組焦、縮礦批、提爐溫、停鈦球、瑩石洗爐、休風(fēng)堵風(fēng)口等措施，爐況逐步恢復(fù)，但在治理爐缸堆積時出現(xiàn)反復(fù)，過程漫長，損失較大。

關(guān)鍵詞高爐爐況失?；謴?fù)

1  前言

水鋼2500m3高爐于2011年3月29日投產(chǎn)，高徑比2.253，設(shè)有3個出鐵場（兩用一備），30個風(fēng)口，在設(shè)計中，采用了“精料、高壓、高風(fēng)溫、富氧、大噴吹”的冶煉工藝及相應(yīng)的技術(shù)裝備：上料系統(tǒng)采用了PW并罐無料鐘爐頂；水系統(tǒng)采用了銅冷卻壁、軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)；爐缸、爐身采用陶瓷杯+水冷碳磚綜合爐缸、薄壁爐襯；送風(fēng)系統(tǒng)采用了頂燃式熱風(fēng)爐；煤氣系統(tǒng)采用了干法除塵、TRT余壓發(fā)電；水渣處理采用了沖渣系統(tǒng)等多項新技術(shù)、新設(shè)備，其中多項新工藝為煉鐵廠首次使用。2017年以來水鋼原料鋅負荷、堿負荷長期偏高，加之燒結(jié)質(zhì)量波動、生產(chǎn)耽誤影響，爐缸工作惡化，各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)嚴(yán)重下滑，通過采取堵風(fēng)口、提高爐溫水平、退焦炭負荷、縮小礦批，適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣、中心，降低爐渣堿度使用錳礦、螢石洗爐等措施，高爐風(fēng)量水平逐步上升，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)改善。2017年高爐恢復(fù)期間主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)情況見表1。

2  爐況演變

從2017年1月份過，2500 m3高爐爐況經(jīng)過調(diào)整爐況順行可，尤其在單爐生產(chǎn)以來高富氧率情況下（最高達5.0 %），高爐日產(chǎn)達6500 t/d水平，進入3月中旬，6#燒結(jié)機EMC改造結(jié)束，投入生產(chǎn)，停7#機檢修。但6#投產(chǎn)以來頻繁停機，造成燒結(jié)槽下降及產(chǎn)生大量開停機料，燒結(jié)率最低降至62 %。爐況基礎(chǔ)變差，期間有煉鋼停爐影響，出現(xiàn)大幅度降低鈦比例，導(dǎo)致熟料率波動。

進入4月2日休風(fēng)處理氣密箱傾動油缸、3日5#制氧機停等因素的影響，爐況出現(xiàn)小幅度的波動，通過收角度、退批重和減輕焦炭負荷，爐況相對穩(wěn)定，但風(fēng)量偏少。4月14日開始出現(xiàn)爐況大幅度的波動，夜班出氣流，減風(fēng)恢復(fù)風(fēng)量過程中發(fā)生懸料，通過退負荷、批重，收礦焦角0.5度，中班風(fēng)量加回4920 m3/min。白班對水系進行普查發(fā)現(xiàn)，新增11棵水冷管壞?？紤]爐況長壽，在中班恢復(fù)正常風(fēng)量后外移礦焦角2°。并加負荷至4.716 t/t，上礦批至45 t。15日發(fā)生4#風(fēng)機停風(fēng)，2500 m3高爐撥風(fēng)給三高爐130分鐘，風(fēng)量恢復(fù)后又發(fā)生2號泵止回閥故障減風(fēng)處理，恢復(fù)風(fēng)量過來表現(xiàn)出不透氣，爐況進一步惡化，恢復(fù)困難。通過堵風(fēng)口、退批重負荷、集中加焦等，爐況逐步好轉(zhuǎn)。進入4月下旬出氣流、懸料等現(xiàn)象逐步消除，采取恢復(fù)焦炭負荷及礦批后但高爐表現(xiàn)出不透氣，做爐溫困難，高爐順行狀況差，風(fēng)量、產(chǎn)量水平下降。

進入5月，2日休風(fēng)檢查布料溜槽，堵風(fēng)口恢復(fù)爐況后在5日進行預(yù)休風(fēng)和降料面操作，更換布料器和爐身噴補，發(fā)現(xiàn)9段下部局部有爐身結(jié)厚現(xiàn)象。10日恢復(fù)送風(fēng)后，制度上以內(nèi)收角度和小礦批輕負荷恢復(fù)風(fēng)量，根據(jù)爐身結(jié)厚情況，考慮低風(fēng)量時間長，爐缸不活躍，采取集中加焦和使用錳礦、瑩石洗爐，風(fēng)量基本維持4600 m3/min，進入5月下旬，風(fēng)量有所回升，維持4700—4800 3/min。制度調(diào)整上開始外移角度，相應(yīng)增加礦石批重和焦碳負荷，爐況又出現(xiàn)了反復(fù)，高爐不透氣，采取輕負荷、小礦批，加組焦、錳礦、提爐溫繼續(xù)洗爐，并縮小最大礦焦角，在6月下旬風(fēng)量水平上升至4850 m3/min水平。隨著高爐產(chǎn)能上升，燒結(jié)產(chǎn)能不足，加之需儲槽組織燒結(jié)機檢修，被迫降低燒結(jié)率生產(chǎn)。最低時燒結(jié)率僅為66%水平，由于燒結(jié)率下降，爐料透氣性下降，造成高爐風(fēng)量水平下降，7月中旬僅為4650 m3/min水平。通過采取退負荷、收小礦焦角，縮礦批后風(fēng)量在下旬達到4850 m3/min，又采取加負荷、上礦批措施。

礦批負荷加上后，高爐不接受，進入8月高爐風(fēng)量再次萎縮，8月上旬、中旬風(fēng)量為4730 m3/min水平，由于長時間鼓風(fēng)動能不足，高爐爐缸日趨顯現(xiàn)堆積，爐墻顯粘結(jié)，表現(xiàn)出中心不開，高爐不透氣，風(fēng)量少，兩鐵口溫度相差大，高爐被迫采取退負荷、降低噴煤比、提爐溫等爭取風(fēng)量的措施，但由于爐缸問題未得到改善，上部制度調(diào)整效果差，持續(xù)維持輕負荷生產(chǎn)，8月下旬通過上部調(diào)整，收小礦焦角，增加外環(huán)焦炭量，中心氣流得到改善，但邊緣氣流不穩(wěn)，頻繁發(fā)生管道、懸料，26日采取休風(fēng)堵風(fēng)口措施，氣流轉(zhuǎn)穩(wěn)，風(fēng)量水平上升至4800 m3/min水平。8月28日高爐計劃休風(fēng)。9月計劃休風(fēng)恢復(fù)過來由于爐況基礎(chǔ)不好，爐況恢復(fù)不理想，透氣性較差，出氣流、崩滑料頻繁，調(diào)整布料制度效果不好，9月2日受5號風(fēng)機停機影響，加劇爐況恢復(fù)難度，9月4號采取休風(fēng)堵3個風(fēng)口恢復(fù)后，爐況順行逐步好轉(zhuǎn)，但穩(wěn)定性差，仍堵一個風(fēng)口鞏固爐況；進入中旬爐況穩(wěn)定性仍然差，順行不穩(wěn)，采取內(nèi)收角度、外移角度沒有效果，頻繁出氣流得不到有效解決。

10月由于持續(xù)了爐況不順，風(fēng)量水平進一步降低，降至4650m3/min，高爐氣流不穩(wěn)狀況仍然未得到解決，采取大礦焦角穩(wěn)氣流效果不好，邊緣氣流弱，高爐仍然頻繁出氣流，懸料，7日白班再調(diào)布料至C37.53353332312272232O372352332312291,1.78，中班出氣流，8日夜班號外，爐溫上升不透氣，白班外移礦焦角2°，9日風(fēng)少，收礦焦角2°，白班退負荷至4.458，縮礦批至45t，停鈦球，再收礦焦角1°，風(fēng)量回升維持輕負荷小礦批，高爐順行狀況改善，11日開風(fēng)口全風(fēng)生產(chǎn)，繼續(xù)堅持小礦批，輕負荷，穩(wěn)定充沛爐溫，高爐風(fēng)量逐步上至4850m3/min,高爐基本正常。

3  高爐爐缸堆積的表現(xiàn)

3.1  高爐接受風(fēng)量的能力變差

高爐從4月份開始逐步表現(xiàn)出高爐氣流不穩(wěn)，風(fēng)壓冒尖，管道行程頻繁，高爐透氣性降低，通過采取上部制度調(diào)整，效果不明顯。高爐接受風(fēng)量的能力明顯降低。

3.2  東西鐵口溫度相差大

東西鐵口溫度不均勻，鐵溫相差時大時小，高時硅相差0.3 %以上水平，鐵水物理熱相差30 ℃以上。

3.3  氣流不穩(wěn)，頻繁吹出管道，順行狀況變差

壓量關(guān)系不對稱，高爐接受風(fēng)量壓差能力下降，高爐不透氣，壓差偏高，高正常生產(chǎn)時風(fēng)量4900m3/ min ,壓差195 kPa水平。4月份過來壓差只能維持180 kPa水平，稍高就易出現(xiàn)氣流；料速不勻，出現(xiàn)懸料。高爐崩滑料明顯增加，9月出氣流達29次。

3.4  風(fēng)口損壞數(shù)量增加

我廠2500m3高爐從4月開始，風(fēng)口損壞數(shù)量增加，1-3月風(fēng)口未出現(xiàn)損壞，從4月至10月，累計損壞風(fēng)口13個，大部分壞在風(fēng)口下部外緣。

4  高爐爐缸堆積的原因

4.1  原料條件變化影響

進入2017年，四高爐年初爐況相對穩(wěn)定。在一季度，三高爐大修期間，外圍條件相對較好，同時高爐保持高富氧率生產(chǎn)，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好，隨著三高爐大修投產(chǎn)，在二季度，2500 m3高爐富氧率大幅下降，煤氣分布發(fā)生變化，同時因一燒燒結(jié)機改造，燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定，停機頻繁，燒結(jié)冶金性能發(fā)生波動（RDI+3.15由76 %下降至71 %水平）；燒原料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，未引起重視燒結(jié)三氧化二鋁上升，造成爐渣鎂鋁比降低（由0.50降低至0.45）導(dǎo)致爐渣穩(wěn)定性變差；一燒節(jié)能改造完畢后，為優(yōu)化生產(chǎn)工藝，停止二燒生產(chǎn)，高爐燒結(jié)率下降影響高爐表現(xiàn)出不透氣，引發(fā)高爐發(fā)生爐況波動。

4.2  冷卻設(shè)備發(fā)生漏水

2017年2月份中旬開始高爐處于高富氧、高冶煉強度狀態(tài)，上部布料角度偏小，邊緣氣流較為發(fā)展，高溫煤氣流對爐墻的沖刷較為激烈，同時加劇對冷卻設(shè)備的損壞，4月14日查出11根水冷管壞，5月4日查出24根水冷管壞，其中10段壞了10根，1-3月份軟水補水量一般在6-10噸/24 h，4月中旬開始軟水補水逐步上至10-15噸/24 t，高時達到18噸/24 t，漏水量增加后加劇爐涼及爐墻粘結(jié)，粘結(jié)后風(fēng)量下降，爐缸狀況進一步惡化。

4.3  高爐有害元素長期超標(biāo)嚴(yán)重

近年來，高爐有害元素持續(xù)超標(biāo)（2017年高爐有害元素統(tǒng)計見表2），特別是2017年5月份前超標(biāo)更嚴(yán)重。受其影響，焦炭在高爐內(nèi)的熱強度下降，造成高爐透氣性下降，爐缸發(fā)生堆積。

受上述原因影響，高爐爐況不順，由于采取措施不徹底，回負荷、上礦批，外移礦焦角過早，造成高爐爐況反復(fù)，風(fēng)量持續(xù)偏低，鼓風(fēng)動能不足，高爐一直未達到一個正常穩(wěn)定狀態(tài)，高爐爐缸工作狀況逐步變差，直致發(fā)展到爐缸堆積。

5  采取的技術(shù)措施

通過分析，我廠造成2500m3高爐爐缸工作不活躍的原因主要是長期慢風(fēng)生產(chǎn)、燒結(jié)質(zhì)量不穩(wěn)、有害元素長期偏高、高爐鐵水物理熱不足，造成高爐爐缸不活，爐墻粘結(jié)所致。并有針對性地采取措施：

5.1  縮小風(fēng)口面積，提高鼓風(fēng)動能，活躍爐缸中心

4月19日視恢復(fù)困難，采取休風(fēng)堵風(fēng)口，風(fēng)口面積由0.355m2縮小至0.330m3,高爐根據(jù)爐況恢復(fù)進風(fēng)情況，風(fēng)量達到目標(biāo)風(fēng)量，高爐順行穩(wěn)定后，開風(fēng)口、提頂壓上風(fēng)。由于開風(fēng)口、回負荷過早，高爐出現(xiàn)反復(fù)，多次堵風(fēng)口恢復(fù)，為避免反復(fù)，9月4日休風(fēng)堵風(fēng)口后，我們減慢開風(fēng)口速度，9月5日開風(fēng)口1個，9月8日開風(fēng)口1個，10月11日實現(xiàn)全風(fēng)口工作，同時利用休風(fēng)機會，縮小風(fēng)口面積，全風(fēng)口面積由0.355m2縮小至0.353m2。

5.2  停止使用鈦球，使用錳礦，降低爐渣堿度、螢石洗爐

發(fā)生爐缸堆積后，我們采取停至使用鈦球，改用普球，同時使用部分錳礦進行洗爐，5月使用錳礦1811.3噸，螢石371.3噸， 6月使用319.3噸，同時將爐渣堿度由1.20倍水平降低至1.18倍水平，通過洗爐，高爐爐缸工作得到改善，但由于洗爐時間短，在恢復(fù)過程中上礦批、回負荷過早，爐缸工作未得到持續(xù)改善，風(fēng)量水平未能持續(xù)保持4800以上水平。

5.3  提高爐溫，保證熱量充沛

從4月份過來，高爐持續(xù)風(fēng)量偏少，采取提高爐溫溫措施，由正常0.3 %，提高至0.5 %水平，但由于在初步取的效果的時后，采取壓邊、擴礦批、加負荷、降爐溫措施，造成高爐恢復(fù)反復(fù)。10月通過堅持保證鐵水物理熱控制在1500 ℃水平，嚴(yán)禁爐溫低于1480 ℃，鐵水硅控制0.4 %，通過提高鐵水溫度，實現(xiàn)高爐熱量保證充沛，改善渣鐵流動性，實現(xiàn)提高爐缸中心溫度，爐缸工作逐步得到改善。

5.4  加組焦，退負荷，縮小礦批，改善料柱透氣性

治理爐缸，必須在保證熱量充沛的情況下，持續(xù)增加風(fēng)量，擴大清洗效果。大風(fēng)量是治理爐缸的重要條件。通過采取加組焦，退負荷，降低煤比。4月、5月、6月我們均采取加組焦措施，大退負荷的措施，4月最低退至4.0 t/t水平，5月退至4.3 t/t,6月最低退至4.4 t/t水平。同時采取小礦批。高爐取得一定效果，風(fēng)量多次上至4850 m3/min水平，但由于回負荷，礦批過早，爐缸工作未得到完全改善，造成高爐爐況反復(fù)。

6  經(jīng)驗教訓(xùn)

本次爐況波動從4月開始發(fā)生爐況不順，至10月底，爐況相對穩(wěn)定下來，仍未達到4900 m3/min正常生產(chǎn)時的風(fēng)量水平。從此次爐況恢復(fù)過程觀察，采取處理爐缸堆積的措施在一定程度上取得了效果，但由于恢復(fù)過急，多次造成反復(fù)，造成時間長，損失大。通過成功恢復(fù)和前期處理來看，發(fā)現(xiàn)存在認(rèn)識不夠，處理措施不狠，恢復(fù)過急，具體表現(xiàn)有以下幾方面。

6.1  必須保持爐缸活躍

高爐只有保持一定的風(fēng)量、冶煉強度，才能活躍爐缸，在風(fēng)量不足時，在制度上必須采取改善透氣性，爭取風(fēng)量措施，采取輕負荷、小礦批，保證風(fēng)量。如果遇到外圍變化，高爐爐況不好，風(fēng)量持續(xù)偏低，應(yīng)積極主動堵風(fēng)口，提高鼓風(fēng)動能，活躍高爐中心。如果爐況無改善，應(yīng)及時使用普礦冶煉，必要時加洗爐劑進行洗爐。

6.2  要高度重視爐溫

爐溫是高爐冶煉的基礎(chǔ)，只有保持充沛的爐溫，各種物理化學(xué)反應(yīng)才能正常進行，特別是在爐況基礎(chǔ)差時更應(yīng)重視爐溫；普通礦冶煉建議四高爐日常管理鐵水物理熱應(yīng)保持1500 ℃左右，嚴(yán)禁持續(xù)低于1480 ℃。釩鈦礦冶煉，在全風(fēng)水平下可適當(dāng)降低20度下限爐溫，如風(fēng)量不全＜4800 m3/min，必須降鈦球比例，提高物理熱。

6.3  治理爐缸堆積，必須堅持小礦批、輕負荷，適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣，保證兩道煤氣流

10月過來，高爐堅持小礦批、輕負荷，小礦焦角，適當(dāng)疏導(dǎo)邊緣的措施，多觀察，少調(diào)整負荷及礦批，積極上風(fēng)量，爭取爐缸活躍，當(dāng)風(fēng)量加上去后，出現(xiàn)不透氣時，及時退負荷，高爐風(fēng)量逐步恢復(fù)正常。在恢復(fù)過程中切記不能上礦批、加負荷過快，必須強調(diào)風(fēng)量正常，爐溫充沛，逐步緩慢回負荷、礦批。

6.4  處理爐缸堆積，必須果斷停鈦球

對于使用釩鈦礦的高爐，在高爐風(fēng)量持續(xù)偏少，爐況不順，有爐缸堆積的苗頭時，必須及時停止使用鈦球，改普通礦冶煉。因爐況不順，必須提高鐵水硅水平，這將增強釩鈦冶煉效應(yīng)，停止使用鈦球，降低釩鈦礦冶煉的釩鈦效益，有利于改善渣鐵流動性。

6.5  要有效控制有害元素水平

有害元素帶入量長期過高，在高爐內(nèi)的循環(huán)富集，將增強焦炭反應(yīng)性，影響礦石軟熔性能，造成焦炭強度下降，軟熔帶上移等不利影響。

7  結(jié)語

通過此次爐缸堆積的處理，可看出高爐在處理爐缸堆積時，根據(jù)堆積程度除采取堵風(fēng)口，退負荷，降低堿度、提爐溫、錳礦螢石洗爐、提高焦炭質(zhì)量等處理措施外。在處理過程中恢復(fù)爐況不能過急，特別是負荷、礦批的恢復(fù)應(yīng)謹(jǐn)慎，必須堅持輕負荷、小礦批、在順行條件下積極上風(fēng)量擴大洗爐效果。同時在高爐日常管理中，應(yīng)加強對冷卻設(shè)備、高爐有害元素負荷，原燃料質(zhì)量、爐身溫度等的監(jiān)控。