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柳钢高炉近期炉况出现管道行程的原因及处理

黄显昌

摘  要：对柳钢高炉近期多次出现管道行程的原因进行了分析，通过对比3号和5号高炉的炉况恢复过程，总结出了应对管道行程，避免炉况恶化，快速恢复炉况的有效措施。

关 键 词：高炉；管道；原因；措施

1 概述

柳钢3号和5号高炉有效炉容分别为2000m3和1500m3，采用PW串罐式无料钟炉顶和皮带上料。炉缸采用国产大炭块和陶瓷杯技术，1～5层为光面冷却壁，3号炉8层～15层采用铜冷却板，5号炉6层～10层采用薄壁炉衬技术，布置东西两个出铁口，3号炉采用明特法渣处理系统，5号炉采用嘉恒法渣处理系统。受原燃料质量波动和外围因素以及自身操作控制影响两座高炉相继发生大管道，并进一步发展为炉凉。由于操作思路不同各炉取得的恢复效果也有差别，后经过加入大量净焦提高炉缸热量，促进初始煤气流重新合理分布，大幅度调整装料制度，放开边缘，疏导中心气流，减轻焦炭负荷，控制合理风量等措施，炉况得到恢复。

2 炉况变化过程

2.1 3号炉炉况变化

2月24日中班3号炉因二焦干熄焦故障改用水熄焦，由于干焦供应不足而增加混焦用量，炉温下行，高炉相应减轻焦炭负荷。25日夜、白班铁水物理热平均1488℃，[S]持续偏高在0.04%以上，虽然烧结比提高了4%，但抽查白班有两炉铁水[S] ＞0.070% 出格。白班工长采取减风提温措施但效果不明显，负荷已经分次减轻0.24，白班后期出现软水温差波动大，炉温加剧下行，25日中班接班后在走料正常的情况下16：45出现大管道并随之塌料，顶温急剧上升到1260℃，炉顶设备和干法除尘系统有被烧坏的危险，高炉被迫立即放风,炉内连续压料顶温才得以控制。但随后高炉的恢复很困难，炉缸持续向凉，中班[Si]平均0.36%，铁水温度平均1415℃，气流紊乱甚至没有气流，多次出现悬料，炉况已处于失常状态。

2.2 5号炉炉况的变化

3月1日白班到中班11：00～18：45由于罐紧张休风待罐，21：10～21：50由于主5段皮带故障无法上料再次休风。休风前[Si]0.39%，铁水温度1492℃，复风后出四炉铁水温度都低于1480℃，为提高煤气利用率，装料制度由P372353332311292311 K363342322302281241281整体提高1°，1：30白班休风料反应，风压上升到0.348MPa，透气性大幅下降，出现悬料，1：45采取卸顶压坐料，料塌后1：47突然出现大管道，顶温急剧上升到1100℃，工长立即放风到风压0.232 MPa保护炉顶设备，但炉顶气流紊乱，风压放到0.135 MPa时风口出现涌渣立即回风到0.277 MPa，检查发现靠西面的风口有渣涌出，吹管后端被罐，尚能进风。于是决定继续恢复炉况。

3 原因分析

3.1 原料的影响

3号炉由于事前焦化干熄焦故障水熄焦用量增加，入炉焦炭水分增加，工长了解不够，更由于干熄焦比水熄焦热强度高4~5%，入炉焦比会增加但工长没有意识到持续增加混焦用量会对炉温和炉况顺行产生长期的影响。

表1 炉况失常期间原燃料质量对比，平均值

3.2 炉况

3号炉25日白班后期开始出现软水温差大幅度频繁波动这一炉况异常波动的前兆。5号炉由于3月1日白班和中班两次休风将近9个小时，休风前炉温控制太低，复风后休风料反应炉缸热制度波动大与上部调节的连锁反应而出现悬料的炉况失常前兆。

3.3 操作

3.3.1 炉温控制不够

在这两起事故中炉况失常前生铁[Si]都相同的处于下限，铁水物理热更是严重低于控制值。3号炉从25日夜班开始铁水物理热一直长期处于下限，铁水[S]一直处于上限，脱硫能力已不足，炉缸工作状况已被破坏。5号炉从3月1日中班复风后[Si]也一直处于下限，铁水物理热1472℃～1436℃。对此工长没有充分认识到危害和大高炉操作的惯性，任其发展下去没有纠正炉况发展方向，错过了挽救炉况失常的最佳时机。

3.3.2 炉长操作理念不成熟，攻防转换节奏没有灵活掌控。3号炉在混焦用量持续增加的情况下没有意识到对炉况的危害，料速超出控制范围，没有做出退守措施。5号炉也是在原燃料质量明显下滑的情况下对非计划性临时休风的监控不到位，过于乐观的判断炉况恢复不存在不利因素，最终导致炉况失常。

4 处理过程

发生大管道是炉况失常的征兆，严重会烧坏炉顶设备和干法除尘布袋箱体及各阀门。管道发生后大量煤气没有与矿石充分接触进行热交换和间接还原反应，直接从炉缸煤气产生的最高温度区域到达炉顶，管道发生时都伴有悬料、塌料，这些冷料进入炉缸吸走大量的热量，使炉缸工作状况恶化导致炉凉。因此处理大管道首先是提高炉缸热量，使渣铁流动性提高能顺利排出，增加炉缸空间从而使炉缸工作均匀活跃。管道产生悬料、塌料后炉内气流通道已完全被打乱，料面气流呈现紊乱，甚至气流通道完全被堵塞，风压严重偏离正常值出现恶性悬料，因此寻找稳定的煤气流重新合理分布是处理大管道的必要手段。此外，在大管道出现的一瞬间炉顶温度迅速飙升严重超出控制范围，工长必须第一时间进行放风到有效风量确保炉顶设备安全，动作要快但不能过猛以免引起塌料后灌渣，待回风后视条件变化进行彻底坐料，使煤气流重新分布，避免事故严重扩大化。

4.1 3号炉恢复

3号炉25日中班初期出现大管道后负荷由正常时的4.52退至3.82，批重由47t缩至45t，直到班末负荷退至3.28，批重40 t，起初间隔加入净焦共3批，之后慢风恢复，到班末加入净焦8批，26日夜班炉温提不起加净焦11批，班末又加入3批，负荷退到3.0，批重缩至35 t，装料制度由失常前的P402382362332361381 K424392362321271321 矿焦角整体退2°，26日白班和中班恢复不顺，风加到一定程度后风压风量不适应，悬料、塌料频繁，白班后期渣铁热量才好转，白班加入净焦共12批，装料制度直至采用P352332313282311 K374342312271221271 炉况才逐步顺行，疏导出气流，班末开始加循环焦保证热量和稳定气流，15批正常料加入2批净焦，27日休风处理1#小套和53#铜冷却板后复风，保持一个班顺行稳定后扩批重至39t，装料制度矿焦角整体加1°，负荷3.24，28日渣铁热量好，炉缸热量充足，表明炉缸工作状况逐步活跃。视压量关系稳定 ，料走顺畅，矿批重扩至45t，装料制度矿焦角整体加1°，3月1日炉况继续保持顺行，装料制度P372352332302331351 K394362332291241291 ，矿批重46t，负荷4.22，至此炉况恢复基本正常，气流相对稳定，下料正常。 

4.2 5号炉恢复

5#炉3月2日发生大管道后恢复时批重即由36t缩至27t，装料制度由P382363342321302321 K373352332312291251291改为P353332312292271291311 K353332312292271231271 ，集中加入净焦共约13批并加入4批正常料中和炉渣确保碱度合格便于加风恢复，负荷由4.3退至3.0，到白班初发现气流还是疏导不出来，压量关系不对称，难加风，于是决定加大疏松边缘气流，装料制度改为P302282262242 K323283262242 ，采用循环焦保证热量和稳定气流，10批正常料加2批净焦，中班渣铁热量好转，循环焦减少1批，负荷3.5，整个中班装料制度基本以2度为一个调节量到班末调整为P352332312291271 K372352332312292152 ，到3日炉况基本恢复正常，气流相对稳定，下料正常。

表2   恢复过程参数

4 结语

发生大管道时容易损坏炉顶和其他设备，炉况恶化容易发展成炉凉，加够焦炭保证炉缸热量充足和矿焦角退守及时到位疏导出稳定的气流才能快速恢复炉况。

（1）原燃料条件变化和非计划性临时休风等异常变化对炉况都会产生影响，一定要引起足够的重视，退守要及时到位，采取相应的必要的措施而不能掉以轻心才能使炉况长期稳定顺行。

（2）炉温，尤其是铁水物理热是保证炉况顺行的基础，不同的炉况发展趋势要有不同的炉温要求来确保渣铁热量和气流稳定。

（3）出现悬料时要按规程处理，否则会增加炉况恢复的难度和风险。

（4）发生管道时炉顶温度会迅速飙升超出顶温控制范围，因此要第一时间放风。

（5）集中加入一个炉缸容积的焦炭和采用循环焦能有效提高炉缸热量，稳定煤气流，同时上部大幅度降低矿焦角度，较易于疏导出与下部相适应的煤气流分布，加快处理炉凉的进程。

（6）为确保炉况恢复过程顺利，避免出现反复，要看炉缸状态采用合适的风量和有控制的降[Si]，使渣铁能顺利及时排出炉缸。

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