重钢2#高炉炉况波动处理实践

重钢2#高炉炉况波动处理实践

黄驰  王煜   田正平

重庆钢铁股份有限公司

摘要：重钢2#高炉在2022年9月末10月初期间，炉况出现失常现象。表现为炉内风压波动频繁，水温差升高；炉外风口小套频繁烧损，被迫进行两次休风进行小套更换。本文对此次炉况失常的过程和原因进行了系统的分析和总结，以期对今后炉况的快速处理和恢复提供有效借鉴。

关键词：炉况失常  焦炭质量  高炉操作

1. 概况：2022年9月30受焦炭质量影响（平均CRI＜30 %、CSR＜56.5 %），重钢2#高炉出现煤气流不稳定，风压波动大的现象，随之水温差大幅升高，由正常时的5.5℃升高至10.3℃，炉温偏下限。铁水硅下降至0.25±%，物理热1465℃，高炉采取退负荷、退矿批并提高燃料比至550kg/t·Fe以提炉温。10月1日9点炉温恢复正常，但炉况憋风，不接受风量，风量由正常风量5000±Nm3/min萎缩至4700Nm3/min。10月2日12点开始频繁出现风口小套烧坏，10月2日-10月5日，累计烧坏风口小套12个，高炉被迫两次休风更换风口小套（10月3日第一次休风308min更换1#、7#、13#、26#、28#风口小套，10月4日休风187min更换11#、14#、19#、26#风口小套，10月5日夜班1#、29#、30#风口小套烧坏），同时堵风口，缩小风口面积恢复炉况，但由于风口小套漏水及休风影响，致本次炉况恢复周期延长。

2. 原因分析

2.1 焦炭质量大幅变差。

焦炭质量呈断崖式下滑，是造成炉况失常的主要原因。

从图1可以看出，焦炭M10整体高于指标要求（要求M10≤6.5%），焦炭CSR呈断崖式下滑，指标严重低于下限要求且波动较大，呈现出高反应性低反应强度的现象。可以看出入炉焦炭冷态强度未能达标是造成焦炭热态强度下滑的直接外在表现，进而低强度焦炭入炉后严重影响料柱骨架作用，且高反应性低反应强度的焦炭到达块状带后，碎焦量增加引发高炉内部透气透液性能下降，炉况出现憋风，风压波动频繁。

2.2 应对不足

2.2.1 高炉应对焦炭质量异常的措施存在不足

焦炭CSR大幅度降低后，各级重视程度较高，但未充分预估该批次炉况的影响。加之分析的滞后性，结果出来时该批焦炭已经入炉，严重影响了焦炭骨架，风口出现焦炭堆积现象，表现为炉内压力开始波动，炉缸工况开始变差，炉外铁口频繁卡焦炭，放铁时间变短，导致炉内储渣铁量升高从而风口小套频繁烧损。尽管炉内果断采取较快和较大调剂措施，但未能有效防止炉况继续恶化。

2.2.2 退负荷不够，操作煤比偏高

图2  恢复炉况期间高炉透气性与煤比情况

表1  10月1日退矿批退负荷情况

由图2可以看出，30日开始受焦炭质量影响透气性开始下滑，且受水温差波动影响煤比增加，煤比最高增至190 kg/t·Fe。10月1日开始炉况憋风严重，透气性急剧下降，边缘气流开始发展，水温差开始持续走高。炉内开始退矿批退负荷（如表1所示），同时炉内加净焦提炉温保顺行，夜班共计加净焦65.8 t、早班共计加净焦91.56 t。但是，受前期高煤比以及水温差升高的双重影响，炉内热量不足且大量未燃烧煤粉进入软熔滴落带，引起高炉透气性进一步恶化。

2.3 小套烧损未及时发现，拉低了炉况恢复的进度。

14号风口小套漏水未及时发现，及时采取控水措施，导致恢复炉况过程中物理热低，恢复时间延长，14号风口未烧坏前，进水29.9 t/h，出水31.9t/h，流量差-2t/h。10月1日22：04该小套烧坏，进水30.7 t/h，出水30.9 t/h，流量差-0.2 t/h，漏水1.8 t/h，直至10月2日11：32才发现漏水，炉内进入时长9.5 h。导致10月2日9：28-11：51炉温偏低（铁水硅最低0.1 %，物理热最低1449 ℃，影响炉况恢复。

2.4 二高炉炉腹冷却板处大修时新砌耐材被侵蚀，实际炉腹角变大，操作炉型不合理，抗波动能力差

图3 大修时炉腹侵蚀情况

如图3所示，2020年大修时铜冷却板之间砌砖基本完好，只是铜冷却板热面开始到炉内砌砖消失。考虑拆砖工期及可能对铜冷却板的破坏，最终确定方案是铜冷却板间尚未侵蚀的炉腹砖保留，在内侧以清理面为界限，以原高炉内型线为热面线，重新砌砖，此种设计本身与整体重新设计咬合砌筑相比有一定不足，就是会形成一个新旧耐材结合面，新耐材相对容易掉落，脱落后会导致实际炉腹角变大，边缘局部易发展，引起渣皮脱落，操作炉型不合理，抗波动能力差。并且，二号高炉炉腹铜冷却板砖衬温度（标高18.541米）在2021年11月和2022年1、3月以来开始到现在出现了三次比较大的波动，峰值温度大部分400 ℃以内，2

#-3#风口上方炉腹砖最高温度曾达到620℃，表明了炉腹冷却板处大修砌砖脱落。引起该处炉腹角变大。

2.5 提产期间突遇低质量焦炭，炉况工况下滑严重

根据提产计划，10月1日二高炉要提产至7000 t。9月30日二高炉按计划进行加风提产，风量从4850 Nm3/min加至5050 Nm3/min，风速由253 m/s提高至263 m/s，加风过程中突遇焦炭热强度断崖式下跌，导致炉缸中心死焦堆透气性差，中心气流受阻，边缘局部发展，引起炉内大幅跨渣皮，冷却壁壁水温差升高，导致炉况波动。

3. 应对措施

3.1 上部装料制度调剂

9月30日21：23中焦3.5→4圈；

10月1日5：45中焦4→4.5半圈；

10月1日7：51矿石2、3、4档加0.5°；

上部采取提高中心焦量方式来疏松中心煤气流进而改善炉内透气性。

3.2 堵风口恢复炉况

针对炉缸透液性差，频繁烧坏风口小套及炉况憋风，加风困难的状况，采取堵风口恢复炉况。10月3日休风堵14号、26号、27号风口小套；10月4日休风堵13号、26号、27号、28号风口小套。

3.3 .加锰矿洗炉

由于焦炭质量变差且高炉处于低温高碱度操作，炉缸欠热，导致炉缸堆积。进而高炉出现接受风量能力变差，透气性恶化，憋风明显，小套频繁烧损。加锰矿有助于及时改善渣铁流动性，消除石墨碳形成的堆积现象。故10月3日20：46开始加锰矿洗炉，加锰矿1.0-1.2 t/批，出炉[Mn]按0.8%-1.0%控制。

3.4 .改全焦冶炼

10月4日21：31-10月5日0：53改全焦15批，全焦达软熔带后透气改善，透气性2700→2900，逐步加风至4550 Nm3/min，标准风速263 m/s，达到堵三个风口的全风状态。

4. 结论与反思

本次二高炉是由于焦炭热强度大幅劣化，高炉炉缸焦炭透液性和透气性变差，高炉应对存在不足，引起的炉缸工作状况失常和煤气分布失常。

 1. 焦炭质量稳定是高炉稳定顺行的基本条件，针对现阶段生产状况可对原燃料质量实行等级预警，以便高炉采取有效的应对措施。

 2. 高炉水温差升高，及时退负荷控煤比，防止高煤比引起透气性恶化。冷却壁水温差持续升高，退负荷要起到降低煤比、改善透气性的的作用。水温差8 ℃，生铁Si≤0.25 %，物理热低于1500 ℃，加净焦2批，降低煤比15 kg/t·Fe，同时采用缩小矿批、押氧控制料速的方式提炉温。要注意控制上限煤比控制，保持上部操作制度和下部操作制度相适应。

3. 对风口小套漏水排查存在不足

目前风口小套流量计精度不能满足查漏的需要。流量不准确，小套漏水时不能及时报警，漏水未及时发现对高炉炉况影响较大。后续有必要升级风口小套流量计，提升精度水平，升级期间看水工要实时查看各小套进出水流量情况，严防类似情况发生。

4. 二高炉一号铁口方向增加长风口

二高炉炉腹侵蚀后炉腹角变大，使该部位边缘发展，不易形成稳定的渣皮保护层，渣皮易脱落，冷却壁水温差较高，渣皮不稳定。从本次频繁烧坏一号铁口侧的风口小套看，该部位渣皮不稳定，需增加长风口，稳定边缘气流和吹透中心。

5. 二高炉需要适当控制冶炼强度

二高炉因炉腹冷却板处砖衬侵蚀较多，炉型不合理，应控制冶炼强度，减小炉腹煤气量，保持操作炉型相对稳定，才能实现良好的技术经济指标。不顾客观条件提产，极易造成高炉炉况波动。

5.参考文献

[1].郑义勍, 赵德义. 安钢1号高炉炉况失常原因及处理[J]. 炼铁, 2020(1):3.

[2].邵思维, 张延辉, 张磊,等. 鞍钢1号高炉喷涂造衬复风后炉况失常的恢复[J]. 炼铁, 2021.

[3].赵德义. 安钢3号高炉炉况失常及顺行阶段生产特点探析[J]. 炼铁, 2019, 38(5):3.

[4].希祜. 钢铁冶金原理, 第4版[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2013.

[5].王筱留. 钢铁冶金学（炼铁部分）[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1991.

作者简介：

姓名：黄驰

性别：男

出生年月:1990.03.15

民族:汉

籍贯:重庆市长寿区

职称：助理工程师

学历:本科

研究方向:高炉炼铁

作者单位（含二级学院）:重庆钢铁股份有限公司

通讯地址:重庆市大渡口区蓝谷小镇

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