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柳钢1500m³高炉炉况波动原因及处理

张露生，王晓东，关江峰

（柳钢炼铁厂）

摘 要：对柳钢1号1500m³高炉高炉炉况失常的形成原因及处理过程进行分析总结。焦炭质量变差及煤气流分布失常造成高炉炉缸堆积，炉墙粘接是炉况失常的主要原因，指出恢复过程中存在的不足，使恢复出现了反复。

关 键 字：高炉；炉缸；煤气流；处理

1 引言

柳钢1号1500m³高炉于2009年10月扩容改造后投产。设有22个风口，2个铁口，采用陶瓷杯炉缸，高炉本体采用三段式铜冷却壁和炉身钢冷却壁的薄壁炉衬技术，以及应用了软水密闭循环系统、串罐式无料钟炉顶、大型顶燃球式热风炉和全干法除尘等先进技术和设备。在2013年3-4月份由于焦炭质量大幅度下滑，高炉出现顽固性悬料，炉缸堆积，炉墙粘接，煤气流分布失常。在处理时采用缩小批重，发展边缘结合中心加焦的装料制度，加循环焦和萤石洗炉等措施，在恢复过程中出现了反复现象，使得恢复时间长，对产量和指标影响很大。下面对炉况失常的原因以及处理过程进行分析总结。

2 炉况失常的主要表现：

⑴顺行程度差。主要是崩、塌料，管道行程频繁、顽固性悬料。2013年3月中旬，高炉开始不稳，风压与风量不对称，走料不稳，滑、塌料频繁，悬料10次。风压升高，风量萎缩，加风困难。

⑵炉缸不活。东西两个铁口炉温偏差差，出现一边出铁多，一边出渣多，铁口易喷，出铁时间短，铁次增加。

⑶走料不顺畅。料面不平，有偏尺现象，走料不稳，滑、塌料频繁，出铁前料慢，出铁后料快，容易出现滑料。

⑷ 风口工作不均匀，风口时明时暗，经常有生降，渣皮挡住风口，好几分钟才能吹开。容易烧坏风口小套。

⑸炉缸堆积，中心死料柱肥大，炉芯温度变化大，持续偏低（见图1），铁前憋风严重，中心煤气流出不来。

⑹炉墙粘结，炉腰，炉身上部、中部、下部温度偏差大（见表1），局部温度比正常值低50~100℃，炉墙有明显结厚。

⑺煤气流失常，通过炉顶成像仪和十字测温可判断，炉顶煤气流混乱，没有稳定的边缘和中心两道气流，边缘局部气流较强，十字测温效益明显。

图1 柳钢1号1500m³高炉炉芯温度的变化

表1 柳钢1号1500m³高炉炉身冷却壁温度变化，℃

3 炉况失常处理过程

3月14日得知焦炭质量大幅度下滑，风量萎缩，风压逐渐升高并且波动大，顺行程度变差。炉内采取适当松边的装料制度，缩小矿批，提高焦比，降低喷煤比稳定炉况；矿石布料角度整体下调2度，焦炭角度下调1度，P412382351322351381411K402372341311281311341371401变为P392362331302331361391K392362331301271301331361391 矿石批重从38t逐渐减到了35t，煤比从170Kg/t降到150Kg/t。3月15日，高炉的顺行程度更差，中班18：00悬料，再次把批重减到33t,减少喷煤量，矿石布料角度整体又下调3度，取消焦炭的往复式布料。3月16日夜班因料罐卡料休风处理，班末出现悬料，白班末发现12号小套漏水，进行控水1/4处理维持生产。4月17日中班悬料一次，4月18日夜班再次悬料，风量萎缩到16万m³/h，6:40发现7#小套漏水，12#风口漏水加大，风口变黑。8：00休风更换漏水小套。堵6#和7#小套送风，恢复后又悬料两次，装料制度调整为P332302271242271301321K373343312282151，矿批缩小到22t，停煤，退全焦负荷到3.0，采用每上10批正常料加2批净焦恢复。白班末发现11#小套漏水，风口已经变黑，旁边的10#、12#、13#风口均有水流出，中班20:00以后风量维持在10万m³左右，但料一直没走，炉况已经完全失常，炉顶不见明显气流，铁口出渣铁困难，炉前集中力量排出渣铁，到班末休风作料，更换11#风口，开6#、7#风口，堵11#风口，制度退为P264234K294263232152 ，每批料加1t萤石洗炉，批重缩到15t送风恢复，。到20日白班末期，风量逐渐恢复到18万m³/h，中班开始加负荷喷煤，取消循环焦和萤石的使用，一直到4月9日，批重才恢复到36t，制度为P313284252K344312282251152，在这期间，日产量逐渐恢复到3800t，煤比140Kg/t，但炉况仍然有些波动，软水温差偏低且波动大，炉墙有明显的粘结，炉顶煤气流的分布不均，局部气流偏强，并有管道出现，十字测温效应明显，煤气利用差。此时厂里焦炭不够用，只有通过提高煤比来降低焦比，到10日白班，喷煤比提高到了170Kg/t，由于煤气流分布一直不好，中班炉况再次出现波动，连续悬料两次，批重缩到30t，但效果不好，11日白班再次悬料，恢复困难，再次把批重缩到25t，制度调为P293263232K323293262232152，停煤，退全焦负荷到3.0，采用每上10批正常料加2批净焦恢复。到4月18日白班，炉况再次不顺，煤比提的太快，煤气流分布不好，炉墙粘接明显，软水温差低，又回到11日中班的状况，用同样的方法恢复，对软水流量进行了调整，由3200m³/h降低2600m³/h，软水温差从2.5℃提高到4℃，进水温度由32.5℃提高到33.5℃。在后来的恢复过程中，吸取了前两次的经验教训，控制喷煤比，到5月初，炉况基本恢复正常，日产量达到4000t，焦比335Kg/t，煤比165Kg/t。制度为P402383363342 K413392362332311181。

4 炉况失常的原因

⑴原燃料质量大幅度下滑，特别是焦炭热强度下降明显（见图2）。从3月份开始，焦化厂的干熄焦陆续检修，高炉使用的焦炭水熄焦增加，焦炭水分增加，冷强度有所下降。焦化厂主焦煤库存偏少，从2月底开始逐渐降低主焦煤配比，到3月10日，主焦煤断料，焦炭的热强度大幅度下降至50%左右，这个强度持续了半个月，高炉炉况出现波动，悬料次数增加。

图2 焦炭性能（CRI\CSR）的变化

⑵高炉送风参数变化大。3月3日至3月6日，由于风机故障更换备用风机，风量由21万m³/h下降到18.3万m³/h，鼓风动能明显下降，由122Kj/S下降至103Kj/S。3月7日到4月1日，共换风机4次，风量都在19万m³/h-20万m³/h，4月2日后风量才上升到21万m³以上。在此情况下，为了保证一定的冶炼强度，加强了富氧操作，富氧率有3.3%提高到5.1%,但风口面积没有相应调整，鼓风动能的不足，炉缸中心吹不透，风量萎缩，风压升高，透气性下降，悬料次数增加。焦炭质量的下降，加剧了炉缸的堆积，3月17日，炉况已经完成失常，3月15日到3月21日，共悬料11次。

⑶高炉的操作调整不及时，在原燃料质量大幅度下滑时，高炉操作者对其估计不足，调节滞后，退守程度也不够，导致高炉炉况持续恶化。高炉风量减少较多时，相应的送风参数没有及时调整，保证一定的鼓风动能和理论燃烧温度。煤气流失常，操作炉型发生大的变化。

⑷1号高炉是采用三段式铜冷却壁和炉身钢冷却壁的薄壁炉衬技术，以及应用了软水密闭循环系统，冷却制度就显得尤为重要。在操作炉型发生大的变化时炉墙有粘结现象，软水温差由正常的4℃下降到了2.2℃。炉缸的活跃度下降，炉芯温度也持续下降。在处理炉况期间，多次出现风口烧损情况，为了减少休风对恢复炉况的影响，养小套的现象存在，漏水进炉内，对炉缸的活跃有很大影响。

⑸在恢复炉况过程中，焦炭消耗量增加，厂里焦炭不够用，降低焦比压力很大。为了更快地降低焦比，在炉况没有完全恢复正常时，通过迅速提高喷煤比来降低焦比，对煤气流的分布产生很大影响，这也导致在恢复炉况过程中出现反复现象。由于热风炉老化，风温偏低(1030℃)，波动大。风口前理论燃烧温度不够，在恢复炉况期间，时常有大量渣皮脱落，下到风口不能及时被熔化，增加炉缸的负担。

5 体会

（1）保证一定的原燃料质量是高炉长期稳定顺行的基本条件，经过长期的生产实践，我厂1500m³级高炉对焦炭热强度的要求不能低于55%。当低于这个值时，炉况容易出现波动。高炉要及时采取退守措施，一步到位。同时提高焦炭质量。

（2）在处理炉缸堆积和炉墙粘接的过程中，要保证足够的理论燃烧温度，使渣铁有充足的热量，有良好的流动性，以利于消化炉缸堆积物和炉墙粘接物。

（3）当煤气流分布不好，出现管道时，处理要以疏导为主，靠抑制效果欠佳，尤其在中心不顺畅的情况下，会引起炉况难行。

（4）薄壁炉衬高炉对冷却制度更加敏感，要求更高，在炉况出现波动是，我们缺乏充足的经验和理论依据。

（5）当炉况出现波动时，我们要准确分析出原因，对症下药，避免走弯路。在优化指标时，要实事求是，结合当前的原燃料质量条件和自身炉况情况，适时优化，否则会适得其反。

（6）监控设施是了解和掌握炉况变化的基础，也是处理炉况异常现象的依据，所以，必须建立完善的监控设施[1]。作为一名高炉操作者，要加强对高炉本身各参数的监控，如：炉芯温度，炉墙温度的变化情况，进行及时准确的分析，有效避免炉况出现大的波动。

参 考 文 献

[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2012.292.

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