高爐爐墻結(jié)厚的原因分析及處理

高爐爐墻結(jié)厚的原因分析及處理

0護(hù)爐操作發(fā)生嚴(yán)重破壞2008年，邯寶1.3200m高架公司開始生產(chǎn)銅屑式加熱爐。采用銅冷卻壁薄防護(hù)結(jié)構(gòu)、非排水砌塊連接裝置、軟水體封閉循環(huán)冷熱系統(tǒng)、霍戈文內(nèi)燃熱風(fēng)爐、定制in-ba法處理設(shè)備等新技術(shù)。2013年9月因爐缸側(cè)壁炭磚局部溫度異常升高,為保證高爐的安全生產(chǎn),在9月下旬開始護(hù)爐操作,到10月31日2:00溫度下來后由于未能及時(shí)采取開放邊緣的措施,同時(shí)由于護(hù)爐操作惡化了爐缸活性,導(dǎo)致高爐出現(xiàn)了明顯結(jié)厚的征兆;又遇到11月上旬焦炭和燒結(jié)礦質(zhì)量同時(shí)大幅波動(dòng),爐況順行遭到破壞,加速了爐墻結(jié)厚的速度;11月13日發(fā)生懸料事故,氣流徹底失常,爐墻結(jié)厚嚴(yán)重。通過采用發(fā)展邊緣料制,更換短大風(fēng)口,全焦冶煉,加螢石洗爐等措施,使?fàn)t墻結(jié)厚部位脫落,直到29日爐況恢復(fù)正常,歷時(shí)一個(gè)月,損失較大。本文對(duì)本次高爐爐墻結(jié)厚的處理進(jìn)行了分析,為類似爐況治理提供借鑒。1新型護(hù)爐措施的出現(xiàn)2013年9月份之前高爐爐況順行情況良好,各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都處于較好的水平。進(jìn)入9月份以后監(jiān)測(cè)點(diǎn)顯示爐缸側(cè)壁標(biāo)高8.538m處TE1222B、TE1232B兩點(diǎn)爐壁溫度上升較快,并且?guī)?dòng)其圓周方向上其他點(diǎn)也有不同程度的上升。為防止?fàn)t缸壁進(jìn)一步侵蝕、保障高爐的安全生產(chǎn),1#高爐于2013年9月24日開始采取了護(hù)爐措施。(1)改變料制結(jié)構(gòu),采用打開中心、抑制邊緣的操作制度,并大量使用長風(fēng)口控制邊緣氣流的強(qiáng)度,減少煤氣對(duì)爐缸側(cè)壁的沖刷。(2)逐步控制冶煉強(qiáng)度,提高鐵水含硅量和爐渣堿度以降低鐵水硫含量,降低渣鐵的流動(dòng)性。(3)增加冷卻強(qiáng)度,增大水量、控低水溫。采取上述一系列措施后,1#高爐爐缸側(cè)壁溫度停止上行,于10月末開始逐步下降到較低水平,溫度曲線平滑呆滯,水溫差一路下行,并伴有頻繁的崩滑料和偏尺現(xiàn)象,說明之前采取的護(hù)爐措施已經(jīng)起作用并存在結(jié)厚的可能。由于對(duì)爐墻結(jié)厚的認(rèn)識(shí)不足,沒有及時(shí)采取大幅開放邊緣的措施,導(dǎo)致了結(jié)厚的進(jìn)一步加劇。11月初受焦炭及燒結(jié)礦質(zhì)量集中變差的影響,高爐爐況開始惡化,風(fēng)氧量大幅萎縮,上部爐墻劇烈波動(dòng),崩滑料次數(shù)明顯增加,13日高爐出現(xiàn)難行局面,風(fēng)氧量大幅降低發(fā)生懸料事故,致使高爐氣流嚴(yán)重失常,爐墻結(jié)厚癥狀明顯,如圖1所示。2表中厚施工的厚度分析2.1提高爐溫水平。在爐降低冶煉強(qiáng)度、降低渣鐵流動(dòng)性、增加爐缸冷卻強(qiáng)度、提高爐溫水平的措施進(jìn)行護(hù)爐,嚴(yán)重降低了爐缸的活性,升高了軟熔帶的位置,使大量粘稠爐渣粘著在爐墻上,是爐墻結(jié)厚的根本原因。2.2高爐重點(diǎn)企業(yè)配吃焦由于焦化廠產(chǎn)能不足,1#高爐正常生產(chǎn)時(shí)需配吃一定數(shù)量的外購焦炭。自產(chǎn)干焦與外購焦的配比受焦化產(chǎn)能及生產(chǎn)事故的影響變化頻繁,11月份焦炭配比變化多達(dá)17次。11月3日,由于焦化設(shè)備故障,高爐被迫配吃大量自產(chǎn)濕焦及外購焦,配比頻繁波動(dòng)。11月5日,燒結(jié)設(shè)備檢修,高爐被迫配吃1/2落地?zé)Y(jié)礦達(dá)20h(表1)。原燃料的集中變差嚴(yán)重惡化了高爐料柱的透氣性,破壞了高爐順行,加速了爐墻結(jié)厚進(jìn)程。2.3高爐爐頂氣壓力11月18日由于制氧機(jī)設(shè)備故障,無法生產(chǎn)氮?dú)?致使高爐爐頂氣密箱氮封壓力低于高爐爐頂頂壓,高爐被迫減風(fēng)到4800m3/min,持續(xù)近8h;長時(shí)間的慢風(fēng)操作導(dǎo)致爐缸工作狀態(tài)進(jìn)一步變差,并延誤了最佳的治理時(shí)機(jī)。2.4冷卻系統(tǒng)的調(diào)整護(hù)爐操作后,高爐調(diào)整了冷卻制度。通過降低進(jìn)水溫度和增大進(jìn)水流量使?fàn)t體冷卻強(qiáng)度加大,是爐墻結(jié)厚的另一原因。3爐墻粘結(jié)物的變化(1)第一個(gè)階段(10月31日~11月14日)。調(diào)整料制開放邊緣,同時(shí)調(diào)整操作制度以高冶強(qiáng)、高產(chǎn)量、高熱量、低堿度的措施使?fàn)t缸活躍,增大爐腹煤氣量,加強(qiáng)對(duì)爐墻邊緣的沖刷。10月31日將料制由C333223234567O44332345調(diào)整為C333223234567O34332345,料線由1.5/1.5降低到1.4/1.4。料制調(diào)整后爐身中上部爐墻開始出現(xiàn)小幅波動(dòng),水溫差下行得到抑制,崩滑料次數(shù)減少。11月3日受原料變差的影響高爐爐況惡化,風(fēng)氧量大幅萎縮,上部爐墻劇烈波動(dòng),崩滑料次數(shù)明顯增加。9日把布料角度同收0.5°,繼續(xù)開放邊緣,高爐爐況略有改觀。為繼續(xù)開放邊緣,在13日將中心焦去掉一圈C333223234567O44332345,但此變料后高爐中心氣流明顯受阻,出現(xiàn)難行局面,風(fēng)氧量大幅降低發(fā)生懸料事故,致使高爐氣流失常(表2)。這一階段的處理效果調(diào)整作用不明顯,銅冷卻壁溫度趨勢(shì)仍表現(xiàn)過死,水溫差仍逐步下降,爐墻結(jié)厚部位粘結(jié)物仍呈增加的趨勢(shì),第一階段處理無果而終。(2)第二階段(11月14~25日)。調(diào)整下部送風(fēng)制度,通過調(diào)整初始煤氣流來改變高爐邊緣氣流分布。14日休風(fēng)將原來8個(gè)長風(fēng)口更換為短風(fēng)口,并將其中4個(gè)風(fēng)口直徑由130mm調(diào)整為140mm,擴(kuò)大風(fēng)口尺寸有利于爐墻結(jié)厚部位氣流旺盛,便于沖刷爐墻。同時(shí),為進(jìn)一步加大抑制中心開放邊緣的力度,送風(fēng)后把布料制度調(diào)整為C333223234567O3333123456,并且將爐體冷卻水量由4900m3/h減至4700m3/h。在此三方面作用下,高爐風(fēng)量在17日回到正常水平,爐墻各段亦有小范圍波動(dòng)。但是,18日16:00受爐頂氣密箱氮?dú)鈮毫Φ陀绊?高爐慢風(fēng)近8h,造成爐墻粘結(jié)加劇、水溫差持續(xù)下行,到24日只有0.4℃。高爐繼續(xù)調(diào)整料制,在24日將料制調(diào)為C433223234567O2433123456下達(dá)后高爐中心氣流明顯受阻,風(fēng)量大幅萎縮;在25日13:11突然發(fā)生懸料事故,坐料后回風(fēng)困難。長期慢風(fēng)必定惡化爐墻粘結(jié),不利于爐墻結(jié)厚的治理,高爐于25日22:32休風(fēng)堵8個(gè)風(fēng)口,同時(shí)將焦炭中心檔由30°變?yōu)?6°,料制變?yōu)镃33322122345710O34332345,希望通過減小送風(fēng)面積增加鼓風(fēng)動(dòng)能和采用中心加焦的措施來快速打開中心通路。但由于復(fù)風(fēng)后風(fēng)量小難以吹透中心,造成壓量關(guān)系緊張。此后雖采取多種放邊的料制,但效果甚微。高爐表現(xiàn)為爐內(nèi)關(guān)系緊張,風(fēng)氧難全、崩滑料較多,分析此時(shí)爐內(nèi)爐墻結(jié)厚部位未見減小,爐缸工作狀態(tài)差。(3)第三階段(11月25日~30日)。綜合分析前兩階段治理過程后,操作者認(rèn)為1#高爐爐墻結(jié)厚部位嚴(yán)重,采用常規(guī)方法已難以除去,故決定加螢石洗爐。為保證良好的洗爐效果,避免洗爐后大量爐墻粘結(jié)物下到爐缸后惡化爐缸熱狀態(tài),1#高爐采用全焦冶煉配加循環(huán)焦熱洗,26日夜班高爐將焦比升高至550kg/t,每批加螢石0.8t進(jìn)行洗爐;并將料制調(diào)整為C3332232345610O44332345,螢石下達(dá)后爐墻開始劇烈波動(dòng),水溫差大幅上行。從風(fēng)口可以明顯的看到脫落物,洗爐效果明顯。考慮到爐缸側(cè)壁溫度剛剛下行至正常水平,為防止洗爐造成其反復(fù),螢石在加入33批后停止。此后高爐風(fēng)量維持在4800m3/min,壓量關(guān)系緊張,時(shí)有崩滑料及管道氣流發(fā)生,煤氣利用率低至44%左右,風(fēng)量難以再有突破。于27日9:00集中再加螢石4t,螢石下達(dá)后爐墻溫度再次劇烈波動(dòng),水溫差高達(dá)9℃,螢石過后爐墻溫度處于較高水平小幅度波動(dòng),水溫差維持在4.2℃左右,崩滑料次數(shù)明顯減少,爐墻結(jié)厚部位已脫落干凈。28日中班去全焦冶煉開始噴煤,并適當(dāng)給氧。到29日風(fēng)口全開,風(fēng)量加全,爐墻溫度趨于穩(wěn)定,爐況基本恢復(fù)正常。4爐況治理時(shí)長本次爐況治理歷時(shí)較長,過程中有很多反復(fù)的操作,對(duì)爐墻結(jié)厚的認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致結(jié)厚部位更加嚴(yán)重。在治理初期雖采取了相應(yīng)措施,但受外圍原燃料質(zhì)量波動(dòng)及設(shè)備故障影響嚴(yán)重惡化了爐況的順行,致使?fàn)t墻結(jié)厚加速,錯(cuò)過了最佳治理時(shí)機(jī)。在爐況順行遭到破壞的時(shí)候,采用犧牲中心發(fā)展邊緣的布料制度,致使中心氣流明顯受阻,使高爐抗干擾能力變差,連續(xù)發(fā)生懸料事故,爐況失常,延長了治理時(shí)間。結(jié)合本次爐況治理過程,總結(jié)以下幾點(diǎn)。(1)對(duì)爐墻結(jié)厚的危害性認(rèn)識(shí)不足,當(dāng)水溫差下降到一定程度后就會(huì)出現(xiàn)爐墻結(jié)厚的征兆甚至爐況失常,操作上必須嚴(yán)格控制水溫差在合適范圍內(nèi)。(2)通過上部調(diào)節(jié),對(duì)爐墻圓周方向大面積結(jié)厚的作用不大,所需時(shí)間較長,操作上不宜采取過于抑制中心氣流的料制;否則會(huì)造成中心及邊緣煤氣流均不通暢