汉钢1号高炉提高富氧冶炼存在的问题及应对措施

曹仲勇

摘 要：本文介绍了汉钢1号高炉提高富氧率后冷却壁烧穿、煤气流分部絮乱、顶温失控等失常现象，及通过采取有力措施使高炉逐步转顺的过程。

关键词：富氧率；冷却壁；煤气流；顶温

中图分类号：TF542 文献标识码：A

1 引言

汉钢1号高炉有效炉容1080m?，投产于2011年12月23日。长期以来高炉受制于原燃料条件、生产系统设计缺陷、制氧能力等多方面因素影响，导致高炉提高利用系数，增加产量比较困难，这对高炉降本增效，节约焦比极为不利。

高炉投产3年来先后对制约生产的缺陷进行有计划有步骤的升级改造，进一步消除了制约生产的瓶颈因素，为高炉进一步强化冶炼提供了有力支撑。2014年下半年制氧二期设备投运，为高炉提高富氧率，大幅增加产量，降低焦比和燃料比创造了良好条件。9月下旬高炉提高富氧率至4%，初期高炉出现了很多问题，严重影响到高炉的安全生产与炉况顺行，先后出现炉壳发红、冷却壁烧穿、煤气流分布失常、煤气利用率低下、顶温失控、布袋系统结灰、荒煤气支管阻塞等严重问题。经过深入分析和采取有力措施，高炉逐步稳定顺行，生产恢复稳定，具体情况介绍如下。

2 冷却壁烧穿及应对措施

2014年7月份以前富氧量约为3500Nm?/h左右，8月份高炉提高富氧至5000Nm?/h，在此期间高炉西出铁场铁口正上方（西侧）6、7段冷却壁根部有发红现象，发现后立即采取打水冷却措施，事态得以控制。9月份高炉检修13天，于23日复风恢复炉况，28日中班将富氧增加到6000Nm?/h，29日下午18时36分高炉6、7段冷却壁及其周围炉壳（北侧）发红并烧穿，大量煤气喷出，高炉紧急休风处理。此次无计划休风13小时对该部位进行了灌浆和焊补处理。事后分析认为6、7段冷却壁及炉壳烧穿的主要原因为：一是高炉突然增加富氧而前期准备工作不充分。尤其是对提高富氧冶炼可能存在的问题认识不足，且上次炉壳已经出现发红现象未引起高度重视，相应措施未跟上，如强化点检和水温差控制等工作相对不足是造成此次事故的重要原因之一。二是高炉检修计划不周祥。检修项目未考虑到增加富氧后高炉的适应能力，没有及时对炉腰、炉腹等受高温渣铁、气流侵蚀严重的部位进行灌浆维护。三是选择提高冶强的时机不准确。高炉在经过长期封炉复风后，炉况恢复情况不容乐观，在风口尚未开全和炉前操作还未理顺以及炉况尚未完全稳定顺行的情况下，急于提高冶强，增加富氧，以至高炉不适应当前这种冶炼强度，造成冷却壁及炉壳烧穿。四是冷却壁温度检测点少，存在检测盲点，整个炉壳圆周仅有6个温度检测点，且有2点已经损坏，是造成此次事故的客观原因。

此次冷却壁及其炉壳烧穿事故给尚未完全恢复的炉况造成更大困难，加剧了炉前操作的难度，先后引起撇渣器冻结、大沟凝结、渣沟烧漏等一系列严重次生事故，直到10月3日炉况才稳定下来。为了防止类似事故再次发生采取以下主要措施：

（1）加强对高炉各段冷却壁和炉壳温度的监控，强化点检，建立台账，做到定人定时检查。在冷却壁监测系统尚未改造升级前，对处于监测盲点的部位采用红外线测温仪器进行人工监测。（2）对6、7、8段冷却壁增加打水冷却装置，当温度升高到200℃以上时，应视温度情况对其打水降温，确保冷却壁及炉壳处于合理温度区间。（3）适当增加冷却壁进水流量和压力，严密监测水温差变化，及时采取有力措施杜绝炉壳及冷却壁发红、烧穿。（4）定检灌浆维护炉缸、炉腹、炉腰等工作条件恶劣的部位，确保炉衬不被严重侵蚀；加强炉型维护，提高操作水平，确保合理操作炉型。

3 煤气流分布絮乱及其应对措施

10月3日至8日，富氧量再次由3500缓慢增加至6000Nm?/h，在此期间产量稳定在3300t/d左右。9日至20日，高炉富氧量继续增加至7500Nm?/h，生铁产量突破3600t/d，最高达到3849.05t/d，日利用系数可达3.56t/m?·d。但产量增加之后，综合焦比下降不大，煤气利用率偏低。

后经炉况分析并结合十字测温、煤气分布情况认为：中心过分发展，煤气流分布絮乱是导致煤气利用率较低，焦比居高不下的重要原因。表现为：中心温度剧烈波动，温度区间416℃～740℃，中心气流明显过剩，中心指数11.2～33；而边缘气流不足，温度区间69℃～99℃，边缘指数0.9～6.9。

针对上述情况高炉采取适当加重中心的料制和适当减小富氧等手段，经过调整以后，中心温度下降到400℃以下，气流分布稳定，煤气温度曲线基本呈“W型”，煤气利用率进一步改善，综合焦比逐步下降，达到525kg/t以下平。

4 顶温偏低及其应对措施

10月1日至11日在提高富氧率的同时逐步将矿批由33t增加至38t，此后矿批一直不变。矿批增大后改善了煤气利用率，但另一方面也造成了顶温不断下降，尤其是当氧量增加至7500Nm?/h时顶温明显下降，最低仅为80℃，导致布袋严重结灰影响煤气流通过，多个布袋箱体濒临瘫痪。针对这种情况，高炉以“提顶温，保系统”为主要思路，采取下列措施：

（1）当顶温在120℃以上时要稳定料速在7批/h；当顶温低于120℃时可适当减少富氧控制料速为13批/2h；杜绝8批/h出现，确保顶温受控。（2）如因外围设备故障造成顶温偏高时，禁止炉顶打水，采取减风控制措施，避免布袋箱体和荒煤气支管结灰阻塞。

通过以上措施高炉在不减少矿批和富氧的情况下，保持较高的冶强，既提高了产量，又降低了焦比，同时也确保了煤气除尘系统工作的稳定性，避免了休风清理荒煤气支管和减少了更换布袋增加的费用。

结语

由于1号炉长期富氧率较低，仅为2.0%，突然增加富氧后冶炼初期高炉多有不适，出现了生产失常现象。通过灌浆护炉、强化温度检测、炉壳打水喷淋、控制炉型、调整参数、提顶温保系统等一系列措施，有效促进了高炉的安全生产，确保了炉况顺行，提高了冶强，增加了产量，节约了焦比、降低了燃料比，取得了良好的经济效益。目前1号高炉各项指标处于较好水平，高产量已成为常态化，其中11月16日产量最高达到3989.72t/d，利用系数3.69t/m?·d。

参考文献

[1]陕钢集团汉钢公司炼铁厂1#高炉操作日志[Z].2014.

[2]陕钢集团汉钢公司炼铁厂日报表[Z].2014.