高炉炉凉分析及处理实践

张文庆，潘有斌

（宝钢集团八钢公司炼铁分公司）

八钢炼铁厂B高炉（2500m3）2017年1月15日前炉况顺行，各项经济指标较好。1月15日中班因INBA故障高炉慢风作业，至1月16日夜班1:40高炉炉温PT持续下行由1480℃到1月16日12:20高炉炉温PT下降到1300℃，炉前渣铁流动性极差，出铁困难，造成高炉炉缸大凉事故。高炉采取多项措施恢复了炉况，18日白班炉况恢复正常。

1 炉凉确认及处理

1月15日夜班起B高炉PT1480℃左右，Si：0.4%～0.5%，已偏离操业方针，高炉提燃料比由543kg/t提至554kg/t，到中班高炉PT1480℃左右无大变化，Si：0.63%→0.47%，22：10因 INBA 故障高炉慢风作业，炉墙波动加剧，0：14矿焦负荷O/C调整：4.44→4.379，16日夜班继续提高燃料比557kg/t，高炉因INBA故障继续慢风作业，5：12高炉出现管道，矿焦负荷O/C继续调整：4.379→4.206（过程中炉温 PT：1480℃→1450℃，Si：0.5%～0.6%）；7：52 再次出现管道，补净焦一批，8：4 0再次补净焦1批，矿焦负荷O/C调整：4.206→3.806（过程中PT：1450℃→1405℃，Si：0.2%～0.3%），同时炉前出渣铁困难，流动性差，粘沟严重。16日白班高炉燃料比提高609kg/t但炉温持续下行，PT:1405℃→1300℃，判断炉缸大凉，采取高炉炉凉处理办法；16日白班分次补净焦13批共220吨，退矿焦负荷至2.588（全焦负荷），白班铁水PT最低降至1300℃。至17日9：00左右净焦反应，PT 上升至 1476℃，Si：1.9～2.07，逐步开始提升O/C负荷，恢复风量。但因外部INBA故障影响风量恢复较慢，18日白班INBA故障消除，高炉恢复风量4450m3/min，富氧3000 m3/h，O/C提升至4.087，炉况基本恢复。炉凉从减风到炉温恢复正常约32小时。炉况恢复时间不长，但现场处理炉凉及恢复炉况过程复杂困难，一旦高炉生产某一环节出现问题，会引发更大事故及经济损失。

2 炉凉原因分析

2.1 炉外事故是炉凉事故发生诱因

B高炉15日白班热负荷开始轻微波动，2:00由于干渣场满，出铁厂南场INBA积渣，高炉大幅停氧减风，风量由4600Nm3/min减到4200Nm3/min，富氧8000 Nm3/h到零。炉外事故导致高炉长时间慢风作业，高炉操作参数大幅变化引发炉墙渣皮脱落。

2.2 热负荷波动，煤气流分布失常

B高炉进入冬季生产，炉况顺行，各项经济指标较好，各层静压及热负荷稳定，1月15日白班热负荷出现小幅波动，由10000kJ/m2上升至14000kJ/m2，炉身静压也出现波动。中班由于INBA故障高炉铁水未出完,高炉大幅减风，破坏炉内气流分布，煤气利用率下降，炉墙渣皮大面积脱落进入炉缸，铁水温度下降快，最低1300℃，最高热负荷达到17000kJ/m2。水温差上升9℃。如图1所示。

图1 热负荷趋势图

（2）高炉煤气分布失常。15日白班炉身静压开始小幅波动，大幅减风后到夜班静压波动频繁（见图2）。16日夜班5:20出现静压波动加剧并吹出管道，高炉透气性变差，反映了炉身渣皮大量脱落。由于渣皮大量脱落，圆周方向高炉煤气分布不均，高炉压差上升较高至160kPa,透气性变差，高炉煤气利用逐步降低，煤气利用率持续下行由42.5%持续下行至35%。

图2 炉身静压截图

（3）风口工作。16日夜班5:20出现静压波动加剧并吹出管道，观察风口状态，风口发红，有大量升降现象，同时4个风口被渣皮遮住。到17日中班高炉风量逐步恢复正常，风口正常。

（4）出铁现象。16日夜班5:20出现静压波动加剧并吹出管道，应该是炉身下部大块渣皮脱落所致。白班9:00高炉出铁，铁水PT由1450℃调至1400℃以下，渣铁温度严重不足，生铁含硫偏高，渣子发黑，并且主沟上渣铁冒蓝色火焰，铁沟两侧结白色粉末状物质，大量循环复积碱金属排出。

2.3 炉内有害元素富集造成低熔点渣皮的脱落

对高炉富集有害元素重视不够。长期炉况顺行，高炉渣皮结厚，有害元素富集在炉身中下部渣皮中，大量下渣皮后，碱金属进入炉缸破坏焦炭理化性能，大量吸收热能，导致炉缸热量严重不足。有害元素沉积见表1。

表1 B高炉碱、Pb、Zn沉积量

2.4 对炉况异常未能及时采取措施

（1）B高炉炉况异常未及时采取措施。15日全天高炉铁水PT控制在1480℃，高炉连续提燃料比，但高炉PT仍未到1500℃操业方针，22;10渣铁物理热变差，炉缸蓄热能力不足，从操作和出铁观察炉况不属于正常状态，高炉炉况已出现异常。对于异常现象判断为正常波动，略退O/C负荷应对。

（2）前期判断处理炉况按一般热负荷波动处理，到判断炉凉用时10小时，延长高炉提炉温时间，造成铁水PT降低到1300℃，渣铁差点排放不出来。

4 高炉炉凉的防范措施

4.1 关注炉身静压和热负荷趋势

高炉炉况长期稳定顺行，必须高度关注炉身静压和热负荷趋势。炉凉事故在A、B、C高炉也都发生过，及时处理8小时将炉温提到1450℃，一般炉凉发生都在高炉稳定顺行一段时间，静压稳定，热负荷波动不大，高炉经济指标较好（B高炉O/C4.4）时，高高炉炉况突然波动。静压波动渣皮脱落严重时造成高炉风口小套曲损，国内不少高炉也突发这类事故。

4.2 对高炉趋凉前判断要及时措施要果断

炉凉发生后及时处理，补焦提热应在第一时间进行.B高炉本次炉况前期判断不到位，措施不到位，造成次生事故。

4.3 加强出铁监控，防止发生次生事故

炉凉过程中，渣铁流动性较差，风口不活跃，高炉特别忌讳减风、休风。因而在炉凉处理期间，做好出铁监控工作，防止出铁监控不到位，带来次生事故，延长炉凉处理时间，严重时引发灌风口等恶性事故。本次B高炉炉凉事故出铁监控不到位造成南场INBA粒化塔积渣，清理3天，只有1#铁口出铁，对炉凉处理带来严重风险。因此针对炉凉处理过程中，要制定详细的针对高炉各系统关键点的控制措施，要求有专人监控。

4.4 关注有害元素富集

（1）碱金属及Zn负荷影响。炉凉原因不是因为有害元素富集，但有害元素富集后碱金属（钾钠）降低矿石软化温度，促进焦炭降解造成焦炭粉化。锌富集易在炉身下部形成低熔点化合物造成炉墙结厚。B高炉2016年11月、12月高炉锌负荷一直维持在650g/t，碱负荷3.7kg/t（远超行业标准）。累计Zn沉积量达到130t，碱沉积量达到38t，大量碱金属及Zn在高炉内循环富集，造成炉墙有结厚现象。一旦发生脱落，极易发生炉凉事故。

（2）建立有害元素的跟踪，在高炉长期热负荷稳定、高炉顺行，有害元素富集达到红线时，要按有害元素堆积处理，定期排碱、Zn等有害元素，防止事故发生。

4.5 完善炉况向凉预案

对异常突发的炉况变化，尤其是煤气利用率、热负荷、静压、H2含量、PT等的异常变化，补热提温手段要一步到位，尽量缩短炉凉处理时间。制定炉凉事故预案，完善高炉操作标准化体系，一旦炉况发生异常，及时将炉况信息通知炉长，炉长及时启动炉凉预案，在第一时间处理炉凉事故，并组织炉前出铁，避免事故扩大化。

5 结语

（1）本次炉凉事故诱因是高炉外围系统出现故障，高炉铁水连续出不干净，高炉大量减风造成炉墙渣皮大量滑落所致，高炉操作者第一时间未判断出炉况严重性，措施应对不足，在操作技能和事故预案存在不足。

（2）目前由于八钢高炉原燃料条件限制，从源头降低入炉原料碱金属及锌量不符合现实情况，八钢高炉原料碱金属及锌量较高，循环富集较多，增加了炉凉事故严重性。因此如何在日常操作定时排碱、排锌，在今后高炉操作中应重点关注。

（3）做好高炉值班长和炉前班长管理工作，重点是出铁的同时，要控制、配合好其它辅助系统，炉温低时制定高炉出铁系统的关键点，比如INBA系统，高炉要防止低炉温的渣铁排放，粒化塔结渣、渣量大时要及时分流出尽渣铁，防止高硅铁铁入粒化塔等事故，防止次生事故的发生。