唐鋼2號高爐處理爐墻粘結實踐

馮忠良  袁雪濤

（唐山鋼鐵股份有限公司煉鐵部高爐車間2爐）

摘  要：對唐鋼2號高爐爐墻粘結的原因及處理進行分析總結，通過調整高爐上下部制度、熱洗以及全焦冶煉、瑩石洗爐等措施徹底處理爐墻粘結，并設置警戒值預防粘結。

關鍵字：大型高爐；爐墻粘結；熱酸洗

1 簡介

唐鋼2號高爐第一代爐齡是1260m3，2002年擴容到2000m3，2013年10月大修并于2014年1月6日開爐送風。2號高爐的冷卻壁1—4段為爐缸、5段爐腹、6段下部爐腹、6段上部爐腰，7—13段為爐身（其中6段、7段為銅冷卻壁）、14段爐喉。更換的部位主要是爐缸爐底碳磚、陶瓷杯、6、7、8段冷卻壁，以及爐缸1—3段和爐身9段—13段部分冷卻壁，重新噴涂。高徑比2.243，屬于矮胖型高爐，共26個風口。

2 爐墻粘結處理過程

從1月份開爐至今經歷過2次嚴重的爐墻粘結，第一次是2014年2月下旬，主要表現壓量關系緊，透氣性指數低，燃料比上升，全爐溫差下降到2℃以下，對出鐵依賴性強，各種料制調劑沒有作用。采取的措施是停煤停氧改全焦650kg/t焦比冶煉，集中插入27批焦炭（焦批12t），配加螢石，休風堵6個風口。送風后，采用的料制是，并逐漸減少中心焦量到2.0圈，調整后，除燃料比外，其余各種指標均處于正常水平。如表1所示：

表1 第一次粘結前后主要指標

如何解決燃料比偏高的問題成為主要矛盾。2014年6月16日，對料制進行調整，主要思路是追求煤氣利用率，把礦圈從23442調整為34442，角度同抬1度，調整為目的是抑制邊緣，提高煤氣利用率，降低消耗。料制調整后，燃料比下降5kg，但冷卻壁溫度大幅下行，尺差較大。起初壓量關系未受影響，6月21日壓量關系開始變緊，風壓逐漸升高，透氣性指數逐漸下降，采取措施是邊緣加焦圈減礦圈，中心焦從3圈加到5圈。但爐況持續變差，燃料比大幅上升，料尺偏尺1.5米且行走不暢，料尺打橫，不塌不走，采用5批正常料扇布1批焦炭，扇布后，偏尺現象沒有改變，爐況有變差的趨勢，扇布一個班后停止扇布。頂溫高，爐頂打水頻繁。下礦時頂溫不降反升，礦石壓不住氣。爐頂成像邊緣見一圈亮光其中東南方向亮光大，清晰的看到氣流從邊緣吹出，十字測溫邊緣四個方向均偏高，東南高達500℃，中心氣流偏向東南。根據前一次經驗，仍采取熱酸洗，改650kg全焦冶煉，停煤停氧，插焦22批，配加螢石洗爐，洗爐過程中6、7、8段冷卻壁部分電偶溫度升高，爐身下部有粘結物掉落，從風口成像上明顯看到掉落物增多，但爐身上部冷卻壁溫度變化不大。7月7日休風堵6個風口。休風看料面南低北高大斜坡，中心大鼓包，東南方向邊緣一處管道，中心偏東南一處管道。爐墻粘結物整個爐墻都有且不均，有的地方1米多厚。送風后粘結物迅速掉落，爐況逐漸恢復。

表2 第二次粘結前后主要指標

3 形成過程機理分析

2號高爐上一代爐齡時也出現過類似過程，具體表現為：爐頂成像邊緣一圈亮，全爐溫差降低到1.5℃以下，壓量關系平穩，燃料比變化不大。各種指標未受影響，能自行脫落。兩相對比，問題最主要的原因是高爐內型。此次大修全部更換6段、7段、8段為鑲磚冷卻壁，更換完成后，由于9段大部分未更換且鑲磚掉光，所以8段與9段交接的地方有170mm錯臺，盡管噴涂能彌補一二，但是不能消除。其余9段—13段有部分冷卻壁更換，局部也有同樣的問題。

先天因素無法改變，只有靠上、下部制度的匹配進行實現順行、高產、低耗。由于第二次粘結比較典型，重點分析第二次粘結過程。2014年6月中旬，采取抑制邊緣的料制后，風壓偏高，風量萎縮，爐前出鐵噴濺嚴重，中心氣流走的急，下中心焦圈后，中心亮光馬上消失，十字測溫從中心第8點到第5點電偶依次燒壞。從爐頂成像上按比例推算中心占爐喉直徑的三分之一。可以判斷中心焦堆比較大。邊緣氣流不暢，壓量關系偏緊，鼓風動能逐漸減小。當鼓風動能減小時，中心焦堆的消耗能力下降，中心焦炭的下降速度變慢，中心的鼓包逐漸變大，中心無礦區從上部對最小角的礦進行擠壓，使有礦區集中在靠近邊緣，在下部爐缸區域成為比較大的死焦堆。這個過程是一個惡性循環，爐缸死焦堆變大以后又影響鼓風動能使之降低。中心的氣流溫度高達900℃，此時已經有焦炭的氣化反應發生，氣化反應使焦炭疏松裂解，這部分焦炭進入到爐缸死焦堆，透氣性、透液性很差，使爐缸中心部位發死。爐缸死焦堆焦炭的粒度偏小影響到氣流的第一次分布，使第一次煤氣流的分布向中心滲透的少，或者說回旋區變小。煤氣流直接沿著邊緣向上運動。第二次分布時中心部位焦炭比較多，一部分氣流從爐腰或者爐身下部中心才拐向中心，另一部分氣流則由于2號高爐所特有的8段和9段之間的錯臺沿著邊緣向上運動，形成W型軟熔帶形狀，且位置較高，到第三次分布時煤氣流的橫穿塊狀帶橫向運動比較少，這也是燃料比一直偏高的主要原因。

從開爐至今，爐前噴濺一直是一個亟待解決的難題，它不僅增加爐前工的勞動強度，而且鉆頭、鉆桿、大蓋的消耗大大增加。鐵口打開后，不能形成穩定的柱狀渣鐵流，呈扇面狀。這與爐缸內泥包附近不能形成穩定的渣鐵液面，換句話說，煤氣流不能進入到爐缸中心區域，只能在爐缸邊緣亂竄。從爐頂成像上來看，當中心氣流強勁有力且穩定時，爐前噴濺小，當中心氣流較弱時，爐前噴濺大。

2號高爐于7月7日休風，從爐頂人孔目測粘結物在爐墻一圈均有，薄厚不均。對此估計平均厚度700mm，以爐身15m粗略計算體積為300m3，體積如此龐大，而且短時間形成，再加上2號高爐堿負荷和鋅負荷不高，休風時在其他部位，諸如溜槽、拆下的十字測溫架子的地方未見粘結物，所以粘結物成分是堿金屬和鋅的氧化物的可能性幾乎沒有，最有可能的就是熔融的渣鐵。

當第一次煤氣流分布一邊倒的朝向邊緣，在爐身邊緣部位向上的煤氣流遇到向下的液態渣鐵，由于向上的煤氣流比較強，邊緣液泛現象嚴重，液態的渣鐵在爐墻上凝固，形成“假爐墻”。當布料制度放邊時，邊緣煤氣流會更強，邊緣液泛更加劇烈，“假爐墻”增厚；當抑制邊緣時，由于下部中心煤氣流弱，再把邊緣煤氣流抑制住，則風壓升高，風量萎縮，竄氣現象頻發。這也是各種上部調劑沒有效果的原因。

4 制定措施

從開爐至今對過程進行梳理，因此設置如下三個警戒值。

4.1 全爐溫差

分析前兩次粘結過程以及小粘結自行脫落過程，表明全爐溫差低于3℃則必須采取措施：提高爐溫到0.6%以上，物理熱1510℃以上，爐渣堿度R2<1.16，及時退礦批降負荷，用熱量和穩定的氣流使粘結物自行脫落。

4.2 冷卻壁溫度

6段、7段、8段是重點關注，相鄰2個測點溫度降低且打橫，則引起重視，相鄰3個降低打橫則采取上述措施1—2個班并觀察。

4.3 鼓風動能

兩次粘結均是在鼓風動能減小時才加劇爐況變差，粘結伊始，指標未大退步，當鼓風動能低時呈加速狀態變差，而恢復時堵風口操作鼓風動能達到正常的125kw以上時爐況呈轉好狀態。因此當鼓風動能低于125kw時，采取退礦批、提焦比、低堿度等提高鼓風動能的措施來化解爐墻問題。

5 總結

（1）唐鋼2號高爐具有特殊的爐型，容易產生爐墻粘結，但不是不可防不可控，爐墻的問題是先天性的，設置一定的警戒線，完全可以消除的，采取的措施越早，損失就越小。

（2）爐墻粘結的根源在于爐缸的問題，主要是煤氣流第一次分布。

（3）根據前兩次經驗，中心加焦圈不會開放中心氣流，反而會因為中心焦量過大，造成爐缸中心死焦堆變大，透氣性透液性變差，而惡化爐況，減中心焦量是一個調劑方向。

（4）當爐墻出現嚴重粘結，采取插集團焦熱酸洗，休風堵風口是最迅速、最有效的方法。

（5）粘結物掉落后提高鼓風動能是恢復爐況的關鍵。