实际生产中高炉操作炉型的探讨

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摘 要：炼铁部某高炉炉况失常，最终处理时发现炉墙大量粘结，由此分析讨论合理操作炉的管理和调控。

关键字：高炉 炉况失常 操作炉型

一、概述

正常的操作炉型应该是既能维持生产高效、稳定、低耗、优质，又能使高炉有长寿的内型，即内壁表面光洁、下料顺畅，渣皮稳定。维持一个合理的高炉操作炉型，尽量减少炉况波动，是实现高炉长寿的关键。

二、失常炉况举例

炼铁部某高炉在2014年11月—12月期间，炉况不稳，产量下滑，高炉操作调整次数频繁及外围影响造成多次减风、休风。11月10日减风到60kpa两次，处理下密阀杆跑煤气，未彻底处理。11日5:00休风14h，更换气密箱。堵3#、9#、15#风口如图1后送风。12日0：30分后透气性逐渐降低，1:50捅开15#风口，2:00出现大崩料，透气性波动大，由16下降至13，加风困难，7:20出现气流，顶温550℃，随后调整料制，退矿批到38吨。之后12#、14#、15#、17#、18#、20#风口逐渐进渣，加风困难，频繁出现气流，炉前渣铁流动性差。13日加净焦40吨，23：00-0：15休风堵2#、3#、4#、6#、8#、9#、10#、12#、14#、风口，至19日风量恢复至2700m3/min以上。11月20日后布料制度以增加外环矿圈数，减少外环焦圈数的方式来抑制边缘气流。23日料制调整后，十字测温中心温度逐渐升高，高炉热负荷有所降低，24日白班后期扩大矿焦角继续抑制边缘气流，调整后高炉透气性降低，高炉开始出现崩料及气流，多次减风控制，风量难以恢复。25日通过加净焦、轻负荷、缩矿批、疏松边缘的措施，高炉透气性仍不见好转，截止26日夜班，正常送风的风口剩6个，其他风口不同程度的进渣甚至灌死。27日白班休风处理风口，并堵风口恢复，期间为改善炉渣流动性，上料期间随同加入部分萤石。29日后恢复风量至2600-2800m3/min，但炉缸问题并未得到解决。至12月5日夜班高炉发生连续的管道气流，随即减风控制，并缩矿批、减负荷、采用疏松边缘料制及休风堵风口恢复。12月6日透气性低，风量恢复困难，炉况无好转，确定为炉墙粘结，决定降料面彻底进行处理。将料面后发现部分风口区和第五段冷却壁有大量的粘接物。

原因分析，原燃料质量变化如表1表2所示使烧结矿熔滴性能发生变化和高炉在路况不顺期间频繁调整高炉操作参数及外围事故的影响造成多次慢风、休风是造成此次事故的主要原因。由于事后发现高炉炉墙粘结，操作炉型发生变化，只是生产时诸多调剂手段未能达到恢复炉况的效果，本文主要针对高炉炉型的管理进行探讨。

表1.烧结矿成分分析

	Tfe	FeO	SiO2	CaO	TiO2	Al2O3	MgO	V2O5
烧结机1	54.79	7.79	5.38	11.17	1.13	1.76	1.84	0.2
烧结机2	54.95	7.53	5.17	11.33	1.11	1.58	1.84	0.207
烧结机3	55.26	9.1	4.97	10.74	1.66	1.72	2.44	0.248

表2.入炉烧结矿配比

日期	1日	11日	15日	16日	26日	29日
烧结机1	65%		60%	50%	100%	60%
烧结机2	35%		20%	50%		40%
烧结机3		100%	20%

三、 衍生探讨高炉炉型的管理和调控

高炉炉型变化的形式多种多样，正常渣皮脱落，不会对炉况顺行造成一定的影响，但当发生炉墙粘结或渣皮大面积脱落等炉型变化时，如不尽快采取措施则会造成炉况失常，并对产量造成一定的影响。

1、  高炉炉型的变化特点及影响因素

正常的高炉操作炉型表现为内壁表面光滑、渣皮稳定，但在实际高炉生产中，因造渣制度、装料制度、送风制度、热制度及外界原料等因素变化的影响，高炉操作炉型会发生粘结或渣皮脱落等变化，对高炉顺行造成了很大的影响，严重的渣皮脱落，还会导致冷却壁大面积的损坏。分析炉墙粘结的因素主要有：①原料含粉高，边缘煤气流不发展，发生边缘管道；②造渣制度不稳定，炉渣性能变化大，渣铁流动性差，易造成炉墙粘结；③炉温控制差，波动大，高炉软熔带频繁上下波动；④长时间冶炼高硅低硫铁多，炉渣流动性差；⑤冷却壁漏水或冷却水水压、水温的变化导致冷却强度过大；⑥布料制度不合理，导致局部边缘气流或边缘管道。而造成炉墙渣皮大面积脱落的主要影响因素是：送风制度、装料制度不合理，边缘气流发展；冷却制度发生变化导致冷却强度偏低，形不成稳定的渣皮。

2、  炉型管理与调控

目前，在高炉操作只能通过间接的方法获取炉内信息，由于每座高炉对炉型管理认识上的差距而导致炉型管理手段的各异：①高炉在炉型管理上未建立一套完善的监控体系，只是通过炉身温度变化规律；获取煤气流分布及炉料分布的信息，渣皮形成及脱落，并由此来区分炉型的不同特征，实际生产中，并未对炉型管理制定一套严格的管理体系，致使炉型变化不能及时发现并采取措施；②炼铁部大高炉已将高炉炉型管理列入重点管理对象，引进专家诊断系统，主要对炉体热负荷、渣皮形成与脱落情况、管道发生情况、滑崩料情况进行管理，及时分析高炉操作炉型的变化特点、变化规律、影响因素、将非正常的炉型转变为正常状态，使炉况保持了长久稳定顺行。非正常炉型与正常炉型的表征特点见[1]表3，

表3  非正常炉型与正常炉型的表征特点

指标名称	非正常炉型		正常炉型
	炉墙粘结	渣皮脱落
渣皮脱落/(次.d-1)	0	≥3-5	≤2
热负荷/(MJ.h-1)	<23000kJ·(m2·h)-1	>42000kJ·(m2·h)-1	23000-38000kJ·(m2·h)-1
中心气流	>10	<6.7	6.7-9.5
边缘气流	<2.0	>3.5	2.0-3.4
崩料/(次.d-1)	≥3，小崩料频繁	≥5，频繁，时有大崩料	偶尔出现小崩料
管道/(次.d-1)	≥3，小管道频繁	≥4，时有大管道发生	间或发生小管道

炉型发生变化时须及时采取措施，使高炉操作炉型转为正常操作炉型；否则，炉型的变化会导致炉况失常，进而影响高炉各项经济技术指标。一般采取的措施是：①布料特性决定了煤气流分布，进而决定了炉内温度场的分布和软熔带的形状和位置，特别是炉墙处炉料的软熔行为会引起炉墙渣皮结厚或脱落，通过布料制度的调整，有效控制煤气流的分布，是使高炉型恢复正常炉型的重要手段。当炉墙发生粘结时，主要采取放边措施，适当发展边缘气流，炉墙发生渣皮脱落时要采取压边措施控制边缘煤气流；②控制好炉温、炉渣碱度，处理炉墙粘结，适当将炉温控制在上限水平，严禁低炉温操作，确保良好的渣铁流动性；③控制冷却强度，渣皮脱落不易形成渣皮时，要提高水压，提高该部位的冷却强度。出现粘结，要适当降低水压，降低该部位的冷却强度；④处理下部粘结时，适当进行洗炉。

五、总结

1、高炉生产中，由于受各种因素的影响，高炉操作炉型会发生变化，非正常的操作炉型会导致炉况波动，进而造成炉况失常，因此高炉应建立起完善的炉型管理体系，综合利用高炉冷却壁温度和热负荷的变化，及时了解炉型的波动及变化，维护高炉操作炉型，有力促进炉况长久稳定顺行。

2、在高炉日常操作中，要严格控制好炉温、碱度，避免连续高硅低硫操作，重视渣铁的流动性，维持高炉合理的操作炉型。

3、重视高炉中部调剂，通过调整冷却系统参数来达到及时调整、维护炉型的目的。

4、经一段时间的强化冶炼后，要适当进行疏导，利用发展边缘煤气流动对炉墙不规则部位进行清理。

参考文献:

[1] 陈培敦，邵书东，薛玉卿，任海红，刘云. 浅谈高炉操作炉型管理与炉况顺行[J].中国冶金，2006,16(3)：48-49