摘要莱钢1号1880m3高炉采用铜冷却壁、软水密闭循环冷却、陶瓷杯等先进技术。开炉后，由于设备故障、原燃料变差、操作制度调剂不及时以及操作失误等原因，导致炉况失常。采用洗炉、合理装料制度、改善原料、抓管理等措施后，炉况得到好转。
关键词 高炉 炉况 装料制度
l引言
莱钢1号1 880 m3高炉于2004年6月18日点火开炉。开炉后，由于炉顶上升管膨胀节撕裂，顶压无法提升，高炉长期处于慢风状态，到6月30日煤气管道设备处理好后，高炉快速加风转入正常，到7月2日快速达产，一直到8月份高炉顺行良好。9月份因配吃未分级烧结矿，风量逐渐萎缩，由4300m3／min退到4 100 m3／min，而高炉未采取任何应对措施，操作上控制不及时，到中旬高炉开始出现崩料、悬料，经常处于慢风状态。9月27日开始，管道行程、崩料、塌料、悬料频繁，高炉顺行遭到破坏，炉况失常。后来由首钢专家和厂技术人员组成攻关组，通过狠抓原料、洗炉、调整装料制度、加强炉前出铁等措施，历时4个多月，到2005年1月才基本扭转炉况失常的被动局面，高炉基本趋向正常。
2炉况失常的表现及原因
2．1炉况失常的表现
(1)顺行程度差。主要是崩、塌料、管道行程频繁、悬料不断。2004年9月中旬，高炉开始不稳，崩料不断，悬料5次，下旬，高炉炉况波动大，边缘管道行程频繁，悬料15次，风量加不上，高炉十分不顺，炉况日趋恶化。
(2)风口经常有生降，个别风口常有挂渣，风口凉热差别大，有的明亮，但显呆，焦炭下落轨迹不正常。
(3)双环形煤气流，炉料中心有死料柱，中心有黑点死区，铁前憋风严重，炉缸出现中心堆积。
(4)炉墙粘结，炉腰、炉身下部温度差别大(见表1)。局部炉墙温度比正常低30～40℃，明显已有结厚。
(5)气流稳定性差，炉腹、炉腰气流周向点温度稳定，不冒尖，炉身下部第8层、第9层炉衬温度波动频繁，波动幅度大；东北、东南、南部、西北第8层、第9层4点活跃，锯齿状波动，边缘气流十分不稳。
(6)波峰式指数频繁，透气性指数不时会出现类似换炉时的波峰式波动。炉况失常初期，因边缘管道透气性指数会突然冒尖，及而崩料，从炉顶成像能明显看到边缘煤气流；处理炉况中期，采用放边缘制度，波峰式指数也出现，但不冒尖；处理炉况后期，有波峰式指数不冒尖，有崩料料线较深，风压上升快、幅度大，一旦减风不及时，会引起悬料。
2．2炉况失常的原因
(1)在操作2000 m3级高炉上缺乏足够的经验及认识，并且对炉况不顺分歧很大，没有严格按照不顶、不贪、不追的原则来进行日常的操作，一味地去追求高产量目标。
(2)9月中旬因风机故障及氮气压力低造成的慢风达十几次，无计划休风4次，严重影响操作炉型的稳定。
(3)高炉对未分级料的配用重视不够，没有采取相应措施，仍然采用原布料制度、原焦比、高碱度、低炉温操作。
(4)焦炭质量变差，进入9月份，焦炭反应性(CRl)由32％～33％变为35~A，～38％r，反应后强度(CSR)由55％变成48％一51％。从反应后焦炭表面来看，空隙率偏大，煤的细度不够均匀，大颗粒较多，影响其热态性能，焦炭质量明显变差。
3炉况失常的处理
(1)第一阶段。初期制度调整，9月27日高炉不顺，将布料矩阵由
360 33.50 31.50 360 33.50 31.50 27.50 180 360 33.50 31.50 370 340 310 27.50 180
O3 4 3 C 3 2 2 2 2 调整为O 3 4 3 C 3 2 2 2 2。自10月14日炉况再度失常，将矩阵调整为 35.50 33.50 310 380 360 33.50 310 27.50 160
O 3 4 3 C 1 2 2 2 2 2。
适当发展边缘煤气流，两股煤气流当时分布并不合理。14日加萤石，退负荷，提炉温0．7％～1．O％，以上限为主，降碱度按1．1调剂，同时矿石料线1．7m，焦炭料线1．5 m，改回原来料线，矿、焦各1．5 m；16日矩阵调整为
35.50 33.50 310 380 360 33.50 310 27.50 160
O 2 4 3 C 2 2 2 2 2 2 ,17日配加锰矿，萤石继续带，19日停吃锰矿，20日又调矩阵为
360 33.50 310 380 360 33.50 310 27.50 160
O 3 4 3 C 2 2 2 2 2 2，料线1．7 m，采用抑制边缘发展中心的原则，但是边缘气流不稳定而中心却发生了偏移，炉况恢复进展缓慢。22日，增加矿角，
380 360 340 310
O 2 3 3 2，焦角未动，进一步抑制边缘。到25日，矩阵再次调整为
380 360 340 320 400 380 360 340 310 27.50 160
O 1 4 4 1 C 1 2 2 2 1 2 2，至27日检修前两天时间内矩阵调整了9次，炉况顺行程度差，管道、崩料频繁，悬料15次，10月27日高炉检修，从休风料面看，中心漏斗偏向南部有300mm，中心有死区，炉顶中心煤气火为“C”形，料面南北偏差900 mm，从成像整个画面看煤气流成双环形。
(2)第二阶段(热洗阶段)。10月27日高炉复风后热洗，同时配加萤石、锰矿及鲁南矿，退焦比为600kg／t，[Si]按1．5％～2．0％，R=1．0；另外每10批料或15批料添加净焦15t，使煤气流重新分布，矩阵调整为
35.50 33.50 310 380 35.50 33.50 310 27.50 160
O 3 4 3 C 2 2 2 2 2 2。在热洗过程中适当提高软水进水温度，到11月4日，炉况趋向稳定，但风口未见大量滑落物，渣铁量未有明显变化，继续坚持热洗。自11月6日起到11日，，[Si]下降到1．25％左右，风口下粘结物多，渣量相对增加，物理热近几天比较低，有时发黑，高硅，高硫，热洗初见成效。
(3)第三阶段，边生产边治理。自11月13日后，[Si]降到0．8％～1．0％，将矩阵
35.50 33.50 31.50 380 360 33.50 310 27.50 220
O 3 4 2 C 1 3 1 2 2 2。改为
36.50 34.50 320 390 370 34.50 320 28.50 230
O 3 4 2 C 1 3 1 2 2 2.至11月15日将制度又调整为
36.50 34.50 320 400 370 34.50 320 28.50 230
O 3 4 2 C 3 2 1 2 2 2。在此期间，高炉风量一直在3 500～3600m3／min，虽偶尔能加到 3 800～3900m3／min但维持不了多长时间，并且悬料过2‘次，从坐料料面来看，煤气流仍为环形，中心还是有死料柱。到11月下旬，风量逐渐加到4000m3／min，但不稳定，经常出现边缘气流管道及崩料，这个阶段基本上是以放边缘为主，尽量兼顾两股煤气流。到12月1日，布料矩阵已调为
360 340 320 410 380 320 28.50 230
O 2 5 2 C 5 2 1 2 3，外环焦炭已基本布到炉墙，但边缘管道经常出现，炉况非常不顺。
到12月6日，17：00将 410 380 320 28.50 230 420 390 320 28.50 230
C 5 2 1 2 3调整为C 5 2 1 2 3，此时料线1．7 m，外环焦炭碰到炉墙制度起作用后，透气性指数高但相对平稳，没再出现螺旋式波动。12月7日0：10加风到4050 m3／min(当时5、12、19、26号风口堵)，炉况稳定顺行，风压、指数平稳，未出现管道气流，探尺运行良好。从制度调整及炉况表现来看，边缘已放开，但矿层下部焦层薄，焦炭基本分向中心及边缘，与开炉布料制度相近。几天后，视炉况逐渐加负荷，从550kg/t的焦比加到530kg／t，风温反而没用上，制度调整后尽管对恢复风量有利，但抗波动能力差，尤其受炉渣碱度、原料影响大，碱度一旦升高、料变差就会引起憋风，尽管如此炉况能低水平顺行。由于对产量要求紧，制度没再调整，一直到2005年1月份，开始着手调整布料制度为正常生产时的矩阵，风量逐渐恢复到4300m3／min，高炉才转入正常。
4存在的问题
(1)炉况失常时对出现的中心死料柱缺乏正确的认识。在炉况的恢复过程中，中心气流已偏离中心，受成像画面模糊的影响，而没有引起注意。只有低料线及坐料后才能看清，正是由于中心未开通，一味地去压边缘来开中心的方式，一直没能成功，反而加剧了炉况的进一步恶化，延缓了炉况的恢复过程
怎样打通中心用焦置换出中心死料柱，是当时处理炉况的关键，这需要长期的合理的布料调整应尽量减少管道及崩料，及时控制冶强缓解，采用不同布料方式防止矿滚向中心。
(2)1号1 880m3高炉薄铜冷却壁温度以及水温差，应怎样控制缺乏必要的经验数据参考。薄铜冷却壁有易形成渣皮的特性，控制多高的炉衬温度和冷却壁进出水温差才能形成稳定的渣皮，从而构成固定的操作炉型，对此缺乏充足的经验与理论依据。冷却壁温度和冷却壁进出水温差必须控制在一个合适范围。当这些温度过低时，表明炉墙可能结厚；温度太高时表明炉墙不易形成稳定渣皮而反复脱落，形成的煤气流也会难以稳定。1号1 880 m3高炉在处理炉况初期，对薄铜冷却壁温度、水温差并没有引起足够的重视，进水温度仅提高了3℃，从而影响热洗效果。
(3)在恢复炉况的过程中，顶压运用认识不一。1号1 880m3高炉炉况失常的过程中，对顶压的运用认识不同。慢风时，使用高顶压有利于稳定煤气流，延长煤气流在炉内时间，也有利于边缘气流发展，有利于炉况顺行，但是，慢风时间长了容易造成中心堆积。恢复炉况顶压如何用主要看压量关系，提顶压能使压差降低，有利于炉况顺行，否则破坏顺行。
新区高炉要想提风速来吹透中心，除了堵部分风口与提高风温外，顶压的控制应按一定比例，才能使实际风速不会过多降低。纵观国内外大高炉，要保证炉况长期稳定顺行，除狠抓原燃料外，炉内主要发展中心气流兼顾边缘气流。中心气流的开通靠的是高炉较高的实际风速来实现。新区高炉长期不顺与中心不开有着直接影响，对低风速的危害没有充分的认识，尤其当风温用不上时，慢风按比例控制顶压提风速，效果还是很明显的。
(4)波峰式指数冒尖形成的管道，不同阶段炉顶成像显示不同。在处理炉况的过程中，第一阶段、第二阶段当边缘还没放开时，边缘管道从成像能清楚看出并伴随崩料。从炉况的表现来看，炉身上部干净，而中部有挂结，当边缘气流从软熔带根部通过时，开始分布不均，局部气流旺盛，因边缘显重使气流与矿焦接触时间长，炉身上部有部分焦炭温度高，一旦冒出炉顶成像会看得见吹起的“热焦”及气流方位。
在边生产边治理的阶段，边缘放开后，波峰式指数初期基本不再出现，偶有出现上部成像看不出来，当时炉况处于上轻下重状态，局部气流旺盛时，因上部偏轻，气流上升到上部时已分散不成股，上部焦炭吸收的热量少温度低，即使吹起也看不见。这次炉况失常使我们认识到，边缘管道、经常发生中心不畅通、慢风时间长、炉墙不干净、炉缸工作不活跃、边缘过重、原料碎以及焦炭强度低等情况下，日常操作中应及时控制风量，以减少管道行程。
5体会
(1)2000m3级高炉要保持长期稳定顺行贵在日常生产中要做好预防工作，根据外界条件做到及时调剂，防止炉况失常。
(2)对于大型高炉一旦失常，处理恢复时间长，尽量杜绝日常无计划休风。尤其是在炉缸工作状态不好，炉温基础低、炉渣碱度高的情况下更应避免休风。
(3)处理炉缸堆积的过程中，要保证足够的理论燃烧温度，使渣铁有充足的热量，从而具有良好的流动性，以利于消化炉缸堆积物。
(4)处理边缘管道要以疏为主，靠抑制效果欠佳，尤其是在中心不畅通的情况下，会引起炉况难行。
(5)任何开炉后的高炉，其正常高产时的炉型，都是适合本高炉周围条件时的合理操作炉型。炉况处理好后，各制度应及时调整到正常生产时状态。
(6)为保顺行，追求两股气流使焦布向边缘与中心，这样容易使中间矿层下焦层薄或无焦，不仅影响煤气利用，而且还影响炉况抗波动能力，这种制度短时对加风有利，但不利于长期稳定顺行，不能作为长期的操作制度。
6结语
(1)对日常操作要建立预知预案，针对不同外界条件制定相应措施，同时扩大工长调剂范围，以便能及时灵活处理不同事故，减少损失。
(2)对薄铜冷却壁温度及软水进出水温差要列入日常管理制度，形成温度曲线，不同炉况下设定不同合理温度范围，以适应炉况变化。
(3)把顶压的使用设为日常操作管理，针对不同原料条件及炉况状态设立不同的顶压水平，杜绝随意性，减少对炉况的影响。
(4)加强对槽下的管理，加强筛粉，减少粉末入炉，定时清筛，定时空振，并作为一项制度考核。
(5)加强对炉前的管理，及时出净渣、铁，尤其处理炉缸堆积时，要增加出铁次数，并适当喷吹铁口。
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