莱钢2#1880m3高炉煤气流分布失常的处理

郭 东

（莱芜钢铁集团有限公司 型钢炼铁厂，山东 莱芜271104）

生产技术

莱钢2#1880m3高炉煤气流分布失常的处理

郭 东

（莱芜钢铁集团有限公司 型钢炼铁厂，山东 莱芜271104）

莱钢2#1880m3高炉因混料导致中心气流弱，煤气流分布失常，压差上升，期间采取退负荷、控冶强过渡、多次对操作制度进行调整、优化布料矩阵等措施引导中心气流，未出现悬料、管道、炉凉等恶性事故。但中心布料角度的调整导致焦炭掉落到布料溜槽前端固定拉紧处产生乱料，仍导致煤气流分布失常，休风对布料溜槽处理后，炉况恢复正常。

高炉；煤气流分布；失常；布料矩阵；布料溜槽

1 前言

莱钢2#1880m3高炉于2005年2月28日建成投产，设计为2个铁口，28个风口，高炉采用PW无钟炉顶布料、干法除尘、粒煤喷吹、图拉法渣处理等先进工艺设备。截至2016年11月已服役12 a，单位炉容产铁量为9100 t，高炉进入炉役后期护炉阶段。2016年市场形势好转，高炉产能短期得到释放。2016年11月20日开始，高炉因混料导致中心气流弱，煤气流分布失常，压差上升，期间采取退负荷、控冶强过渡，多次对操作制度进行调整，同时采取优化布料矩阵等措施引导中心气流，但效果不明显。期间考虑到了布料溜槽可能造成的影响，但因炉况顺行尚能维持，对产量影响不大，为完成全年产量并未进行休风检查，直到12月9日休风后炉顶点火对布料溜槽进行处理，炉况恢复正常。

2 煤气流分布失常的过程

2.1 煤气流分布失常前炉况表现

2016年9月30日高炉32 h计划检修更换布料溜槽，新溜槽与旧溜槽不同的是溜槽前端上部有固定拉紧。为防止对布料的影响，复风后布料制度中心角度由10°扩大到12°，炉况顺行程度较好，主要表现为全风作业，气流分布合理，中心气流发展，边缘气流得到控制，压量关系缓和，透气性指数25左右，高炉各项参数见表1。

表1 莱钢2#1880m3高炉煤气流失常前主要操作参数

2.2 煤气流分布失常的过程

2016年11月19日炉况顺行良好，炉温稳定，热量充沛，气流分布合理，十字测温中心温度平均在500℃左右（见图1）。20日夜班开始，中心气流突然受到抑制，中心气流逐渐变弱，十字测温中心温度200℃左右（见图2），炉顶成像仪看不到气流，压差异常升高，透气性指数波动大，煤气利用上升。

图1 煤气流正常时炉顶气流形状

图2 煤气流失常后炉顶气流形状

煤气流分布失常后立即对影响中心气流的因素进行分析，通过对原燃料的排查，发现焦炭仓里混有大量球团矿，从上料主皮带上也发现焦炭里混有球团矿。因此，判断本次中心气流减弱，煤气流分布失常的主要原因是焦炭混有球团矿布在中心位置，导致较难还原的球团矿抑制了中心气流的发展。

3 煤气流分布失常的处理

中心气流受到抑制，煤气流分布失常后，边缘煤气流过分发展（见图3），冷却壁温度高，因炉役后期冷却壁出现大量缺损，炉皮温度过高。为防止造成管道、悬料等恶性事故及其他安全事故，对操作制度进行调整，主要目的是在稳定炉况、维持风量、保证产量的前提下对中心气流进行引导,抑制边缘气流的过分发展[1]。

图3 煤气流分布失常阶段边缘W值和中心Z值趋势

3.1 保证炉况顺行

批重对炉料在炉喉的分布影响较大，缩矿批、退负荷、控冶强的主要目的是减少中心气流的阻力，同时也减少边缘气流的阻力，降低炉内料柱压差。减少料层厚度，也有利于矿石的还原，从而提高料层透气性。控冶强是为了降低煤比，防止煤比过高导致的中心气流受阻而导致边缘气流过分发展。中心加焦技术是在布料时向中心添加少量焦炭形成无矿区，改善中心透气性，引导更多气流通过，确保炉内形成倒V形软熔带。2#1880m3高炉自开炉以来一直采取中心加焦的上部装料制度，改变中心焦数量，平稳过渡，坚持“焦可多，矿必少”原则，微调保证炉况顺行。每班测量4次焦炭料流长度，并记录好下料闸开度，及时掌握焦炭质量的变化。高炉焦比由365 kg/t逐步退至400 kg/t过渡，炉内控制风量由3950m3/min减至3800m3/min，期间视情况每2 h中心附加2 t净焦引导中心气流，保持炉况稳定顺行的基本条件[2]。

3.2 加强水系统排查，杜绝漏水

莱钢2#1880m3高炉风口大中套及五层光面冷却壁、四层铜质镶砖冷却壁、四层球墨铸铁镶砖冷却壁均采用软水密闭循环冷却系统，采用单独供水系统，回水管道与炉体回水管道连接，共同回到软水泵房。十四、十五层冷却壁及一层水冷炉喉钢砖采用工业水冷却，自上而下串联式冷却，水管均为一进一出，冷却水外排积水槽。风口小套、炉顶打水、十字测温、气密箱采用开路工业水，水压≮1.4 MPa，总水量为860m3/h，其中炉顶打水量为80m3/h。每个风口小套水量为28m3/h，风口小套为贯流式。炉顶大方孔采用浊水冷却方式。因高炉处于炉役后期，部分炉皮采用喷淋系统，给水系统排查增加了难度。通过对炉顶气密箱、炉顶大方孔、炉顶打水、十字测温和冷却壁的排查，排除了漏水对煤气流分布失常造成的影响，也防止了煤气流分布失常后，一旦漏水所造成的炉况恶化[3]。

3.3 加强入炉原燃料平铺率的管控

煤气流分布出现失常后，从十字测温看，最明显的变化是中心温度点下降明显，其余各点温度相对正常。高炉在排除原燃料质量变化影响因素后，检查原燃料的筛分情况，保证入炉原料粒级，同时检查入炉料平铺位置，加强平铺率模型管控，防止酸性料布在中心造成炉况的恶化。

1）球团、生矿平铺在烧结矿料面的前部。原则上，焦丁平铺在矩阵中矿石的最外两环以内。

2）每班至少测定1次球团、生矿、焦丁的平铺情况，并做好记录。

3）至少每天1次到主皮带机头观察球团、生矿、焦丁的平铺情况，根据实际情况做好调整。

4）出现因秤斗闸门开度等原因导致的球团、生矿布在烧结矿料面后部的情况时，可以临时中心附加焦 2～5 t。

使焦丁尽量布在矿石的最外2环，使边缘透气性改善，边缘气流趋于稳定。将生矿、球团矿、小焦在整个烧结矿矿带上的长度及平铺情况绘制图形，便于上料操作人员观察。如果酸性料太短或者位置过于靠前、靠后，操作人员通过对闸门开度、延时等进行调整。

3.4 调整上部装料制度，引导中心气流

煤气流分布失常前高炉上部装料制度以中心加焦为主：

内档焦炭角度为12°，中心焦炭比例35%；外档矿焦同档，矿焦差为8°。中心气流消失后逐步调整上部装料制度（见表2），调整总的原则是发展中心气流，适当控制边缘气流，防止边缘气流过分发展造成炉况波动，以保证煤气流的分布趋于合理，透气性得到改善。

4 休风检查料面及溜槽处理

通过退负荷、控冶强等操作制度的调整，同时采取优化布料矩阵等措施引导中心气流后，高炉透气性指数均维持在24左右，平均日产4750 t，保证高炉稳定顺行的基础上，边缘煤气流发展趋势得到适当控制，但对中心气流的引导作用不明显。为此，决定利用休风机会对料面、溜槽进行检查。

2016年12月9日利用休风更换风口小套机会，炉顶点火对料面和溜槽进行检查。点火后发现料面不规则且布料溜槽前端固定拉紧被砸变形，溜槽前端有明显的磨痕。当焦炭布到内档小角度时，溜槽前端固定拉紧处为落料点位置，判断当中心焦炭角度＜10°或＞12°时，焦炭掉落在固定拉紧上使其变形，部分焦炭反弹飞出，导致中心实际布的焦炭数量严重不足，中心气流消失，煤气流分布出现失常。因此将溜槽前端固定拉紧用氧气切割去除。

表2 莱钢2#1880m3高炉上部装料制度的调整

复风后将布料制度调整回原料制，中心角度调整到7°，同时中心加焦1罐引导中心气流。复风4批料后，炉顶成像中观察到中心气流，十字测温瞬时值到730℃，复风后1 h中心温度平均值为631℃（见图4），中心气流消失原因得到消除，高炉逐步恢复正常。

图4 莱钢2#1880m3高炉复风后十字测温温度场

5 结语

1）本次煤气流出现失常的诱因是焦炭中混有球团，导致较难还原的球团矿抑制了中心气流的发展。

2）煤气流分布出现失常后，通过对水系统的排查、操作制度的调整和原燃料质量的管控，期间高炉平均日产4750 t，未出现悬料、管道、炉凉等恶性事故，保证了炉况稳定顺行的基础。

3）布料溜槽2016年9月30日休风更换，至11月20日气流分布失常，期间炉况总体表现正常。当混料导致中心温度受到抑制后，通过对中心布料角度的调整引导中心气流，导致焦炭掉落在布料溜槽前端固定拉紧处产生乱料，出现本次煤气流分布失常。

4）因之前使用过前端带固定拉紧的溜槽，但当溜槽有效长度和高度产生细微变化后，在特殊角度布料时前端带固定拉紧就可能造成乱料。因此，布料溜槽、气密箱等炉顶设备的更换要建立详尽的台账，当设备生产厂家或尺寸类型发生改变时，更换后要充分考虑到对布料的影响。

[1] 成兰伯.高炉炼铁工艺及计算[M].北京：冶金工业出版社，1991：17.

[2] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2003：122.

[3] 杨罗宋.涟钢 8 号高炉失常的处理[J].炼铁，2014，33（4）：26-31.

Treatment of Abnormal Flow Distribution of No.21 880m3BF Gas in Laiwu Steel

GUO Dong

（The Section Ironmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Group Corporation,Laiwu 271104,China）

In No.21 880m3blast furnace,impropermixing led to the weak of the center gas flow,so the gas flow distribution is abnormal and the pressure is rising.In this period,suspendedmaterials and pipeline,furnace cooling and other serious accident did not happened by takingmeasures such as discharge load,control smelting as transition,repeatedly adjusted and the optimization of burden distributionmatrix on the operating system to guide the center air etc.However,the adjustment of the center cloth angle causes the coke to fall on the front of thematerial chute and the fixed tension place produces amess,and that still causes the gas flow distribution in abnormal.After the ignition of the air,the furnace condition returns to normal after the cloth chute is processed.

blast furnace;gas flow distribution;aberration;distributionmatrix;distributor chute

TF549

B

1004-4620（2017）04-0009-03

2017-04-18

郭东，男，1983年生，2005年毕业于安徽工业大学冶金工程专业。现为莱钢型钢炼铁厂工程师,从事炼铁工艺技术研究与管理工作。