高炉溜槽角度偏差炉况恢复实践

王光亮 曾 旺 郑 文 邹德胜 寇明银

1.概述

北营新2号高炉公称容积3200m³，设有4个铁口，32个风口。采用大碳砖结合陶瓷杯结构；串罐无料钟炉顶；软水密闭循环系统；薄壁炉身结构，炉腹炉腰及炉身下部采用铜冷却壁；冷INBA法炉渣处理系统；配置三座顶燃式热风炉及两座预热炉；干法除尘结合TRT余压发电技术。2019年8月28日大修后顺利投产，投产后高炉各项经济指标超过设计水平，利用系数达到2.5t/m3.d以上，风温1200℃，焦比370kg/t，燃料比515kg/t。2022年2月，由于溜槽角度严重偏差（比实际角度小1.8°）及磨损，炉料反弹偏离了正常的布料轨道，造成大部分炉料布在偏离炉墙靠近中心位置，特别是中心无焦炭，致使中心气流堵塞，进而导致炉况波动。2月15日休风更换溜槽，在复风后顺利出渣铁、36小时炉况基本恢复稳定，3天各项指标恢复至正常水平，避免了因溜槽角度严重偏差及磨损造成的炉凉、炉缸冻结事故发生，将事故损失降到了最低。

2.炉况波动及原因分析

2.1 炉况波动前高炉运行状态

2022年2月前高炉运行状态：风量5550m3/min、风压0.395 MPa、压差165kpa～170kpa、风速235m/s、鼓风动能13500kg.m/s，顶压0.235Mpa、富氧率3.0%、风温1200℃；气流稳定，煤气利用率47%～48%、十字测温边缘温度100±10℃ 、中心温度520±30℃、上部静压18kpa～20kpa、下部静压38kpa～42kpa；矿批96t/批，焦批18.6t/批，负荷5.10；利用系数2.485 t/m3.d，焦比370kg/t；渣铁物理热充沛，大于1490℃。

2.2 炉况波动时运行状态

2 月1 4 日11：0 0 左右出现料尺现象，尺深2.5m，滑尺后风压波动，减风200m³/min，压差降至165kpa。滑尺后高炉气流发生大幅变化：十字测温中心温度由550℃左右突然降至300℃左右，煤气利用率由47%左右大幅升高至50%以上，上三批料后，下料不畅，高炉风压剧烈波动，操作上采取大幅减风至4500 m³/min、停氧等措施，但仍然发生难行悬料。悬料后采取大幅轻负荷(矿批由96t/批减至70t/批，负荷由5.16轻至3.76，提高焦比至500kg/t）；停氧、降压差；调整布料矩阵（焦、矿整体角度外扬1°，增加中心焦比例5%）抑制边缘，发展中心操作，但煤气利用率仍然高达50%～51%，并且十字测温中心温度持续降低至150℃以下，边缘温度最高时高达500℃以上，上、下部静压波动超过10kpa，炉腹、炉腰壁体温度个别点由60℃升高至180℃，水温差由3.0℃升高到6.0℃，热负荷由45000MJ/h升高到100000MJ/h，炉况始终处于悬料、塌料、赶料线、悬料循环过程中，高炉操作困难。至15日8：16休风前，高炉炉况始终处于波动状态。

2.3 炉况波动原因分析

炉况出现难行悬料后，操作人员马上从气流变化方面对原燃料质量、高炉操作制度、设备等查找原因，最后从炉顶成像发现，在布中心焦炭时没有按预定位置布焦。结合正常炉况的操作参数及布料状况分析，十字测温中心温度大幅萎缩，静压波动，边缘气流不断，壁体温度及水温差、热负荷大幅升高，以及煤气利用率大幅升高，加上溜槽超期服役（运行14个月，过料量690万t），在采用常规操作、减轻焦炭负荷及调整矩阵抑制边缘、发展中心的措施，仍不能导出中心气流。经综合判定，这是由于溜槽磨损严重变形或实际布料角度发生变化所致。最终决定休风更换溜槽。

3.炉况恢复

3.1 休风更换溜槽

2月15日8:16北营新2号高炉休风更换溜槽，发现溜槽实际角度与设定角度偏差1.7°（正常偏差小于0.5°），另外在炉顶中心炉喉管落点位置正对溜槽部位，发现了直径约400mm深度5mm的凹坑。见表1。

表1 北营新2号高炉溜槽角度偏差情况

通过现场看，此溜槽运行14个月，末端1/3中心落料点位置有磨损凹坑，使布料焦矿落点位置发生改变，不能按预定位置布料，不能发挥实际矩阵的作用，进而引起气流改变。另外由于实际角度偏小，相当于焦矿角度同退1.7°，在气流调整上相对发展边缘气流，尤其是在布中心焦时，中心焦不规律洒落在次中心环圈上（中心焦有效角度为13°），致使高炉中心几乎无焦，中心气流萎缩，导致高炉频繁悬、崩、塌料事故的发生。见图1。

图1 北营新2号高炉十字测温前后温度变化情况

3.2 炉况恢复

3.2.1 高炉复风后操作方针

复风后以小风量、小批重恢复炉况，重新形成软熔带形状，倒出炉内空尺料及乱料，确保炉料连续下降，杜绝悬料现象；集中加焦补充热量损失，大量堵风口，确保合适的风速及鼓风动能；缩小矿批重，减小料层厚度，提高炉料透气性；调整装料制度，抑制边缘，发展中心，确保中心气流通道顺畅。

3.2.2 复风后具体操作

2月15日21:56，高炉24个风口送风，风量1200m3/min，压差小于60kpa；矿批70t/批，焦比595kg，并集中加入净焦150t；调整布料矩阵，采取矿档位大于焦一个档位，并且最外环矿增加一圈，中心焦增加5%，最内环矿档位减矿50%：

由于休风前炉况波动长达24小时，全炉空尺料及乱料、直接还原增加，以及没经过预热的生料直接进入了炉缸。随着渣铁物理热差（1400℃左右）、慢风低压差的恢复，正常料的逐渐下达，气流开始稳定。边缘温度100±10℃ 、中心温度600±50℃、煤气利用率40%。在净焦下达后，炉温逐步回升至1.0%，物理热大于1490℃，操作参数控制正常恢复。至17日11点，风量达到5200m3/min，矿批重增加至85t/批，堵风口1个，炉况基本稳定。

3.2.3 强化阶段

随着气流的稳定，煤气利用率、十字测温趋势、上下部静压趋势逐渐正常。在逐步调整负荷的同时，分四步调整矩阵：增加最外环焦档位、调整最外环矿负荷、增加最内环矿负荷、减少中心焦比例。至19日全风口作业，高炉各项操作参数及指标达到正常水平。

3.2.5 经验及防范措施

装料制度是整个高炉冶炼的核心，如出现问题，则会使整个冶炼过程受到极大影响，造成很大的破坏。特别是布料角度出现偏差时，整个气流分布被打乱，很难维持高炉顺行。布料角度出现偏差主要体现在：

①从十字测温趋势看，中心温度反应最敏感。中心温度超出正常值，会出现明显趋势性变化。调整过程气流变化见图2。

图2 高炉十字测温变化趋势

②壁体温度能够直接反应气流分布状态。壁体温度过高、过低，都是气流分布异常的体现。调整过程壁体温度变化见图3。

③调整布料制度如对上述情况没有任何作用，可以考虑布料溜槽或者布料角度的问题。

4.结语

（1）由于高炉中心无矿区域被严重破坏，炉内软熔带需要二次形成。高炉复风后，缩小矿石批重、轻负荷，有利于高炉透气。调整装料制度后，进一步疏导中心，达到快速恢复炉况的目的。

（2）复风后集中加净焦，以补充气流变化、煤气利用率下降、直接还原增加等造成的炉缸热量损失，避免炉凉、炉缸冻结事故的发生，避免事故的扩大。

（3）大量堵风口操作，保证风速及鼓风动能，有利于导出中心气流。

（4）加风节奏与开风口时机。净焦没下达时，炉温及物理热不回升至正常水平。缓慢加风，可以保证料面均匀下降，不出现悬料、连续崩塌料的情况。待集中加焦下达，炉缸热量损失得以补充，炉温及物理热不回升至正常水平，要提高开风口及加风节奏。

（5）判断溜槽角度偏差及磨损时，必须果断休风更换，避免造成炉凉、炉缸冻结事故，将损失降到最低。