邯寶一高爐爐墻結厚的處理

吳 仲  梁紅星

（河鋼集團  邯鋼公司 邯寶煉鐵廠 邯鄲 056001）

摘  要：本文主要分析了邯鋼邯寶煉鐵廠一高爐因為原燃料質量變差、長期發展中心抑制邊緣氣流，慢休風等原因引起爐墻結厚，其主要表現為爐墻溫度、冷卻壁水溫差逐漸走低，風氧量萎縮，風壓升高，偏尺、滑尺次數多，布料制度調劑達不到預期效果等特點，高爐通過上下部調劑疏導邊緣氣流，并使用螢石洗爐等措施成功處理了爐墻結厚并快速恢復了高爐各項指標。

關鍵字：高爐;爐墻結厚;螢石洗爐

Adjustment Of Furnace Wall Accretion Of No.1 Blast Furnace In Hanbao Company

Wu Zhong  Liang Hongxing

(Hanbao Ironworks，Handan Iron and Steel Company，Hebei Iron and Steel Group，Handan，Hebei，056001)

Abstract: The paper analyzed the reasons of furnace wall accretion of No.1 blast furnace in Hanbao company, such as  

quality of raw and fuel material got worse, the peripheral gas flow is suppressed, win off and slow win .its manifestations includes the furnace wall temperature and difference of water temperature falling，air and oxygen volume shrinking，hot-blast air pressure rise, the number of deviation ruler and slide ruler is more, the distribution system of cloth can not achieve the expected effect, etc. Thanks to measures adopted, such as suitable developing of peripheral gas flow and washing furnace with fluorite, the furnace wall accretion was successfully treated and economic and technical indicators of No.1 blast furnace were quickly recovered.

Key words: blast furnace; furnace wall accretion; washing furnace with fluorite

1 前言

邯鋼西區煉鐵廠1#3200m³高爐由中冶南方公司設計，采用了銅冷卻壁、薄壁爐襯、炭磚一陶瓷杯復合爐底、聯合軟水密閉循環冷卻系統、pw型并罐無料鐘爐頂、環保型INBA渣處理系統，改進型高溫內燃式熱風爐，TRT爐頂余壓回收裝置等一系列先進、成熟的工藝，于2008年4月18日開爐點火。投產后，不斷通過加強精料管理，上下部調劑，完善高爐操作制度等措施，使高爐取得了較好的技術經濟指標。2013年11月，一高爐開始出現爐墻結厚現象，經處理爐況及指標得以恢復。2016年8月開始，一高爐再次出現爐墻結厚征兆，并迅速加重，爐墻溫度及水溫差不斷下降，水溫差最低降至0.4℃,高爐指標嚴重倒退，通過一系列調劑及螢石洗爐后，指標逐漸恢復。

2 一高爐爐體冷卻設備狀況

一高爐采用磚壁合一冷卻壁結構，沒有凸臺，爐底至爐喉鋼磚下沿共設置14段冷卻壁，其中爐底爐缸區共四段，1-3段為光面低鉻鑄鐵冷卻壁，4段位光面球墨鑄鐵冷卻壁；爐腹爐腰及爐身下部5-8段位銅冷卻壁；爐身其他六段均為球墨鑄鐵冷卻壁；第9-10段為帶背部蛇形管鑲磚冷卻壁；第11-13段為單層水冷管冷卻壁；第14段為倒扣鑲磚冷卻壁。全軟水聯合閉路循環冷卻系統，設有完善的溫度、流量、壓力、水位檢測元件，確保正常運行。

3 爐墻結厚的征兆

爐墻溫度、冷卻壁水溫差逐漸走低。正常情況下，一高爐爐墻溫度分布為9段平均100℃，九段以上溫度逐漸升高，且呈小鋸齒狀波動；水溫差維持在略高于2℃的水平。從2016年8月底開始，爐墻溫度及冷卻壁水溫差不斷下降，9-11段爐墻溫度均降到40℃左右，13段也降到80℃以下，呈現呆死狀態；水溫差最低降到0.4℃，如圖一所示。

圖一，一高爐2016年下半年水溫差及爐墻溫度趨勢圖

①-水溫差   ②- 10段爐墻溫度   ③- 9段爐墻溫度

Fig.1,water temperature difference and furnace wall temperature trend in the second half of 2016

①-Water temperature difference ②-Section 10 furnace wall temperature ③- Section 9 furnace wall temperature

風氧量萎縮，風壓升高。8月份之前，高爐正常風機風量維持在5750m3/min左右（比入爐風量小200m3/min左右），氧量8000m3/h，壓差上限180KPa。從8月底開始，隨著爐墻溫度下降，風壓開始上升，為了保全風氧量，保持基本冶強，高爐逐漸將壓差上限提高到11月份的195KPa，即使這樣風量也逐漸萎縮，入爐風速與鼓風動能相應不斷降低，如圖二所示，至11月下旬，風量萎縮到了5500m3/min左右，風速與鼓風動能也相應達到谷值。

圖二，一高爐2016年后半年部分參數趨勢圖

①- 全壓差   ②- 鼓風動能   ③- 風速

Fig.2,A chart of parameter trends in the second half of 2016

①-the differential pressure ②-The kinetic energy of blat ③-The wind speed

偏尺、滑尺次數多。與水溫差下降、風壓升高征兆同時出現的是滑尺、崩料現象出現，并且呈現出越來越頻繁的趨勢，嚴重時幾乎每批料都有滑尺。

布料制度調劑達不到預期效果。從八月底水溫差及爐墻溫度出現下降趨勢開始，一高爐就通過上部調劑，發展邊緣氣流，布料角度、矩陣、料線等先后都進行了調整，但是毫無效果，并且隨著壓差升高、風量萎縮，中心氣流也不嚴重抑制。到后期，通過上部調劑，無論是放邊還是放中心的操作，幾乎都沒有什么效果了。

4 爐墻結厚的原因分析

4.1 原料條件變差

近年來，鋼鐵行業形勢持續低迷，企業為了扭轉虧損局面，大力壓減制造成本。隨著鐵前降本增效的進行，高爐原燃料質量也是不斷下降。一高爐的焦炭結構為自產干焦+外購焦炭，外購焦炭質量明顯差于自產干焦，粒度小，含粉料大。焦化事故頻發，自產干焦炭產量波動，2016年高爐入爐焦炭結構調整頻繁，最多的達到3次/天，自產干焦在8月底9月初配比降到了最低33%，取而代之的是質量差于外購焦炭的自產濕焦（其中有事故焦炭）；同時自產焦的質量也有下降，如自產干焦硫分從0.6%—0.7%上升到了現在的0.8%-0.9%。入爐原料中，燒結礦品位也從57.5%下降到了不足56%，強度從之前的80以上下降到79左右。同時燒結事故也在增加，停車后高爐不得不大配比配吃落地燒結礦，最為嚴重的是16年八月，暴雨致使燒結停車后，高爐配吃了60%的落地料，并且未按規程更換大眼篩底，落地燒風化嚴重，含粉率高達20%-30%，雨水使粉子粘裹在大塊上，基本完全進入高爐，入倉燒結粉子量顯著升高，而此段時間高爐槽下的返燒率卻不增反降，大量粉子進入高爐。原燃料的集中大幅變差嚴重惡化了高爐料柱的透氣性、透液性，破壞了高爐順行，造成高爐負荷大幅波動，低爐溫頻繁出現，加速了爐墻結厚， 使爐墻結厚成為事實。煉鐵廠的燒結混勻料中配加了高爐的除塵灰（包括重力除塵灰、爐前及槽下除塵灰），使高爐堿金屬和Zn等有害元素富集，這是造成高爐爐墻結厚的重要原因，一高爐在12月份休風換風口過程中，有大量銀白色液體流出，后經化驗，其主要成分為鋅。

4.2 邊緣氣流長期受抑制

原燃料條件變差后，爐內透氣性變壞，壓差升高，高爐為了提高透氣性，結合一高爐中心氣流容易受抑制的經驗，長期采取發展中心氣流的上下部調劑措施。在上部調劑中，料制由2015年之前使用較成熟的

改變為

，下部調劑中，主要是使用了半數的長風口，和部分小風口。此料制在初期確實起到了發展中心氣流的作用，使得全壓差有所下行，指標得以好轉，但隨著時間的推移，邊緣氣流不斷的減弱，最終致使邊緣過重，為爐墻結厚創造了條件。

4.3 爐缸側壁溫度高

從2013年3月開始高爐爐缸側壁碳磚局部溫度異常升高，高爐未能有效處理，雖短期內使其下降，但此后還是周期性的出現，為保證安全，高爐被迫采用降低冶煉強度，降低渣鐵流動性，增加爐缸冷卻強度，提高爐溫水平的措施進行護爐。護爐操作嚴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，是爐墻結厚的誘因。

4.4 慢休風頻繁

2016年由于設備和環保原因，一高爐慢風休風率大幅上升，尤其是9月5日至7日，因環保原因，高爐長期休風，不但延誤了高爐處理爐墻結厚的最佳時機，而且進一步加劇了爐墻渣皮結厚。

5 爐墻結厚的處理過程

本次爐墻結厚的處理可明顯分為兩個階段，第一階段為8月底至12月1日，此階段主要采取上部裝料制度和冷卻制度的調劑，第二階段是12月1日至5日，重要采取下部送風制度調劑和添加螢石洗爐。

上部裝料制度的調劑是第一階段采取的主要措施，在此階段，布料角度礦焦同收了3.5度，最外環角度由原來的43.5逐漸降到了40度，布料矩陣由原來的變至。但是中期由于風氧量不斷萎縮，爐頂中心火焰消失，鋼磚水溫差大幅度升高，中心氣流變得極其微弱，高爐對于優先疏導中心還是邊緣產生猶豫，料制上有來回跳動的過程。

冷卻制度上主要是將軟水進水溫度由原來的40℃提高到了44℃。

第一階段緊緊依靠上部裝料制度放邊和提高進水溫度的措施，并沒有達到需要的效果，爐墻溫度越來越低，渣皮越結越厚，水溫差越來越低，而且一味的通過上部料制放邊處理，致使中心氣流減弱，最終使得中心與邊緣兩股主要氣流都很微弱，壓差不斷升高，風氧量不斷萎縮。

第二階段：送風制度的調整。2016年12月一日，休風更換風口，將風口面積由原來的0.4149m2擴至0.4208m2，長度為663mm的風口有20個減至13個，剩余全為643mm。

螢石洗爐。2012年12月1日白42批開始加螢石，每批800kg，噸鐵15kg/t,礦批83t，全焦比495kg/t，燃料比640kg/t,上部布料最大角43度，中心12度帶4圈中心焦，矩陣為，走了17.5批后，高爐休風386min更換風口，復風后連加5罐凈焦（焦批為23t），度5個風口，送風后，渣皮開始脫落，從上到下，9段靠上先動，幅度較大，8-5段銅冷后逐漸波動，水溫差上升。水溫差上行到6.5℃。夜班30批停止加螢石，后逐漸捅風口加風。至12月4日12:00，風口全開，風量加至5700m3/min ，富氧6000m3/h，爐墻逐漸穩定，水溫差緩慢下行到2.5℃，上部角度同收一度至42度以防止邊緣過死，12月5日夜班47批去掉中心焦，中班10批，矩陣改為，后水溫差維持在2.0-2.5℃，中心火焰明顯。逐漸增加焦炭負荷，降低焦比，恢復指標，如表1所示，到12月9號，日產鐵已達到7600t，煤比提高到了100kg/t。

6 總結

（1）精料是大型高爐順行的基礎，不論是降焦增煤還是強化冶煉，必須以精料為基礎，降低入爐料成本要科學合理，要嚴格控制入爐原料的含粉率和有害元素；

（2）中心與邊緣氣流要合理分布，才能取得良好的經濟技術指標，過分依靠中心氣流容易引起爐墻結厚；

 （3）加螢石洗爐是處理爐墻結厚的有效辦法。

參考文獻

[1] 靳偉．邯鋼1260 m3高爐爐墻結厚的處理［J］．煉鐵，2012，21(6):35～37．

[2］張文．廣鋼3號高爐爐身結厚處理實踐［J］．煉鐵技術通訊，2005，(11):2～7．