【技术文摘】水钢2500m3高炉炉墙粘结及炉缸不活的治理

周成林

(首钢水钢炼铁厂)

摘  要  水钢4号高炉在生产过程中，受外界因素影响，高炉长期慢风作业，造成高炉炉墙粘结，炉缸不活跃，高炉不顺，技术经济指标恶化。通过采取边治理边打产的炉况恢复主导思路，进一步放开中心，适当疏松边缘，采取加组焦，酸性渣热洗，适当提高炉温，高炉炉况逐步恢复正常，技术经济指标改善。

关键词  高炉  锌负荷  炉墙粘结  治理

1  前言

水钢2500m3高炉于2011年3月29日投产，高径比2.253，设有3个出铁场（两用一备），30个风口。在设计中，采用了“精料、高压、高风温、富氧、大喷吹”的冶炼工艺及相应的技术装备：上料系统采用了PW并罐无料钟炉顶；水系统采用了铜冷却壁、软水密闭循环系统；炉缸、炉身采用陶瓷杯+水冷碳砖综合炉缸、薄壁炉衬；送风系统采用了顶燃式热风炉；煤气系统采用了干法除尘、TRT余压发电；水渣处理采用了冲渣系统等多项新技术、新设备，其中多项新工艺为炼铁厂首次使用。2017年以来，由于受焦炭质量波动，烧结机检修、高炉送风制度不匹配，干熄焦系统检修等因素影响，四高炉生产指标长期未能达到正常状态，高炉炉缸呈欠活跃状态。进入2018年，由于受冷却设备漏水、烧结机检修使用超高碱度烧结矿+石灰石生产，高炉煤气消化限制限产，全湿焦冶炼，造成长期慢风生产，高炉发生炉墙粘结，炉缸不活，高炉顺行状态恶化。通过采取加组焦、提炉温、稳定边缘打开中心，降低炉渣碱度、堵风口等措施，采取边治理边打产的炉况恢复主导思路，炉身上部水温差明显上升，炉墙结厚消除，高炉逐步恢复全风生产，技术经济指标大幅改善，见表1。

2  高炉炉墙粘结的演变过程

2018年1月20日公司开始进行同步检修，高炉逐步开始使用超高碱度烧结矿（R2＞2.5）加石灰石生产，烧结率逐步降至53%水平（总熟料率由89%下降到了79.7%），高炉表现出不透气，风量下降、产量下降。四高炉在降料面前虽采取洗炉措施，但受冷却壁漏水、低烧结率影响，高炉（在降料面前）风量水平未得到提高，高炉风量持续偏少，洗炉效果不好。1月31日降料面喷涂，2月5日送风恢复。喷涂造衬恢复后（过来），因同步检修，高炉限产、低烧结率影响，高炉堵风口维持生产，（高炉）风量仅维持4000m3/min左右水平，高炉表现出（高炉）不透气，顺行状况恶化，频繁发生悬料，（高炉）不接受压差、不吃热，炉缸中心温度下降（正常时163℃，堆积期间146℃）。炉缸呈现堆积现象。由于公司9#锅炉同步大修时间推迟，煤气平衡受限，限制高炉风量；高炉维持4500m3/min风量生产，高炉表现出不透气，风少压高。期间采取堵风口2个，临时加组焦，调整布料，采取收小矿焦角（最大矿角由32.5°缩小至30.5°）扩大角差，由1.79°调整至2.12°，高炉基本维持住顺行，负荷加至4.5t/t，但炉身上部水温差明显降低，上部水温差由2.8℃降至0.5℃水平（见图1），表现为炉身上部粘结。

3月11日-15日，由于9#锅炉检修完毕限制因素消除，采取开风口上风、加负荷等强化措施，高炉因长期慢风、炉墙粘结，炉容减少不接受风量，频繁悬料。采取缩矿批至44t，退负荷至4.191，调布料至C34.5432. 2302282242202O342322302282261，收角差至1.44°调整。

在恢复过程中，又因3月16日到4月7日，干熄焦锅炉氢含量超标，停用抢修，高炉被迫转全湿焦生产；高炉表现不接受压差，顺行状况不好，频繁悬料，采取休风堵风口，加组焦，收窄矿石（由5环减至4环）并收小角差，减轻焦炭负荷（平均焦炭负荷3.79），缩小矿批，平均矿批为41.3t，最小时为39t，上部水温差持续低，最低时日平均仅为0.2℃，调整效果不明显，平均风量水平仅为4541m3/min。在4月3日开始进一步采取加组焦，萤石洗炉，上部水温差有所上升，达到1.5℃水平。受湿熄焦强度下降影响，风量水平仍然低，平均风量为4365m3/min。

4月7日到5月初，随着干熄焦投产，高炉使用上自产干熄焦透气性逐步改善，4月8日风量达到4950m3/min，全风口工作。但随着组焦减少，加重焦炭负荷（加负荷至4.46），矿批扩大，高炉因炉墙粘结未处理完，表现出不接受风量，11日出现悬料，恢复困难。12日采取轻负荷、加锰矿、萤石、加组焦酸洗，风量恢复至4800m3/min，19日4779 m3/min，负荷至4.309t/t，矿批43.5t。随着负荷上加，开风口，风量仍站不住，高炉不透气，缩矿批至42.5t，退负荷至4.317t/t，为排除（出）影响因素，23日休风处理冷却壁漏水。复风（休风）恢复后（过来），风量一度达4800m3/min，但随着负荷上走，出现炉温掉，悬料，出气流，27日再次休风堵风口，加组焦恢复。炉身上部水温差呈现先上后下，在有组焦期间，上部水温差在1.5℃水平，但随着组焦取消，水温差又降至0.5-1.0℃水平。炉墙粘结未得到改善。

3  炉墙粘结的原因

3.1 高炉长时间慢风作业，造成高炉炉墙粘结，炉缸不活跃。年初因同步检修，在检修期间9#锅炉发生事故，造成锅炉投产推迟。高炉煤气消化不了，高炉被迫持续慢风作业。锅炉投产后，又因干熄焦系统发生故障（熄焦氮气管漏）被迫转全湿焦冶炼，焦炭强度下降。高炉风量持续低。高炉长期低强，低鼓风动能生产，造成高炉发生炉墙粘结、炉缸不活。

3.2 冷却设备漏水影响。在年初组织专业人员对冷却壁进行排查，发现37、44、106、128、135、149、150、151、155、157号水冷管存在漏水迹象，但因漏水量小，为保证炉身冷却，未进行封堵，造成漏水持续，不可避免的造成炉墙粘结，

3.3 高炉长期维持高锌负荷生产，造成高炉炉墙粘结。因资源限制，为降低成本，在原料采购上锌负荷控制不严格，锌负荷长期超标严重。高炉锌负荷控制情况见表2。

4  炉墙粘结的治理措施

治理过程主要围绕打开中心煤气通路、保持边缘煤气通畅，依靠逐步提产、全风进一步活跃炉缸、清理炉墙。主要措施有以下几方面：

（1）加组焦热酸洗炉。保持轻焦炭负荷，争取大风量，充沛炉温，高炉顺行，冲刷炉墙。从5月18日-23日加组焦后，风量水上升，持续维持轻负荷，充沛炉温，30日视风量水平下降，及时恢复组焦上风，5月24-6月3日持续维持轻负荷，平均焦炭负荷4.150t/t水平，平均炉温0.483%，物理热1490℃，碱度1.16倍，平均风量4753m3/min，鼓风动能9788kg.m/s，上部水温明显上升差达到3.5℃水平，炉墙粘结状况得到改善。

（2）打开中心气流，稳定边缘气流，装料制度得到优化。矿石布料圈数调整至11圈，外移矿焦，增加外环矿比例，实现稳定边缘，中心焦收小，保证中心，布料由C34.5332.5 2312292252212O34232.52312292271，角差1.84°，调整至C36334 332.5230.5226219.52O353 33331.5229.52281，角差1.68°，5月30日将5环矿石调整为4环，将中心焦收小0.5°，C36334 332.5230.52282192O353 33331.5229.52，1.89°气流分布日趋稳定，顺行改善。

（3）坚持小矿批恢复。大矿批不利于加风，在恢复期间矿批基本控制至45-43t，平均料速控制9批/小时。

（4）消除冷却设备漏水。由于冷却壁漏水，不可避免的造成炉墙粘结，4月23日休风封堵冷却壁，为高炉恢复创造条件。

（5）改善烧结矿质量。烧结配料结构基本稳定，巴西主流矿大于20%，稳定烧结质量。降低烧结锌含量，高炉锌负荷持续降低（见表2），有利于降低炉墙结厚的机率，锌负荷过重易造成高炉结瘤结厚。

（6）改善渣铁流动性。通过降低碱度，提高炉渣氧化镁，由7.73%提高至8.69%，炉渣碱度维持1.15水平，改善炉渣稳定性。停用钛球，降低钒钛效应影响。

（7）消灭生产耽误，保持高炉顺行。5月23日过来，生产耽误基本消除，压差控制适宜，高炉顺行状况较好，消灭了悬料。在此之前由于我们在压差、炉温、负荷控制上把握不好，在恢复期间，急于上风，上负荷，降低炉温，加之（至）炉缸工作、炉墙粘结状况未得到彻底改善，频繁出现悬料、坏风口，反复休风，拉风，未做到稳定、持续上风，冲刷炉墙，造成粘结反复。

（8）遵循客观规律，防止欲速则不达。管理层面公司领导听取专家意见，客观面对现实，减轻高炉技术人员的产量压力，围绕打开中心煤气通路、保持边缘煤气通畅，依靠逐步提产、全风进一步活跃炉缸、清理炉墙。防止在粘结未治理好前，急（及）于加负荷、降炉温、扩矿批，造成恢复失败。

5  取得的效果

6月初计划送风恢复后，采取保持炉温充沛，维持布料1.89°的角差，C36334 332.5230.52282192O353 33331.5229.52，强调顺行、炉温充沛，争取风量，高炉接受风量能力逐步提升，高炉顺行状况日趋转好。通过逐步加重焦炭负荷，6月10日起，高炉连续达6000t以上产量，煤比逐步上升至145kg/t水平，焦炭负荷恢复至5.000t/t，风量达4850m3/min水平，高炉炉况达到正常（见表1）。通过采取上述措施治理炉墙粘结，炉缸不活，随着干熄焦比例增，加上高炉生产状况逐步改善，炉身上部水温差明显上升，由0.5℃上至2℃水平（见图1），炉墙粘结消除，炉底中心温度上升约35℃，由235℃水平逐步上升至270℃水平（见图2），炉缸活跃状况改善。

6  结语

通过对四高炉炉墙粘结、炉缸不活的治理过程及分析总结，高炉要长期保持稳定顺行，避免炉墙粘结发生。应作好以下工作。

（1）高炉前后生产能力要匹配，避免持续慢风生产。此次炉缸堆结，炉墙粘结最大影响因素就是受煤气消化影响及湿熄焦冶炼影响，造成高炉持续低风量生产。在原燃料条件发生变化，要及时堵风口，退负荷，争取风量。

（2）高炉漏水要及时封堵，避免漏水造成炉凉和结厚。

（3）有害元素控制要认真执行控制标准，严禁持续超标准组织生产。长期超标易造成高炉炉墙粘结。

（4）保持高炉稳定顺行，做到炉料质量与风量水平相适宜，高炉操作要把炉温、顺行放首位，不能贪风。

（5）在处理炉缸堆结，炉墙粘结时。要争取风量，避免减风生产；要稳定边缘气流，打开中心气流；要炉温充沛，适当提高炉温，防止炉凉，加组焦热酸洗。

7  参考文献

[1]  张寿荣，于仲洁．高炉失常与事故处理［Ｍ］．北京：冶金工业出版社.

[2]  周传典．高炉炼铁生产技术手册［Ｍ］．北京：冶金工业出版社.

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