4月11日02:15擴礦批至50t,提焦炭負荷到4.17，06:26捅開7號風口，恢復到正常水平的27個風口作業，11:03擴礦批至52t，提焦炭負荷至4.33，13:00恢復富氧量到18000m3/h，20:19擴礦批至54t，提焦炭負荷至4.50，11日鐵水日產量達到6568.947t/d，燃料比降低到516kg/t。4月12日07:46擴礦批至55t，提焦炭負荷至4.54，至此爐況全部恢復到位，12日鐵水日產量恢復到7058.789t/d，燃料比穩定在516kg/t。
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1.1爐況失常經過
(1)爐墻黏結。2號高爐開爐以來長期堵1號、12號、19號風口作業，爐況保持較好的順行狀態，各項技術經濟指標保持在較好水平(見表1)。從2023年3月23日開始，2號高爐爐身9段、12段冷卻壁溫度變化范圍收窄，雖然及時采取了降低冷卻強度的措施，但是收效甚微，并最終發展為爐墻黏結。
(2)煤氣流失常。2023年4月7日22:00以后，高爐開始出現明顯的憋風現象，主要表現為爐內壓量關系緊張，風量萎縮，入爐風量從正常時的4700m3/min降低到4400m3/min，爐內頻繁出現高壓尖峰，探尺打橫。8日03:00,爐內出現第一次崩料，料線從1.1m下滑至5.8m，04:25再次崩料，料線從2m下滑至5.9m，05:20爐身中上部黏結物頻繁脫落。10:06出現第三次崩料，料線從2.1m下滑至6m。9日10:56出現第四次崩料，料線從1.4m下滑至5.6m。由于深空料及爐身黏結物脫落形成局部管道，爐身第12段冷卻壁溫度變化范圍縮小到5℃以內，料面偏斜，煤氣利用率急劇降低。從爐頂攝像儀看，管道行程時爐頂料面被吹起四散，爐內煤氣流紊亂，不規則1。4月8日2號高爐爐內煤氣流分布及料面畫面見圖1。
(3)爐缸工作失常。由于爐內煤氣流失常，爐身渣皮大量脫落，爐內長時間深空料、風口小套大量漏水、集中加焦等因素疊加影響，爐內熱制度大幅度變化引起渣相波動[2]，兩個鐵口的鐵量及鐵水溫度差異擴大，最終形成爐缸工作失常。4月8日鐵水[Si]波幅為0.12%~1.28%，鐵水溫度波幅為1424~1497℃,爐渣二元堿度R?波幅為1.14~1.19。4月9日鐵水[Si]波幅為0.26%~1.12%，鐵水溫度波幅為1367~1498℃，爐渣二元堿度R?波幅為1.12~1.18。
(4)風口小套大量破損。由于爐缸工作失常，爐身渣皮大量脫落，爐缸渣鐵流動性變差等因素影響[3]，到4月8日20:06，確認破損的小套達到6個，被迫緊急休風更換。
此次2號高爐失常爐況導致鐵水產量減少約9800t，空料及集中加焦539.4t，休風處理3h50min，直接經濟損失約394.05萬元。
1.2爐況失常原因
(1)直接原因。主要有以下兩個。
一是風口小套長時間漏水。截至2023年1月30日，先后確認16號、18號小套漏水，并及時切換工業水維持生產，軟水系統補水量正常。從3月20日開始，軟水系統補水增加，并組織排查風口中小套漏水情況，截至4月7日，確認漏水的小套累計達到4個，并全部切換工業水維持生產。長時間多個風口小套漏水，一方面導致爐缸大量吸熱，消耗升高；另一方面造成爐缸活躍度降低，爐缸形成“局部死區”。
二是爐墻黏結。從3月23日開始，爐身第12段冷卻壁溫度降到55℃左右，變化范圍縮小到2℃以內，說明爐身中上部已經出現大面積黏結。3月23日—4月8日，高爐多次出現黏結物脫落-再黏結-再脫落的惡性循環，脫落的渣皮堵塞煤氣通路，導致管道行程、料面偏斜，并發展為煤氣流失常。
(2)間接原因。主要有以下四個。
一是高爐計劃檢修周期過長。2號高爐自2022年11月15日檢修后，原計劃2023年3月檢修，但為配合公司整體生產計劃，檢修一直延到4月18日才進行。4月8日更換的漏水小套中，有8個小套是從投產之日起使用，服役已達到了405天，有1個小套服役已達到了358天，超期服役的風口小套內壁磨損嚴重，導致漏水。15號風口小套使用周期僅145天，該小套破損主要是由于渣皮脫落及爐缸不活導致的前端熔損。
二是燒結礦冶金性能劣化。從3月20日開始，巴西粉配比從之前的9%降低到2%,所欠部分用麥克粉代替。由于用料結構的變化，導致燒結礦的低溫還原粉化強度RDI+6.3mm降低到70%以下，最低僅37.55%。燒結礦低溫還原粉化指數RDI+3.15mm降低到80%以下，最低僅54.02%。燒結礦磨損指數RDI?.5m升高到10%以上，最高升到21.08%。燒結礦軟化區間擴寬了20℃,軟熔帶的變化導致高溫區波動且不穩定，低溫還原粉化指數變差[4],導致塊狀帶料柱透氣性變差，多重因素的疊加，最終導致爐身上部爐墻黏結。燒結礦冶金性能變化見表2。
三是熔劑質量波動，造成高爐渣相波動。一方面，保障燒結、球團生產所需熔劑的生產線于2023年3月15日停產，新供應的熔劑數量和質量的穩定性下降；另一方面，從3月份開始，將白云石粉參與混勻造堆工藝進行優化，轉到燒結配料倉直配。由于二燒配料室電子秤稱量誤差無法滿足工藝要求，造成燒結礦、球團礦化學成分波動大，進而引起高爐渣相變化S]。2號高爐爐渣二元堿度在1.10~1.27之間波動，渣中(MgO)在7.58%~8.73%之間波動，渣相的不斷變化導致渣皮頻繁脫落，進而引起高爐煤氣流的波動。
四是爐頂灑水效果不好。2號高爐爐頂灑水系統沒有單獨的供水系統，而是采取爐頂增壓泵直接供水，爐頂灑水水壓僅0.5MPa，而高爐正常生產時爐頂壓力高達0.2MPa左右，當出現管道行程時爐頂壓力更高。在爐況失常的處理過程中，尤其是遇到管道行程時無法實現均勻霧化灑水降溫的效果。在此次爐況失常的處理過程中，由于爐頂溫度超限而被迫大幅度減風的現象多次出現，不利于特殊爐況的恢復。
結合爐況失常的特征及爐況的發展，從裝料制度、送風制度、造渣制度、熱制度等方面進行系統調整，主要采取了縮礦批退負荷、集中加焦、調整布料矩陣、調整冷卻強度等措施。
2.1裝料制度調整
(1)縮礦批退負荷。特殊爐況的處理首要任務就是改善料柱透氣性和確保熱量充沛。主要手段就是縮小礦批，以便減薄礦層厚度；減輕焦炭負荷，增加焦層厚度，以達到改善料柱透氣性或是補充熱量的目的[6]。
4月8日03:00出現第一次崩料，于03:45將礦批從原先的54t縮至52t，焦炭負荷從4.54退到4.37，短時停氧停煤調整。04:25料線再次崩料至5.9m，05:20爐身中上部黏結物局部脫落，并于06:28第二次縮礦批至50t，退負荷至4.00。07:30爐身中上部黏結物大面積脫落，料面偏斜嚴重，08:16第三次縮礦批至40t，焦炭負荷退到2.90。
(2)調整布料矩陣。隨著礦批及焦炭負荷的變化，還要對上部布料制度進行必要的調整。礦批不斷縮小，礦層減薄，于4月8日10:40將原來礦石8擋的布料環數從2環減少到1.5環，即將C211.502322調整為C22211.50i.5322，目的是降低邊沿焦炭負荷，以保證兩道氣流的穩定。4月9日13:30繼續將礦石8擋的布料環數從1.5環減少到1環，將焦炭1擋的布料環數從1.5環增加到2環，即C221208322。4月10日隨著爐況逐漸恢復，布料矩陣也隨之恢復，將焦炭1擋的布料環數由2環減少到1.5環，將礦石8擋的布料環數由1環增加到1.5環。
(3)空料及集中加焦。爐內頻繁崩滑料、煤氣流失常，導致高溫煤氣流未經過正常的熱交換而直接溢出，熱損失必然增加；同時渣皮頻繁脫落，導致大量低溫渣鐵混合物直接進入爐缸，增加爐缸吸熱。操作上必須采取集中加焦來改善料柱透氣性，同時彌補熱損失增加熱量。
由于管道行程，頻繁崩滑料及渣皮脫落，煤氣利用率降低。4月8日06:00集中加凈焦21.8t，07:00集中加凈焦32.7t，08:00集中加凈焦57.5t，09:00集中加入凈焦38.4t，其余空料過程中按照“隔九加十”的方式補加凈焦直至料滿，全天累計空料及集中加焦310.2t。4月9日11:00空料及集中加焦54t，12:50空料及集中加焦54t，14:00空料及集中加焦51.2t，其余空料過程中按照“隔九加十”的方式補加凈焦直至料滿，全天累計空料及集中加焦229.2t。
2.2送風制度調整
(1)休風更換漏水小套并增堵風口。與正常爐況相比，爐況異常時，入爐風量降低，風口前鼓風動能降低，為了快速地恢復爐況，采取休風增堵風口以達到提高鼓風動能的目的7。從4月8日05:00以后，入爐風量基本上僅能維持在3800~4400m3/min,標準風速從正常時的255m/s左右降低到210~230m/s。20:06休風更換了10個漏水的風口小套，一方面及時消除漏水，另一方面為了實施增堵7號、16號、24號風口，到23:56復風時共堵6個風口調整爐況，確保風口前標準風速能保持在250m/s以上。
(2)科學把握爐況恢復進程。特殊爐況的調整是一個動態變化的過程，每一項調整動作的時機及節奏是否準確，在很大程度上決定了爐況的恢復進程。實際爐況恢復過程中主要通過爐溫是否充沛，風量和料速是否匹配適時進行調整，調整的主要內容就是捅風口和擴礦批、提負荷。當爐內壓量關系匹配，下料順暢，爐溫充沛，尤其需要集中加焦時，可以考慮捅風口擴大進風面積，加快冶煉進程，反之不宜捅風口。4月9日02:30捅開16號風口，10日16:55捅開24號風口，11日06:26捅開7號風口，同時結合入爐風量大小，料速明顯轉快時適時擴礦批提焦炭負荷。
2.3造渣制度調整
(1)渣相調整。由于燒結礦、球團礦化學成分的波動，以及爐溫波動導致SiO?還原量變化，進而導致渣相波動。在爐況調整過程中，主要采取酸堿物料替代或是直接加入熔劑的措施進行調整。根據昆鋼的生產經驗，每集中加焦10t需要帶硅石0.8~1.2t。本次特殊爐況的調整，4月8日10:00采用球團礦帶燒結礦800kg/批的物料替代法調整爐渣二元堿度一次，在空料及集中加焦時累計帶入硅石25t;4月9日集中加焦帶入硅石28t,加入螢石3.2t洗爐及調整渣相。
(2)及時排凈渣鐵。特殊爐況的處理，尤其在爐缸工作失常的情況下，爐前渣鐵及時排凈是爐況順利恢復的關鍵。首先，及時排凈渣鐵，為爐料下降提供必要的空間，有利于改善料柱透氣性；其次，大量渣皮脫落進入爐缸后增加爐缸吸熱，及時將爐缸內的低溫渣鐵排出爐外，有利于快速提高爐缸溫度；再次，及時排凈渣鐵還有利于活躍爐缸，改善爐缸工作狀態。在實際生產過程中主要采取零間隔，或是平行出鐵的方式組織實現。
從4月8日03:00出現第一次崩料開始，到20:06休風為止共出鐵8次，累計出鐵938min,出渣時間達到812min,有3次平行出鐵，其中第3203620次鐵，從07:32打開鐵口到09:00堵鐵口為止，僅出鐵113.55t，但是出渣時間長達70min，排渣約250t。4月9日全天出鐵10次，累計出鐵時間為1232min，出渣時間為1041min，有4次平行出鐵。
2.4熱制度調整
(1)控制合理的理論燃燒溫度。在特殊爐況的處理過程中，往往都需要退負荷至全焦冶煉，采取降低入爐風溫、停止富氧噴煤作業，同時為了提高爐溫或是改善料柱透氣性，難免還要采取集中加焦，因此控制合理的理論燃燒溫度就顯得尤為重要，通常采取增減人爐風溫、使用蒸汽加濕等手段調整。
根據冶煉周期及爐況調整的需要，4月8日05:00停氧，12:00停煤，同時將入爐風溫從1200℃降低到1100℃,13:00再次降低到1050℃。由于入爐風量低，混風調節閥全開都無法快速將入爐風溫降低到1000℃以下，為了保持理論燃燒溫度在2350~2450℃8]，從14:00開始使用蒸汽加濕5g/m3，最高使用到13g/m3，4月9—10日保持蒸汽加濕量在3~20g/m3，入爐風溫在950～1000℃之間調控，11日02:00停止使用加濕。
(2)增加水量提高冷卻強度。控制合理的操作爐型實質上就是控制高爐縱向和圓周溫度場的分布，生產中應確保爐體熱負荷、水溫差、爐體溫度的圓周均勻性[9]。2號高爐聯合軟水密閉循環冷卻系統最大供水能力能達到5100m3/h。高爐正常生產時的總冷卻水流量為4600~4900m3/h，全爐水溫差控制在6~7℃，主要通過增加冷卻水量或是降低進水溫度的手段來達到增加冷卻強度的目的[10]。
從2023年3月17日開始，2號高爐全爐水溫差不斷降低，3月25日全爐水溫差平均值降低到4.4℃，從3月21日開始先后9次減水量操作，到4月5日冷卻水量最低減少到4100m3/h，同時進水溫度從39±1℃提高到40±1℃，4月7日全爐水溫差平均值降低到4.9℃，4月8日全爐水溫差平均值再次降低到4.3℃(如圖2所示)。之后，隨著爐墻黏結物的脫落及長時間深空料，爐墻溫度逐漸升高，操作上采取增加水量的措施恢復冷卻強度，從4月8日02:00開始按照每次增加水量不超過100m3/h的速度，到4月9日17:00冷卻水量恢復到4600m3/h，同時恢復進水溫度39±1℃。4月12日，隨著爐況的逐漸恢復，增加冷卻水量到4700m3/h，全爐水溫差恢復到6.5℃左右。
隨著爐墻黏結物的徹底脫落，爐內煤氣流分布穩定，壓量關系明顯改善，爐外出鐵正常，渣鐵溫度充沛。4月9日19:16料滿后轉順。4月10日05:52將礦批從40t擴至46t，提焦炭負荷至3.71，10:00開始噴煤15t/h，14:25再擴礦批到48t，提焦炭負荷到4.00，15:50開始富氧5000m3/h，16:55捅開24號風口，18:00富氧量增加到10000m3/h，10日鐵水日產量4667tV/d。4月10日爐內煤氣流分布及料面見圖3。
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結語
高爐從4月8日03:00出現第一次崩料開始，到4月10日10:00開始噴煤富氧為止，耗時55h，再到4月11日20:19擴礦批至54t，提焦炭負荷至4.50，爐況完全恢復到正常狀態歷時89h19min。總結處理過程主要有以下體會：
(1)加強燒結、球團用熔劑的保供質量和數量，確保燒結礦、球團礦質量穩定才能為高爐高效低耗生產創造基礎條件。
(2)制定科學合理的定修計劃，密切關注風口小套等關鍵設備的使用周期，并嚴格執行定修制度。對爐頂灑水系統進行升級改造，使灑水壓力達到1.2MPa以上，確保爐頂灑水時能達到均勻霧化的效果。
(3)特殊爐況的處理是一個系統工程，需要從裝料制度、送風制度、造渣制度、熱制度等方面進行科學合理調控，更需要爐內爐外通力合作方能達到效果。
(責任編輯：zgltw)