莱钢1 880 m3高炉炉况波动导致炉墙结厚的分析与处理

刘 晓，闻一帆

（莱芜钢铁集团银山型钢有限公司，山东 莱芜271104）

1 前言

莱钢2#1 880 m3高炉第二代炉役于2018年7月12日开炉并迅速达产，12月11—15日因焦炭供应紧张，外购焦加入2/3左右的某质量不合格焦炭（M40最低79.7%，平均84.6%；＜25 mm最高15.1%，平均9.0%），造成高炉指标大幅下滑，炉况开始出现波动。配加质量不合格焦炭后，高炉透气性指数由23.5逐步降低至22.5，燃料比升高20～30 kg，焦比从370 kg/t逐步调整到430 kg/t，最严重时焦比达到500 kg/t。具体表现为：

1）压量关系紧张，风量维持困难。2）探尺工作差，下料不顺发生悬料。3）煤气流分布失常，小管道气流频发。4）铁口工作差，开口之后先见渣后见铁。5）炉缸不活跃，风口小套频繁烧坏。6）冷却壁温度、水温差降低。

2 炉墙结厚的形成原因

炉况波动严重影响了炉缸工作状态和煤气流的合理分布，频繁出现小管道气流，最终造成一定程度的炉缸堆积和炉墙挂结［1］，最直接的表现为结厚部位冷却壁温度降低、冷却水水温差降低。

在炉墙结厚和炉缸堆积的初期，对信息掌握不够准确，重视程度不够，没有采取及时有效的手段进行处理，延误了处理炉况的最佳时期，恢复过程中未认识到挂结物处理的困难性，加负荷过急、过快，料制频繁调整且缺乏明确方向，使炉况不断反复，延长了恢复周期。炉况恢复期间原燃料条件恶化，入炉粉末增加。焦化限产和干熄焦频繁检修，导致高炉长期配加水熄焦，再加生矿、球团潮湿难以筛分干净带来大量粉末，并因称量斗下料速度慢而大量分布在料面边缘部位。炉墙结厚后小管道气流频繁，连续悬料，尤其1月2日悬料、坐料达到5次。炉况反复波动造成软熔带位置不断上下移动，渣皮反复熔化重建，坐料时突然下降的生料粉末大量粘附在渣皮上。如此的反复，再加上无计划停煤休风，长时间低炉温、低热量、炉缸亏热等不利因素的影响，使炉墙越结越厚。

3 炉况恢复过程

3.1 风口布局调整

2019年1月8日将风口布局由7×Φ130 mm+21×Φ120 mm调整为28×Φ120 mm，风口面积由0.33 m2缩小为0.317 m2。调整后风速、动能有所提升，但因风压上升过多而提升幅度有限。在现有生产条件下，仅靠提高鼓风动能吹透中心对处理炉墙结厚无直接效果。

3.2 料制调整

料制调整主要方向是发展中心和稳定边缘，但是多次调整效果并不明显，布料制度调整过程见表1。2月9日休风校核探尺，通过炉顶成像观察料面，中心焦高且大，料面凹凸不平，整体向西方向倾斜，炉内矿—焦料层结构受到严重破坏。

3.3 锰矿萤石洗炉

2月13日开始配加锰矿洗炉，16日开始配加萤石，具体过程见表2。洗炉期间燃料比最高上升到580 kg/t，21日停配萤石，25日停配锰矿。洗炉完成后焦比从450 kg/t逐步调整到395 kg/t，燃料比下降到535 kg/t左右，但压量关系仍然没有改善，炉况抗波动能力差。因挂结物位置较高，远离高温区，洗炉操作并未完全将挂结物融化，炉墙结厚的影响依旧存在。

表1 1―2月份布料矩阵

表2 洗炉参数

4 挂结物脱落

4.1 挂结物的脱落过程

3月6日19:10开始配加萤石500 kg/批再次进行洗炉，提高燃料比到585 kg/t。7日4:00上料系统故障被迫休风，料线深东6.78 m，西5.17 m，发现炉墙有挂结物脱落，7:50复风后附加净焦2批，10:00附加净焦1批，10:30料线正常；10:50发现风口渣皮大面积脱落，冷却壁温度和水温差急剧上升；12:00附加净焦1批，11:53开口，铁水［Si］为0.178%，［S］为0.18%，热量仅有1 411℃，按炉凉处理，控风最低到1 800 m3/h；13:00开始集中附加净焦（2J＋3Z＋6J＋6Z＋2J），13:42［Si］为 0.308%，［S］为 0.133%，14:00负荷由460 kg/t退至515 kg/t，15:00之后下渣皮量明显减少，16:00继续退负荷至560 kg/t，19:00加负荷至500 kg/t，16:50开口［Si］为0.758%，［S］为0.06%，热量1 400 ℃；18:18—18:30［Si］为1.0%以上，迎净焦停煤一段，8日夜班［Si］为1.2%～1.8%，4:00焦比加至480 kg/t，热量逐步上行至1 515℃，风量加全。

本次亏料线使炉墙挂结物脱落，边缘气流畅通，此后炉况逐步好转，高炉各项指标逐步提升。透气性指数24.5～25，燃料比520 kg/t，产量5 000 t，炉况基本正常。

4.2 挂结物的脱落机理［2］

1）萤石、锰矿的加入使挂结物强度大幅削弱。洗炉剂降低了挂结物内多种组分的熔点，使碳性粉末失去了黏结相，呈现出一种较为疏松的状态。

2）多次集中加入净焦，使高温区上移，进一步促进了挂结物的融化。

3）挂结物受热胀冷缩影响，局部产生破裂。降料线期间，挂结物暴露出来直接受到炉顶打水影响，温度急剧降低。打水期间的爆震也削弱了挂结物和炉墙之间的联系。

4）挂结物失去料柱支撑。前期受到多重因素的综合作用，挂结物强度降低，最终在重力的作用下脱落。

5 结论

5.1 原燃料条件是高炉操作的基础。原燃料的波动容易造成气流的波动和软熔带位置的变化，是炉墙结厚的重要诱因。对外购焦倒运、加料情况应严格监控，保证焦炭的供应和质量得到有效管控。

5.2 持续关注冷却壁温度与热负荷参数，完善操作炉型跟踪，有炉墙挂结物形成趋势果断采取相应措施处理。

5.3 高炉操作应逐步去除对中心附加焦的依赖。处理炉况需要一定的风量支撑，但在低产量状态下，不宜过度依赖中心焦来发展中心气流。为活跃炉缸，可以减少中心焦比例缩小死焦堆，缩短置换死焦堆周期，扩大炉缸有效工作区域。

5.4 炉况处理期间忌过度强化冶炼。可降顶压并控制风量，保证炉内压差处于相对宽松状态，引导中心气流提高透气性。