来源：市场资讯
（来源：中国炼铁网）
李信平 段贵军 胡玉清
（武钢集团昆明钢铁股份有限公司炼铁厂）
摘要：本文主要对昆钢2#高炉2023年4月8日出现的失常炉况的发展、处理及原因进行系统性分析总结，并提出预防措施。
关键词：高炉 煤气流失常 渣皮脱落
1.前言
昆钢炼铁厂2#高炉有效容积为2500m3，设3个铁口，30个风口，于2022年2月28日点火开炉。高炉炉顶为新型并罐无料钟；炉底炉缸结构为炭砖+陶瓷杯，关键部位使用超微孔炭砖；冷却系统采用联合软水密闭循环、薄内衬冷却壁结构；渣处理系统配置两套环保底滤法冲渣、自动抓渣工艺；热风炉系统采用4座新型顶燃式热风炉，设计风温1230℃；煤气系统配置为重力+旋风+布袋除尘+余压发电(TRT)。2#高炉开炉以来，根据昆钢的生产条件长期堵3个风口作业，炉况始终保持较好的顺行状态，各项经济技术指标保持较好水平。各项技术经济指标见表1所示。
2.炉况失常经过及处理
从2023年3月20日开始，2#高炉的顺行情况逐渐变差，主要表现在时有小滑料现象，高炉采取批重加焦200kg调整。2023年4月7日22:00以后2#高炉开始出现明显的憋风现象，主要表现在炉内压量关系紧张，风量萎缩明显，炉内频繁出现高压尖峰，探尺打横。4月8日03:00出现第一次崩料（料线从1.1m下滑至5.8m），以后先后出现4次崩料，多次管道行程，料面偏斜，炉墙渣皮脱落，煤气利用急剧降低。从炉顶摄像仪看，中心气流不稳定，当出现管道行程时炉顶料面被吹起四散，炉身中上部冷却壁温度呆滞[1]。炉内不规则的煤气流分布见图1所示。
（1）4月8日。①4月8日03:00出现第一次滑料，并于03:45将矿批从54吨缩至52t，矿焦负荷从4.54倍退到4.37倍，先后停氧、停煤作业；②04:25再次崩料至5.9m，05:20炉身中上部粘接物局部脱落，由于深空料及炉身粘接物脱落，采取集中及循环加焦，带硅石调整渣相；③炉内频繁出现滑料、管道气流及料面偏斜，06:28再次缩矿批至50t，退负荷至4.0倍，7:30炉身中上部粘接物大面积脱落，调整炉况集中及循环加焦，带硅石调整渣相；④炉内压量关系紧张，频繁出现管道及滑料08:16第三次缩矿批至40t，退全焦负荷到2.9倍，集中及循环加焦提温，带硅石调整渣相；⑤由于漏水的小套增加到6个，并于20:06休风更换，实际更换了10个漏水的小套， 增堵3个风口后于23:56复风继续调整炉况，全天集中及循环加焦310.2吨，带硅石25吨，当日产铁3660吨。4月7日、8日高炉参数变化趋势见图2所示。
（2）4月9日。①视炉况恢复好转，下料基本顺畅，炉内压量关系有所改善，炉外出铁趋于正常，02:30捅开16#风口， 03:15扩矿批至45t，提负荷至3.81倍；②由于炉身黏结物大量脱落，且持续时间较长，炉缸吸热增加，导致铁水温度从1495℃急剧下降到1367℃，炉内压量关系再次紧张，于12:35再次缩矿批至40t, 退全焦负荷至2.9倍。全天集中及循环加焦229.2t，带硅石28t调整渣相,加萤石3.2t洗炉，当日产铁3974吨。4月9日炉内参数趋势图见图3所示。
（3）炉况恢复。①炉内压量关系进一步改善，炉外出铁正常，4月10日05:52扩矿批至46t,提负荷至3.71倍，10:00开始启喷煤，14:25再扩矿批到48t,提负荷到4.00倍，15:50开始富氧，16:55捅开24#风口，当日产铁4667吨；②4月11日02:15扩矿批至50t,提负荷到4.17倍，11:03扩矿批至52t,提负荷至4.33倍，20:19扩矿批至54t,提负荷至4.50倍，当日产铁6568.947t；③12日07:46扩矿批至55t,提负荷至4.54倍，至此炉况全部恢复到位，当日产量7058.789t。4月12日炉内操作参数变化趋势见图4所示。
3.其他处理措施
3.1 上部布料矩阵调整
上部调整，主要采取调整布料矩阵和料线的方式。在此次失常炉况的处理过程中主要采取调整布料矩阵的措施，以确保两道气流稳定的前提下，适当发展边缘。4月8日第一次将矿石的8档上的2环减少到1.5环；4月9日第二次继续将矿石的8档由1.5环减少到1环，将焦炭的1档由1.5环增加到2环；4月10日随着炉况的逐渐恢复，将焦炭1档的布料环数由2环减少到1.5环，将矿石8档布料环数由1环增加到1.5环。炉内正常煤气流分布见图5所示。
3.2 冷却制度的调整
控制合理的操作炉型实质上就是控制高炉纵向和圆周温度场的分布，生产中应管理好炉体热负荷、水温差、炉体温度及均匀性[2]。由于在整个失常炉况的处理过程中，始终伴随着炉墙渣皮 “脱落—粘结—脱落”的现象，主要采取增减冷却系统软水流量的措施实现。（1）3月20日—3月27日，属于炉墙结厚期，先后通过8次调整，将冷却水量从5000m3/h降低到4300m3/h，以降低冷却强度；（2）3月27日—4月8日，炉墙渣皮反复出现脱落-粘结，小幅度调整6次，冷却水量始终在4100—4400m3/h之间调整；（3）4月8日—4月12日，渣皮逐渐脱落到稳定，通过5次调整，将冷却水量逐渐增加到4700m3/h，全炉水温差从4.3℃升高到6.5℃。炉身渣皮脱落前后炉身冷无比温度变化趋势见图6所示。
4.炉况失常原因分析
4.1 直接原因
（1）风口小套长时间漏水。到2023年1月30日为止先后发现16#、18#小套漏水，从3月20日到4月8日之间又增加了4个漏水的风口小套，至此确认漏水的风口小套达到了6个，并第一时间倒工业水维持生产（实际上4月8日休风后发现漏水的小套达到10个），长时间大量风口小套漏水，一方面导致炉缸大量吸热，另一方面造成炉缸活跃度降低，进而演变到炉缸工作失常。
（2）炉墙粘结。从3月23日开始炉身中上部出现大面积粘结开始，炉身中上部粘结物反复出现“脱落—粘结—脱落”的反复循环，脱落的渣皮堵塞煤气通路，导致管道行程、料面偏斜等，导致煤气流失常。3月23日炉身冷却壁温度变化趋势见图7所示。
4.2 间接原因
4.2.1 高炉计划检修周期过长，小套超期服役
2#高炉自2022年11月15日计划检修后，原计划2023年3月计划检修，但是为配合公司整体生产计划，计划检修事宜一直延到4月份，4月8日更换的漏水小套中，有8个小套是从2#高炉开炉至今，服役时长达到了405天，有1个小套使用时长达到358天，只有15#风口小套使用周期仅145天，该小套的破损主要是由于渣皮脱落及炉缸不活导致的前端熔损。超期服役的风口小套磨损情况见图8所示。15#风口小套破损图片见图9所示。
4.2.2 烧结矿冶金性能劣化
331#堆从3月20日开始使用，巴西粉配比从之前的9%降低到2%，332#、333#堆巴西粉为0，所欠部分用麦克粉代替。由于用料结构的变化，导致332#、333#堆的低温还原粉化强度（RDI+6.3mm）降低到70%以下，333#堆最低值仅37.55%；低温还原粉化指数（RDI+3.15mm）降低到80%以下，333#堆最低值仅54.02%；烧结矿磨损指数（RDI-0.5mm）升高到10%以上，333#堆最高升到21.08%。在保持高炉炉料结构不变的情况下，332#堆开始软化区间升高到130℃以上，矿石在炉身上部低温区过早软化，软化区间过宽，造成高炉软熔带过宽。从3月23日开始2#高炉炉身中上部出现结厚现象，操作方面采取了减少冷却水量、发展边缘的布料矩阵及提高料线等多种措施后，3月27日炉身中上部确有小部分粘接脱落，但大部分粘结仍然存在。331#—333#料堆烧结矿冶金性能变化见表2所示。
4.2.3 熔剂质量波动，造成高炉渣相波动，渣皮频繁脱落
一方面，昆钢钙镁熔剂生产线于2023年3月15日停产后，保障烧结、球团生产所需的熔剂数量和质量的稳定性都大幅度下降；另一方面，从3月份开始将白云石粉参与混匀造堆工艺进行优化试验，转到烧结配料添加；其三，二烧配料室电子秤称量误差大等因素，造成烧结矿、球团矿化学成分波动大，虽然高炉采取相应调整，但2#高炉炉渣二元碱度波动范围仍达到了1.10～1.27倍之间，渣中（MgO）波动范围在7.58～8.73%之间，渣相的波动导致渣皮频繁脱落，进而引起高炉煤气流不稳定。3、4月份烧结矿碱度波动趋势范围见图10所示，3、4月份熔剂及炉渣碱度波动变化趋势见表3所示。
表3 3、4月份熔剂质量波动情况
4.2.4 炉顶洒水效果不好
2#高炉炉顶洒水系统设计选型不合理，没有单独的供水系统，而是采取炉顶增压泵直接供水，因此炉顶洒水水压仅0.5MPa，遇到炉内顶压还有0.2MPa左右，甚至在出现管道时炉顶压力更高，导致洒水系统有效压力不足0.5 MPa，因此雾化效果不好。在此次失常炉况的处理过程中，多次由于炉顶温度无法控制而被迫减风控制的现象，极不利于炉况的调整。
5.预防措施
（1）加强烧结、球团用熔剂的保供力度，确保优质稳定的熔剂满足生产需要，同时加强进厂质量检验。
（2）在优化炉料结构的时候，先进行烧结杯试验进行可行性验证和研究，为高水平稳定生产提供可靠支撑。
（3）制定科学合理的定修计划，密切关注风口小套等关键设备的使用周期，高炉系统严格按照4个月的检修周期开展生产计划。
（4）对炉顶洒水系统进行系统升级改造，洒水压力达到1.2MPa以上，确保洒水时能达到均匀雾化的效果。
（5）对“漏水+炉身黏结物脱落”造成的特殊炉况的处理经验进行总结或复盘讨论，形成科学的材料加强学习。
参考文献
[1]张品贵，李晓东.昆钢新区2500m3高炉失常炉况的处理[J].昆钢科技，2019,153(1)；1-5.
[2]尤石，梁晨.马钢1号高炉炉况波动的调整[J].炼铁，2023,42(1)；23—27.
[3]邓玉昆，张志明.纯水、软水密闭循环冷却系统在昆钢高炉应用实践[J].昆钢科技，2019,153(1)；28-33.
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