高爐爐況失常的分析與處理

高爐煉鐵工作者在自己工作高爐的冶煉條件下（原燃料性能和供應(yīng)水平,；設(shè)備技術(shù)裝備和檢測手段；煉鐵后續(xù)工序的生產(chǎn)狀況及對鐵水的需求等）,，應(yīng)用自身的技能使高爐穩(wěn)定順行是對自己的起碼要求,，也是高爐工作者的責(zé)任，在當(dāng)今的形勢下,，只有高爐順行才能實現(xiàn)低碳,，低成本，高效益的生產(chǎn),。

由于高爐煉鐵的復(fù)雜性和“黑箱”效應(yīng),，更因為冶煉條件的變化，特別是原燃料質(zhì)量的變化,，設(shè)備事故的出現(xiàn),，以及后續(xù)工序事故造成鐵水供應(yīng)失衡,，以及操作者本事的失誤等造成爐況波動繼而失常，處理不及時或不當(dāng)又轉(zhuǎn)為事故,。因此正常和失常是高爐煉鐵操作者日常處理爐況的重要工作,，這樣正確識別“正常”與“失常”就顯得十分重要。培訓(xùn)班要求討論“如何分析處理失常情況及事故處理”,。

本人認(rèn)為由張壽榮院士組織編寫并己出版的“高爐失常與事故處理”一書己出版,，該書廣泛收集國內(nèi)高爐事故案例，并認(rèn)真剖析,，為我們提供了寶貴的知識,，作為書生和教書匠極力推薦此書，如能認(rèn)真學(xué)習(xí)將受益,，因此本人己無理由再來談?wù)撨@一命題,，這里只是應(yīng)組織者的要求，做一個發(fā)言,。

作為討論,，首先說明爐況正常順行的特征。應(yīng)該指出,，順行的特征是隨著冶煉條件,，爐子大小，操作者的技術(shù)水平等,，而有變化的,，但基本特征是保留的。在說明這點以后,，再說一點本人認(rèn)為當(dāng)前高爐出現(xiàn)的爐缸不活躍堆積和爐缸壽命的問題,。

正常爐況征兆規(guī)程：

20世紀(jì)50年代，中國高爐煉鐵剛剛有所恢復(fù),，原燃料條件差：土焦,，小焦?fàn)t煉的機(jī)焦強(qiáng)度差，反應(yīng)性高,，生礦,，酸性燒結(jié)礦具是熱礦，粉末很多,，爐子小且裝備落后,，稱量車，雙鐘上料,；（鞍鋼,，本鋼還有料罐上料）操作人員技術(shù)水平不高，判斷爐況缺少依據(jù)。1955年9月全國高爐生產(chǎn)技術(shù)會議制定《全國高爐技術(shù)操作基本規(guī)程》幫助操作人員掌握高爐生產(chǎn)技術(shù),，其中有12條正常爐況的征兆：

1.鐵水熱度良好,，并且穩(wěn)定。

2．渣水熱量充足,，流過渣溝時不留下厚轂,；上渣不帶鐵；從兩個渣口流出的爐漁品質(zhì)相近,。

3．風(fēng)口明亮,，但在冶煉制鋼鐵時并不耀目，圓周工作均勻,，風(fēng)口前無生料,，不掛澄，焦塊活躍,，鼓風(fēng)達(dá)到爐心。

4．熱風(fēng)壓力曲線呈微微的波動,，其波動范圍不超過全風(fēng)量時正常風(fēng)壓的7％,，且無鋸齒形狀。

5．風(fēng)量曲線是一條寬度不變的直線,，無擺動尖峰,。

6．各上升管爐頂煤氣溫度曲線為30~50℃的一條寬帶，曲線呈波浪形,，溫度高低之間的差別在50~100℃的范圍內(nèi),，且各點互相交織。

7．爐頂煤氣壓力曲線是躍動的寬線,，大鐘下降時曲線下降,，并隨即回升到正常位置，沒有煤氣壓力猛然上升的尖峰,。

8．料尺曲線上的傾斜角比較固定,。下料均勻，沒有陷落,、停滯和時快時慢等現(xiàn)象,。兩根料尺下降深度一致，沒有過滿和低料線,。

9．爐喉護(hù)板1m以內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)方法安裝的高溫計所指示的邊緣煤氣溫度約700~800℃,，4條曲線間相互間的差別不超過80°Ｃ，或者分別成線,，或者相互重疊,。

10．煤氣氣流分布合理，煤氣曲線正常。

11．煤氣自動分析器上邊緣4點ＣO2含量相近,。

12．除塵器煤氣灰量無大波動,。

1.1煤氣流分布合理

煤氣流從爐缸燃燒帶產(chǎn)生向上運動到達(dá)爐頂經(jīng)歷三次分配，如果三次分配合理,，總的煤氣流分布就合理,。

初始分配：與爐缸內(nèi)燃燒帶大小和燃燒帶周邊特別是燃燒帶與死料柱之間的焦粉層的透氣性和透液性有關(guān)，保證有足夠的煤氣流向中心,。

二次分配：軟熔帶有足夠的焦窗使煤氣順利分配和通過,，因為在軟熔帶內(nèi)煤氣通過的阻力是礦石軟溶層最大，軟熔層與焦炭的透氣性比例是1：52,，要保證軟熔帶煤氣穩(wěn)定地分配,，要保證獲得倒“Ｖ”型軟溶帶，因為“Ｗ”型對中心氣流干擾大而不穩(wěn)定,。

三次分配：為塊狀帶,，它的決定性因素是爐喉布料，爐喉徑向和圓周上O/C比的布置情況,，O/C大的區(qū)域煤氣流阻力大O/C小的區(qū)域相反,，煤氣流阻力小，阻力大小決定了煤氣流的分配,。

煤氣初始分配：燃燒帶

生產(chǎn)中運用鼓風(fēng)參數(shù),，風(fēng)口參數(shù)的改變通過風(fēng)速、鼓風(fēng)動能,，控制好燃燒帶大小,，最佳燃燒帶大小控制在燃燒帶環(huán)圈面積與爐鋼截面積50％（大高爐）到60％（中小高爐）。同時燃燒帶周邊和上方的焦炭層透氣性（孔隙度）也決定著煤氣的分配,。這要求焦炭的質(zhì)量保證CRI,，CSR。

煤氣二次分配：軟熔帶

煤氣二次分配要有好的軟熔帶形狀與位置,。以及軟熔帶以上料柱好的透氣性,，從煤氣流分配上來說應(yīng)以倒ｖ型和較平坦的軟熔帶為好。

煤氣三次分配：塊狀帶

煤氣的三次分配是爐料的粒度組成和裝料制度控制,。在精料中要求燒結(jié)礦＞50ｍｍ的10％,，＜5ｍｍ的3％來防止粒度偏析，而無料鐘爐頂布料將合理的料批通過布料矩陣分布在爐喉,。通過十字測溫的溫度曲線或煤氣中CO₂測量的煤氣曲線來判斷煤氣分布的合理性,。

爐頂煤氣溫度分布曲線

通過紅外成像儀或激光儀可以直觀地觀察到布料后料面形狀及電腦處理后的煤氣流分布。寶鋼高爐的兩個圖顯示了煤氣流分布取得的業(yè)績,。

煤氣流分布合理的征象：

①爐喉,，爐身各層徑向，圓周向溫度分布。

②爐頂溫度,。

③爐頂壓力,。

④料尺，料速,。

⑤透氣性指數(shù),，壓差，靜壓力,。

⑥爐頂煤氣利用程度CO2/(CO+CO2)

1.2爐缸熱狀態(tài)正常

它是正常爐況的重要內(nèi)容,，爐缸熱狀態(tài)是高爐冶煉過程進(jìn)行到最后的集中表現(xiàn)，有人認(rèn)為它是上下部操作制度和造渣制度最終形成的結(jié)果,。因此上,、下部操作制度和造渣制度的任何一方面失常將導(dǎo)致，爐缸熱狀態(tài)的波動,，發(fā)展為失常,，嚴(yán)重時出現(xiàn)堆積，處理不當(dāng)進(jìn)而發(fā)展為爐缸凍結(jié),。在上升煤氣流與爐料分布（O/C比分布）相適應(yīng)的合理分布情況下,，煤氣與爐料在逆流運動中相互接觸良好，傳熱與傳質(zhì)都達(dá)到優(yōu)化,，也就是上升煤氣的熱能、化學(xué)能利用良好,，從而礦石及焦炭以及形成的渣鐵加熱良好,，礦石被間接還原達(dá)到或接近熱力學(xué)上平衡的狀態(tài)，這時爐身工作效率96％以上,，而ri達(dá)到60％,。由于進(jìn)入爐缸的物料還原及加熱很好，在爐缸內(nèi)直接還原量少,，FeO只有極少量,，Si，Mn,，P還原和脫S,，有Si，Mn元素的耦合反應(yīng)減少了C素和還原熱量消耗,。爐缸具有與冶煉生鐵品種相對應(yīng)的良好熱狀態(tài),。

另一方面，鼓入爐缸的鼓風(fēng)參數(shù)穩(wěn)定,。在風(fēng)口前形成大小合適的燃燒帶,，形成的高溫煤氣的溫度滿足冶煉的要求而且穩(wěn)定，其在爐缸的初始分布合理，為良好的爐缸熱狀態(tài)打下基礎(chǔ),。

爐缸熱狀態(tài)正常的征象：

常規(guī)觀察：

①風(fēng)口工作均勻明亮,，但不白熾刺眼。

②風(fēng)口活躍,，無升降,，更無掛渣，涌渣跡象,。

③噴吹均勻無脈沖,，無粘結(jié)。

④鐵水溫度適宜1490－1500℃（大高爐）,，1485±10°Ｃ（中小高爐）[Si]0.3-0.6％,；[S]0.03±0.01％，相鄰鐵次的溫度和成分基本相同或接近,；出鐵速度穩(wěn)定6－8t/min（大高爐）5-6t/min(中小高爐),，而且出鐵量與下料批數(shù)估算量相近。

⑤爐渣溫度適宜一般比鐵水溫度高50°Ｃ不超過100°Ｃ,；爐渣流動性好,，粘度合適，堿度穩(wěn)定,。

數(shù)模顯示：

①風(fēng)速和鼓風(fēng)動能在合適的范圍,。

②燃燒帶大小在合適范圍：ｎ=0.5（大高爐），ｎ=0.6-0.65（中小高爐）,。

l一燃燒帶長度,，ｄ—爐缸直徑

③ｔ理合適。ｔ理=2150±50°Ｃ,，tc焦炭進(jìn)入燃燒帶溫度,，tc＝0.75ｔ理。

  ④貯有一定數(shù)量的高溫?zé)崃俊鳎?/span>630kJ/kg生鐵,。

2爐況失常的征兆和演變過程

2.1失?，F(xiàn)象

失常的：煤氣流分布失常，主要表現(xiàn)象邊緣過分發(fā)展,，邊緣過重,，煤氣分布紊亂，管道行程,。

具體：造渣制度失常堿度波動,，軟熔帶形狀，位置變化,，爐渣流動性變化,。

表現(xiàn)：熱狀態(tài),，特別是爐缸熱狀態(tài)失常。t理波動,，tc波動,，熱貯量不足。

上述相互影響,，相互千擾,，形成復(fù)雜的失常發(fā)展成事故。

2.2失常的演變

過程

1．由于原燃料質(zhì)量變化,，引起爐喉爐料分布變化,，上部塊狀帶的料柱空隙度小?P/H上升。煤氣流分布因局部地區(qū)?P/H的變化隨之變化出現(xiàn)紊亂,，當(dāng)某一部位ｒ料與?P/H的關(guān)系失常,，?P/H≥r料。爐料出現(xiàn)難行,，停滯,，處理不當(dāng)不是管道就是懸料。

上部失常必然影響下部行程,，上部預(yù)熱和還原差的爐料或因崩塌或因坐料落入下部加劇了下部熱消耗支出,，爐缸熱狀態(tài)變壞，首先表現(xiàn)ｔｃ下降,。爐子滴落帶爐渣滯留率增加（渣涼,，粘度增大）。煤氣分布變化,，邊緣發(fā)展,，中心不開，煤氣初始分布混亂,，加重上部，煤氣流分布失常,。

2．由于鼓風(fēng)參數(shù)變化（風(fēng)溫,、富氧、濕度,、噴煤等）,，風(fēng)口裝置（進(jìn)風(fēng)、漏水等）造成風(fēng)口前燃燒帶的熱量收入發(fā)生變化,；由于焦炭熱強(qiáng)度變差使燃燒帶周邊透氣性透液性變差影響煤氣初始分布,；由于渣皮脫落，升降,，爐渣下滴過快未充分加熱和還原,，增加爐缸熱支出,。其結(jié)果不是煤氣流初始分布失常，經(jīng)常是邊緣過分發(fā)展,，中心打不開,，就是爐子向涼，調(diào)控不及時就是發(fā)展為風(fēng)口灌渣,，爐缸堆積,，甚至爐缸凍結(jié)。

3．上料,，變料錯誤引起爐渣成分發(fā)生大的變化,，爐渣的化學(xué)和物料性能變差，引起軟熔帶位置和形狀的變化,，這種變化一是煤氣流二次分配不合理,，產(chǎn)生紊亂；另一是爐渣在滴落帶,、滯留率增加煤氣通過阻力大幅度上升,，煤氣流流向邊緣，造成邊緣氣流過大,；三是爐缸中爐猹難熔性變大后,，其流動性溫度升高，影響爐缸活躍產(chǎn)生堆積,。

從上述三方面看,，它們相互影響相互干擾，而且逐漸進(jìn)入惡性循環(huán),，后果就是,，上部頻繁崩塌料，管道,，懸料,，下部則爐涼引起灌渣，風(fēng)口燒壞,，爐缸堆積,。嚴(yán)重時，上部發(fā)展為惡性管道頑固懸料,，下部有爐涼發(fā)展為爐缸堆積甚至爐缸凍結(jié),，給生產(chǎn)帶來很大損失。

3造成失常的主要原因

3.1在上述爐況失常演變過程中,，已涉及一些造成爐況失常的原因,，現(xiàn)歸納如下：

3.1.1原燃料質(zhì)量變化

1．焦炭性能變差及在爐內(nèi)劣化是造成失常的主要原因之一。

2．焦炭在高爐內(nèi)的骨架作用是沒有任何其他原燃料所能替代的,，特別是軟熔帶及滴落帶內(nèi)的骨架作用,，正因為如此,，對爐容大小不同的高爐有著相對應(yīng)的要求，主要是Ｍ40,，Ｍ10,，CRI和CSR四個指標(biāo)，焦炭在高爐內(nèi)的劣化是有以下幾個因素造成的：ａ．熱應(yīng)力破壞：焦炭導(dǎo)熱性差,，焦炭塊表面和中心溫差小則100-150°Ｃ,，大到250°Ｃ造成的熱應(yīng)力大于焦炭強(qiáng)度，焦炭沿出爐時的＞500μ的裂隙破碎產(chǎn)生粉末,；ｂ．碳素溶解損失反應(yīng)ＣO2＋Ｃ—>2CO降低焦炭強(qiáng)度,，使焦炭成蜂窩狀，經(jīng)摩擦成粉末,，而爐料中的K2O,，Zn，ZnO,，還原出來的新生態(tài)FeO,，F(xiàn)e都是溶損反應(yīng)的催化劑，這是焦炭劣化的主要原因,；ｃ．鐵水和爐渣的溶蝕,，碳不飽和的金屬鐵與焦炭接觸溶解碳（滲鐵），含F(xiàn)eO,，MnO,，P2O5等爐渣與焦炭中碳的還原反應(yīng)均造成對焦炭的溶蝕而降低焦炭的強(qiáng)度O；ｄ．摩擦粉碎,，下降過程中不同運動速度的焦炭塊與焦炭塊和燒結(jié)礦,，球團(tuán)礦或天然塊礦之間的摩擦，焦炭塊與爐墻的摩擦,，特別是爐缸燃燒帶內(nèi)高爐轉(zhuǎn)動的焦炭與相對靜止的死料柱的焦炭之間的摩擦使焦炭破碎形成大量的5ｍｍ的碎焦粉存在于燃燒帶周邊,。Ｍ40是顯示焦炭抗碎強(qiáng)度，Ｍ10是顯示焦炭耐磨強(qiáng)度,，CRI是焦炭與CO2反應(yīng)難易程度的指標(biāo),，CRI數(shù)值越大，焦炭在爐內(nèi)與CO2反應(yīng)能力越大,，焦炭溶損率越高,。CSR是反映焦炭高溫強(qiáng)度的指標(biāo),，它的數(shù)值越高說明焦炭高溫下強(qiáng)度越好,，產(chǎn)生粉末的量就越少。這些性能集中反映了焦炭在爐內(nèi)空隙率的變化εc,，爐況失常多數(shù)是焦炭質(zhì)量變差造成入爐后εｃ變小?P/H變大（?P/H與εｃ3次方成反比）,，不同容積高爐對這四個指標(biāo)的要求略有差別見表1,。

只要焦炭這四個指標(biāo)中有1－2項變差，就會造成爐況失常（見案例分析）,。

3.1.2含Fe爐料質(zhì)量變化

含F(xiàn)e爐料質(zhì)量變差使造成爐況波動的另一個重要原因,，特別是燒結(jié)礦質(zhì)量波動造成爐況波動是最常見的案例。燒結(jié)礦質(zhì)量波動主要表現(xiàn)在：化學(xué)成分波動,，粒度組成波動,，以冶金工藝性能波動。

（1）化學(xué)成分波動表現(xiàn)在TFe波動超過1％,；FeO波動超過1％,；燒結(jié)礦堿度波動超過0.1％。前兩者波動造成還原劑消耗變化,，更重要的是還原消耗熱能波動,，引起爐子熱狀態(tài)波動處理不及時或處理不當(dāng)造成爐況失常。燒結(jié)礦堿度波動造成爐渣制度混亂,。嚴(yán)重時引起軟熔帶內(nèi)軟熔層增加,，使這個帶內(nèi)?P/H急劇上升，即使軟溶滴落,，也因渣的粘度變壞,；在滴落帶內(nèi)的滯留率增加，使上升煤氣通過的通道（εC-ht）縮小而義升高,，嚴(yán)重時引起亞液泛現(xiàn)象,，出現(xiàn)爐況失常。

引起燒結(jié)礦品位波動是燒結(jié)料配礦前未很好混勻,，配料時礦種亂和稱量失誤等,。

造成FeO波動是配碳量變動及燒結(jié)工藝參數(shù)控制不當(dāng)，而燒結(jié)礦堿度波動是采購的溶劑質(zhì)量差,，特別是生石灰質(zhì)量更是堿度波動的主要原因,。

粒度組成波動，特別是＜10ｍｍ的粒度數(shù)量偏高,，入爐＜5ｍｍ的粒級多一方面是燒結(jié)強(qiáng)度差形成的數(shù)量多,，更主要的是槽下篩分效率不好。有時也因為燒結(jié)后量不平衡,，供不應(yīng)求,，被迫＜5ｍｍ粒級的燒結(jié)礦入爐，以滿足高爐產(chǎn)量的要求,。有時生產(chǎn)中為了増加燒結(jié)礦強(qiáng)度配碳增大,，結(jié)果造成燒結(jié)礦中FeO升高，2FeO·SiO2增多,，強(qiáng)度增加了,，不僅還原性降低,，還原過程變差；而且粒度組成大小懸殊,，造成＃粒度組成更不合理,，10ｍｍ以下小燒結(jié)礦填充入大于40-50mm的粒級中，使燒結(jié)礦層的空隙度ε0大幅度下降,，?P/H上升,，煤氣上升給予爐料的浮力大幅度上升，當(dāng)某一局部?P/H≥r料就出現(xiàn)難行,，小懸料,，料層中出現(xiàn)空間，上部爐料的自重增加超過浮力就塌崩料或煤氣沖過粉末層而吹出管道,。

3.2操作不精心,，處理爐況不當(dāng)或失誤

在日常生產(chǎn)中，因操作不精心處理爐況不及時,，不當(dāng)甚至失誤,，也是引起爐況失常的原因，他們表現(xiàn)在以下方面,。

3.2.1追求高產(chǎn)量,，維持高冶煉強(qiáng)度

長期以來，我國煉鐵是追求高冶煉強(qiáng)度已達(dá)到高產(chǎn),，這在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,，對鋼鐵產(chǎn)品有很大需求時，無疑是可以理解的,，也為很多企業(yè)創(chuàng)造了利潤,，但是在當(dāng)今國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入調(diào)整轉(zhuǎn)型，市場需求減少,，還繼續(xù)盲目追求高冶煉強(qiáng)度和高產(chǎn)量就達(dá)不到低碳和高爐穩(wěn)定順行的目的,。尤其一些企業(yè)聽信低價劣質(zhì)礦可以降成本的片面說法，在高冶強(qiáng)下,，爐況頻繁失常,。

高冶煉強(qiáng)度生產(chǎn)是要有條件的，首先要有很好的精料作為基礎(chǔ),，其次是要精心操作,，采取一切可以降低爐腹煤氣量的措施：富氧，高頂壓等維持高爐順行,。因為長期在極限爐腹煤氣量下生產(chǎn),，一旦原燃料質(zhì)量波動，肯定要出現(xiàn)失常，人們往往存在僥幸心理,，壓差升高不作調(diào)整，認(rèn)為挺一下就過去,，甚至認(rèn)為采用“頂燒”辦法可解決因下料過快,，爐缸熱量不足而有涌渣出現(xiàn)的問題，后果就不是管道就是懸料,。

3.2.2不重視“脈沖”式爐況的處理

生產(chǎn)中因原燃料條件變化而操作者并沒有發(fā)現(xiàn),，爐況就經(jīng)常出現(xiàn)由塌料，小崩料,，有時稍加調(diào)劑就過去了,，有時不調(diào)劑也“自動”過去了，這種“脈沖”式的爐況就習(xí)以為常,，但是往往這種爐況逐漸發(fā)展成管道行程或懸料,，由于反復(fù)出現(xiàn)小崩料，爐料分布混亂,，引起煤氣流分布失常而發(fā)展成惡性管道,。

3.2.3不重視爐型管理

生產(chǎn)中不重視或忽視合理操作爐型的管理，由于氣齡布不合理或爐料粉末過多,。軟化性能特別是升華和揮發(fā)性物質(zhì)過量（例如K2O,，Na2O，Zn,，ZnO等）造成爐墻局部結(jié)厚,，甚至生成爐瘤，又不及時處理,，極易也成爐況不順,，在某個方向上或局部吹出管道甚至造成懸料等。

3.2.4復(fù)風(fēng)操作中加風(fēng)過快,，過量也料柱的透氣性不相適應(yīng).

不論在休風(fēng)后復(fù)風(fēng)尤其是無計劃休風(fēng)或長期休風(fēng)后復(fù)風(fēng),，操作者不注意休風(fēng)時爐內(nèi)料柱透氣性的變化，放風(fēng)過程中,，煤氣對下降爐料的浮力減少,，甚至完全消失，爐料柱的空隙度會變小,，休風(fēng)后料面下降一種可能是漏入爐內(nèi)空氣繼續(xù)燃燒燃料,，另一種是在無煤氣浮力的作用后,，爐料在重力作用下準(zhǔn)下沉，后者造成爐料透氣性下降，還有休風(fēng)過程中熱量損失過大為補(bǔ)足,，爐內(nèi)等溫線下移,，造成原來己局部熔融的料塊因溫度下降而再次固化，是ε0降低而整個料柱的透氣性降低,，復(fù)復(fù)風(fēng)時急于求成,，加風(fēng)過快使風(fēng)量與料柱透氣性不適應(yīng)出吹管道。

3.2.5爐前操作不正常

爐前偶作不正常而影響爐內(nèi),，造成爐況不順,，甚至出現(xiàn)管道或懸料是爐況失常的一個原因：鐵口維護(hù)不好，主溝跑鐵,，撇渣器跑鐵,，擺動流嘴失靈等造成不能按時出鐵出渣，爐內(nèi)被風(fēng)量被憋,，風(fēng)壓上升,，波動……，造成爐況失常懸料頻繁,。

3.2.6配料單失誤,，變料單錯誤，裝錯料造成造法過程失常而引起爐況失常甚至造成事故,。

3.3設(shè)備故障

外部原因造成高爐爐況失常的主要方面是設(shè)備故障,，由于設(shè)備故障,，例如設(shè)備的功能失常，零部件損壞等,，高爐被迫慢風(fēng)生產(chǎn),，盡快休風(fēng)處理。有的是緊急無計劃休風(fēng),，它們都會影響冶煉過程失常是常有的事,。特別裝料設(shè)備故障，無法向高爐供料,，造成高爐低料線，慢風(fēng)操作,。送風(fēng)系統(tǒng)故障無法向高爐送風(fēng)造成無計劃緊急,，休風(fēng)爐內(nèi)煤氣流分布紊流,，熱制度被破壞，常由失常發(fā)展為嚴(yán)重事故,，爐缸堆積,，爐缸大涼，甚至凍結(jié),。

4爐況失常的預(yù)防和處理

4.1爐況失常的預(yù)防

在很好地了解高爐順行正常爐況的特征和造成爐況失常的各種原因后，預(yù)防爐況失常就成為可能和操作者的職責(zé),。

4.1.1搞好精料工作和了解原燃料質(zhì)量變化

原燃料質(zhì)量的變化是造成爐況失常的主要原因,。高爐生產(chǎn)組織者要把大部分精力用在精料的實施上，在保證量的供應(yīng)上,，特別注重質(zhì)量的穩(wěn)定上：成分穩(wěn)定,，粒度均勻是為煉鐵提供原燃料的最重要原則。

作為高爐操作者一工長接班首先要了解本班及上個班入爐原燃料的質(zhì)量及其變化,，并根據(jù)入爐原燃料質(zhì)量變化通過交接班統(tǒng)一操作人員的思想,，采取相應(yīng)的措施，保證爐況順行,，這是預(yù)防爐況失常應(yīng)把好的第一關(guān),。可采用的措施是：

①通過原燃料成分,，核算入爐料產(chǎn)生的鐵量，渣量及其成分，估算熱量供給和消耗的變化幅度,。核算焦炭負(fù)荷是否合適,，必要時作調(diào)整防止?fàn)t溫和造渣過程的波動造成失常。

②通過觀察了解原燃料的外觀和物理性狀的變化,，水分,，強(qiáng)度，粒度組成特別是含粉率及槽下篩的效率,，分析裝料制度是否合適,，分析生產(chǎn)中風(fēng)量與料柱透氣性相適應(yīng)，必要時調(diào)整α0和αｃ,。保證邊緣和中心氣流穩(wěn)定,，調(diào)整風(fēng)量，保證煤氣初始分布合理,。

4．1．2重視爐內(nèi)沒氣流分布,，防止“脈沖”式爐況發(fā)展

煤氣流合理分布是爐況順行的重要保證，只有將三次煤氣分布都控制在合理范圍內(nèi)整個高爐的煤氣流分布就合理了，爐況就會順利,。這要通過下部調(diào)劑控制初始分布,；穩(wěn)定造漁維持較好的軟熔帶及穩(wěn)定的焦窗面積，使二次分配合理,；要通過裝料制度控制好,，塊狀帶內(nèi)的煤氣流分布，使其維持順利狀態(tài)下的十字測溫曲線的范圍,。這要認(rèn)真細(xì)致地檢查分析各風(fēng)口的狀況,，裝料矩陣是否正常無誤，上料人員是否正確執(zhí)行裝料制度的指令,，防止錯料造成爐況波動,，要檢查了解無鐘爐頂工作狀況，各閥門工作是否正常,，溜槽運轉(zhuǎn)是否符合要求等,。

4.1.3保證有較穗定和要求的熱狀態(tài)

特別重視t理，tc和?Ｑ的數(shù)值,，任何t理的變化反映出送風(fēng)參數(shù)的變化,；它是爐缸具有充沛高爐熱量的源泉。tc反映了下降爐料與上升煤氣之間熱交換好壞,，焦炭和進(jìn)入爐缸渣鐵被加熱程度的高低,，tc＞0.75ｔ理爐子向熱有懸料可能，tc＜0.75ｔ理爐子向涼,，tc＜0．65ｔ理爐子已涼,。當(dāng)然也應(yīng)注意出鐵時的鐵水溫度和爐渣性狀等以了解爐缸熱狀態(tài)的好壞。

4.1.4加強(qiáng)設(shè)備維護(hù),，改進(jìn)爐外操作

這是消除外部因素對爐況順行的影響,，在生產(chǎn)中爐況常受外部因素干擾，這是生產(chǎn)組織者,，高爐工長,，爐前班長要重視并做好本職工作的要點，外部因素造成爐況失常往往比較持久,，處理較困難,，恢復(fù)要有耐心。

4.2爐況失常的處理原則

4.2.1減風(fēng)是處理失常的首選

不論何種原因,，造成爐況失常,，減風(fēng)是首先應(yīng)采取的措施，減風(fēng)的目的是減少產(chǎn)生的爐腹煤氣量,。使它與爐內(nèi)料柱透氣性相適應(yīng),，防止失常進(jìn)一步發(fā)展,，減風(fēng)數(shù)量要視情況而定。

4.2.2減焦炭負(fù)荷在處理失常和恢復(fù)爐況是的必要手段

減輕焦炭負(fù)荷可以一舉兩得,，兩得之一是增加料柱中焦炭數(shù)量可改善料柱的透氣性,，兩得之一增加爐內(nèi)熱量收入，因為失常出現(xiàn)常是由于爐料質(zhì)量劣化造成,，料柱透氣性變壞,，煤氣流分布失常隨之爐況失常，爐況失常常造成煤氣的熱能,，化學(xué)能變差為補(bǔ)償需要多燒焦炭來達(dá)到爐子不涼,，惡化爐況。

4.2.3調(diào)節(jié)布料矩陣和料批大小來適當(dāng)發(fā)展邊緣和中心兩條通路,，降低壓差

爐況失常后,，打開兩條通路是必選的措施，共有煤氣通路打開后,，風(fēng)量才能入爐爐料才能下降,，爐況才能逐步恢復(fù),。只有在爐況完全恢復(fù)后,，再逐步恢復(fù)正常爐況是的布料矩陣和料批大小。

4.2.4加空焦凈焦,，不失為調(diào)負(fù)荷的良好辦法

加空焦或凈焦是處理惡性管道和頑固懸料時采取的必要手段,，其作用要比減負(fù)荷來得快和大，這個措施可以改善爐料透氣性和增加爐缸熱量收入防止?fàn)t涼,，但是一定要認(rèn)真分析具體情況后決定加入數(shù)量,，以免造成短時過熱而發(fā)生懸料。

4.2.5為防止失常后,，造成嚴(yán)重的爐缸堆積,，視情況（不進(jìn)風(fēng)）堵部分風(fēng)口來維持爐缸工作

必要時（失常時間長，焦炭強(qiáng)度特差,，爐缸碎焦過多,，爐渣性能變壞等）還要采取洗爐來消除堆積，為恢復(fù)爐缸正常工作打好基礎(chǔ),。

以上是爐況失常處理的一些原則,，要結(jié)合具體情況選擇使用（見案例分析），要特別強(qiáng)調(diào)的是失常爐況處理首先要分析找到造成失常的原因,，積極地采取相應(yīng)措施處理,，切忌兩種傾向：

一是舍不得產(chǎn)量和考核指標(biāo)，而想挺過去或輕視,，觀望延誤處理時機(jī),；

二是處理時急于求成,，例如加風(fēng)過快，加負(fù)荷過快,，造成失常反復(fù),。

5.失常爐況

5.1高爐異常爐況

爐缸不活，堆積本來與正常爐況相比,，爐溫波動較大,、煤氣流分布不太正常。采用一般調(diào)節(jié)手段,，在短期內(nèi)就可糾正,，而轉(zhuǎn)為正常。但是國內(nèi)多座高爐都長期失常,，處理困難,，造成損失重大。

這種現(xiàn)象出現(xiàn)在長期休風(fēng)或封爐復(fù)風(fēng)后的較長一段時間,，有的由于鋼鐵企業(yè)調(diào)度不當(dāng),，使高爐較長時間的慢風(fēng)操作，再要轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)出現(xiàn)爐況失常,。

5.1.1爐缸堆積的征狀是有規(guī)律的

近年來失常與特殊爐況發(fā)生的現(xiàn)象大幅度減少

①出鐵前后風(fēng)量和風(fēng)壓變化,，前：風(fēng)量減少，風(fēng)壓升高,，后：風(fēng)量增加風(fēng)壓下降形成周期性波動,；

②鐵水溫度，[Si],、[S]波動,，在正常生產(chǎn)時，出鐵過程也是波動的,，所以這變動會被忽視,；

③爐渣變粘，有時帶鐵,，即渣鐵分離不好,，這在高鋁低鎂渣表現(xiàn)突出；

④煤氣流分布呈現(xiàn)邊緣過度發(fā)展,，中心打不開,；

⑤風(fēng)口工作不均勻，時有升降和未充分加熱的黑焦降落到風(fēng)口,；

⑥爐缸工作不均勻而且順行差,。

上列征狀操作者是知道的，但是在生產(chǎn)中不是明顯地同時出現(xiàn),，尤其是儀表檢測手段,，不齊全的高爐更易被忽視,。最終表現(xiàn)：爐缸不活，爐子不接受風(fēng)量,，產(chǎn)量較低,。這是爐缸堆積的初期征兆，需要認(rèn)真尋找原因’對癥處理,。

5.1.2主要原因

本人認(rèn)為：堆積或不活的主要原因是三個方面

1．原燃料質(zhì)量引起

首先是焦炭質(zhì)量變差,，實踐表明，高爐爐缸工作受焦炭質(zhì)量影響很大,，而且是造成爐缸失常的重要原因,，從焦炭在爐內(nèi)劣化的過程看，在塊狀帶還未發(fā)生,，碳熔損反應(yīng)前重要的是M10,，而在熔損反應(yīng)發(fā)生區(qū)則是CRI和CSR，而對爐缸工作來說是CSR,，它決定著軟熔帶焦窗的透氣性,，滴落帶焦塔（死料柱）的透氣性和透液性，因為Ｍ10,，Ｍ40,，CRI和CSR決定著高爐內(nèi)各部位的空隙度εC，從來考察煤氣通過料柱的阻力εc的三次方成反比,?？障抖鹊淖兓瘜⒂绊懨簹饬鞯牧飨?。

目前高爐爐缸不活,，堆積不多是由焦炭質(zhì)量變差造成的，中國焦炭質(zhì)量與高爐煉鐵的要求有一定差距,。

搗固焦質(zhì)量問題

要大家注意的是目前正在推廣,，大量銷售給高爐生產(chǎn)用的。搗固焦的質(zhì)量問題,。焦炭是煤在隔絕空氣下干餾而成的,，其質(zhì)量與配煤，煤在高溫下產(chǎn)生膠質(zhì)的數(shù)量,，煉焦過程工藝參數(shù)等諸多因素有關(guān),。而起決定作用的是膠質(zhì)數(shù)量的多少。

產(chǎn)生膠質(zhì)層的煤：焦煤,，肥煤儲量有限,，成為寶貴的緊缺煤種，為節(jié)約它們的用量,，煉焦工作者研究出一些節(jié)省焦煤的新技術(shù),，例如熱壓焦,，搗固焦等，目前在中國大力推廣的是搗固焦,。它是在煉焦配煤中用1／3焦煤即氣煤部分地置換焦煤和肥煤后,，用適當(dāng)壓強(qiáng)的搗鎚將煉焦配煤搗實一些，縮小煤粉顆粒之間的距離使有限的膠質(zhì)可以粘結(jié)更多的煤粉顆粒而生產(chǎn)出相應(yīng)強(qiáng)度和反應(yīng)性的焦炭,，因此它是節(jié)約焦煤和肥煤的技術(shù)措施,。在置換焦煤和肥煤數(shù)量合理，搗固壓強(qiáng)適當(dāng),，煉焦工藝參數(shù)優(yōu)化適應(yīng)搗固焦生產(chǎn)的情況下,，搗固焦的質(zhì)量能滿足中大型高爐冶煉對焦炭質(zhì)量的要求，國外已將搗固焦用于2000ｍ³級以上高爐,。

我國鏈源鋼鐵公司和興澄特鋼3200ｍ³高爐也成功使用搗固焦煉鐵,。可是眾多高爐工作者對搗固焦的使用并不滿意,，因為大量獨立焦化廠生產(chǎn)的搗固焦在高爐內(nèi)表現(xiàn)差,，造成爐況波動，甚至失常,，而且燃料比升高,，其原因在于：

（1）目前搗固焦配煤尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是由眾多生產(chǎn)廠根據(jù)自己的條件配煤,，部分獨立焦化廠為節(jié)省成本,，配料中將煉焦煤和肥煤數(shù)量降到不合理的程度，有的甚至完全不配焦煤和肥煤,，單靠1/3焦煤一氣煤的少量膠質(zhì)煉焦,，其成品質(zhì)量顯然不好，強(qiáng)度等滿足不了高爐煉鐵的要求,，在爐內(nèi)四個劣化因素的作用下表現(xiàn)很差,。

（2）搗固焦的生產(chǎn)過程中搗固壓強(qiáng)控制是非常重要的，合適壓強(qiáng)搗固后生產(chǎn)的搗固焦具有分布均勻的小孔,，而超高壓強(qiáng)搗固后生產(chǎn)的搗固焦則局部基本無氣孔,，而在二層搗固層的交界面出現(xiàn)盲腸型大的橫向氣孔，這樣無氣孔壓實的部分反應(yīng)性很差,，而大的橫氣孔部分反應(yīng)性特好,，與CO2反應(yīng)后，變成薄壁多孔而強(qiáng)度降低很多,，經(jīng)高爐內(nèi)的劣化因素作用后形成很多粉末而影響爐況,，所以在高爐內(nèi)這兩種極端表現(xiàn)給高爐工作者的感覺就是搗固焦質(zhì)量差。歐洲煉鐵工作者對中國搗固焦的評價是：1kg搗固焦只能當(dāng)0.85kg頂裝焦使用,。

（3）中國搗固焦增加速度太快,，一些影響搗固焦質(zhì)量的煉焦工藝參數(shù)的變化規(guī)律還沒有研宄深透,，特別是煉焦過程的熱制度控制，造成目前搗固焦?fàn)t生產(chǎn)的焦炭在焦?fàn)t頂部的焦炭黑頭焦過多,，質(zhì)量差,，一些小的獨立焦化廠生產(chǎn)的焦炭質(zhì)量差別很多，嚴(yán)重影響高爐生產(chǎn)的爐況波動,，甚至造成爐況失常,，這也是煉鐵工作者不歡迎，甚至不認(rèn)可搗固焦的原因之一,。

初步研究和實踐表明為保證搗固焦的質(zhì)量,，搗固焦生產(chǎn)中的配煤要保持一定數(shù)量的煉焦煤和肥煤（對中小高爐焦炭要求達(dá)到25％左右，而大型高爐焦炭要求45％-50％）維持合理的搗固壓強(qiáng),，將搗固煤餅的密度在0.95~1.0kg/ｍ³（頂裝焦配煤的密度在0.8~0.85kg/ｍ3）,，保持合理的結(jié)焦時間，使焦?fàn)t頂部得到很好的加熱等是可以生產(chǎn)出好的搗固焦,，能滿足2000~3000ｍ³級高爐生產(chǎn)的要求,。

興澄特鋼3200ｍ³高爐應(yīng)用合理配煤下的搗固焦，高爐取得相應(yīng)好的業(yè)績,，但是如果因成本而降低配煤中的焦煤和肥煤的比例,，煉出的搗固焦，質(zhì)量下降,，3200ｍ³高爐應(yīng)用后爐況惡化,，歷時半年才調(diào)整過來，損失很大,。

國內(nèi)外高爐焦炭比較有專家以國外大型高爐原料條件為依據(jù),，得出高爐大型化對原料品質(zhì)提高的要求是有限的，表2是專家提出的德國蒂森公司4座容積2132ｍ³,，2500ｍ³,，4407ｍ³和5513ｍ³高爐操作指標(biāo)的對比,。

從指標(biāo)看,，4座高爐原燃料條件基本一致，而爐容相差很大,，高爐操作指標(biāo)基本相同,，如果我們仔細(xì)地分析，不難看出,，德國高爐用的原燃料是真正的精料,，從渣量288kg/t，估算其2132ｍ³高爐和比它大的2500ｍ³,，4407ｍ³,，5513ｍ³的入爐品位都相當(dāng)高,，也達(dá)到我國5000ｍ³高爐的入爐品位，而焦炭的CSR/CRI指標(biāo)比中國5000ｍ³級高爐用焦還好,，更不說德國焦炭的灰分只有9-10％,，比我國最好的寶鋼焦炭還低2-3％，也就是說德國2132ｍ³高爐的原燃料條件,，己能滿足5000ｍ³高爐生產(chǎn)的要求,，總體上比中國5000ｍ³級高爐用原燃料質(zhì)量只高不低，而在中國就完全不一樣了,，如果我們也用目前中國2000ｍ³級高爐的原燃料用到5000ｍ³級高爐進(jìn)行生產(chǎn),，那5000ｍ³高爐生產(chǎn)將會出現(xiàn)什么樣的

情景。不用說整體質(zhì)量,，就僅一項焦炭變差,，就夠咱們煉鐵工作者折騰的，這樣的例子己很多了,，所以任何國外的經(jīng)驗都要按國內(nèi)具體條件來分析,，是否適用！故不可不顧條件而盲目適用,，其結(jié)果只會帶來負(fù)面作用,。

楊天鈞教授今年9月訪歐帶回3座高爐的資料如下：見表3

從上面資料看，利用焦炭質(zhì)量適用于歐洲2500ｍ³級高爐,，而且它們的灰分只有9％-10％,，CSR和CRI指標(biāo)比我們5000ｍ³高爐的還好，所以我國焦炭質(zhì)量波動時將會引起爐況波動,，尤其是爐缸狀態(tài),，要特別注意的是中國高爐入爐的鉀，鈉,，鋅等有害元素負(fù)荷遠(yuǎn)超過國外的,，而有害元素對焦炭在高爐內(nèi)的劣化作用是，巨大的這是引起爐缸不活的原因之一,。

第二是入爐含F(xiàn)e料質(zhì)量很差,，受成本的壓力，一些企業(yè)受不科學(xué)的宣傳影響采購劣質(zhì)礦是造成爐況惡化的重要原因之一,，在這個問題上己有不少論述,，這里僅從造成爐缸不活、堆積角度來說明,。

1）渣量增加,，使滴落帶和爐缸焦柱的空隙度下降，造成煤氣和鐵水流通不過，出現(xiàn)中心打不開爐缸不活,，這是渣量增加后造成爐渣在焦柱中滯留率増加,，煤氣通過的通道空隙（εc-ht）減小，煤氣通不過,。

2）劣質(zhì)礦中Ａl2O3高,，給爐渣性能帶來壞的影響，在低MgO/Ａl2O3比的爐渣時,，爐渣穩(wěn)定性變差,，爐缸熱狀態(tài)稍有波動，不穩(wěn)定高Ａl2O3黏度變大,，造成煤氣流通過困難,，爐缸出現(xiàn)不活。

3）若劣質(zhì)礦帶入爐內(nèi)的有害元素增加即損害焦炭,，也破壞爐料和爐襯,，甚至影響高爐一代壽命。

2．煤氣分布不合理

煤氣流通過三次分配達(dá)到合理分布是路況順行,，能量利用率高,，燃料比低，產(chǎn)量高的基礎(chǔ),，對于爐缸來說煤氣的初始分配,，達(dá)到中心和邊緣合理分布尤為重要，煤氣流分布不合理的變現(xiàn)為少邊緣氣流過大,，中心氣流不足,。由于邊緣氣流過大，爐墻渣皮頻繁脫落,，爐料下降不穩(wěn)定,。

中心氣流不定造成來料未被充分加熱和還原的爐料進(jìn)入爐缸，破壞爐缸的熱狀態(tài),，最后導(dǎo)致爐缸堆積,。在爐料質(zhì)量差，若發(fā)現(xiàn)爐料下降不順,，甭料,、懸料、坐料造成料層混亂,，致使煤氣流分布混亂,，同樣造成未加熱和還原爐料進(jìn)入爐缸而造成爐缸熱量消耗增大出現(xiàn)爐缸不活甚至爐缸堆積。

3爐缸熱狀態(tài)不穩(wěn),，爐渣性能波動較大，兩者相互影響。

穩(wěn)定的爐缸熱狀態(tài)應(yīng)具備充沛的高溫?zé)崃繚M足冶煉需要,，本人認(rèn)為充沛的高溫?zé)崃康奶卣魇牵衾?/span>2200±50℃,，ｔＣ（焦炭進(jìn)入燃燒帶時的溫度）應(yīng)達(dá)到（07-075）ｔ理。滿足冶煉每kg生鐵熱量后應(yīng)有一定數(shù)量的熱儲備630kJ/kg生鐵,，以供爐溫被動時補(bǔ)償,，如果上述三個方面遭到破壞，爐缸必定出現(xiàn)不活甚至堆積,。這時冶煉中選用低MgO／Ａl2O3爐渣尤為突出,，因為低MgO／Ａl2O3渣是屬于穩(wěn)定性差的爐流，如果沒有精料為基礎(chǔ),，合理爐缸熱狀態(tài)與之配合,，這樣爐渣在爐缸溫度，爐渣成分波動合理很快增加,，爐渣黏度被爐缸不活甚至爐缸堆積,。特別要注意長期慢風(fēng)操作，無計劃休風(fēng),，悶爐復(fù)風(fēng),，因為爐缸熱量得不到補(bǔ)充，會造成死料柱中的爐渣變稠,，甚至凝固,，煤氣流通過更是得不到熱量補(bǔ)充，爐缸會由不活發(fā)展為堆積處理不及時會引起爐缸凍結(jié),。

4．高爐爐型不合理

過去高爐爐墻為厚壁或中厚壁,，現(xiàn)在都是薄壁，而且是冷卻器從爐底到爐喉是全覆蓋,。在厚壁和中厚壁爐墻時,，爐型從設(shè)計建爐到停爐大修有一個侵蝕而變?yōu)椴僮鳡t型，良好的操作爐型可以保持高爐生產(chǎn)獲得好的操作指標(biāo),，現(xiàn)在薄壁沒有這個應(yīng)變過程,，因此設(shè)計時就要造成合理的操作爐型，很遺憾,，在這個方面的經(jīng)驗不足,，也無理論驗證，因而如果選擇不當(dāng)將影響一代高爐生產(chǎn),。從目前生產(chǎn)業(yè)績來看,，大部分高爐爐型有待改進(jìn)，本人認(rèn)為最突出的是爐腹角過大,，造成邊緣氣流偏長,，中心氣流不足或不易打開,，后果是大部分高爐爐渣皮頻繁脫落，未加熱和為還原的爐料進(jìn)入爐缸,，爐缸熱狀態(tài)不穩(wěn)定,，由此發(fā)展到爐缸堆積。

5.1.3 處理方法

1．切實做好精料工作

       提高焦炭質(zhì)量高爐冶煉過程對焦炭性能的劣化作用是客觀存在的,，而且隨著爐容的擴(kuò)大,，噴煤量的增加，劣化程度越來越大,，寶鋼,、遷鋼研宄數(shù)據(jù)完全證實了這個劣化的嚴(yán)重程度。

這里要特別強(qiáng)調(diào)的,，應(yīng)用搗固焦時要重視搗固焦的噴煤搗固程度,，煉焦工藝參數(shù)，煉焦時間等以保證搗固焦有較高的質(zhì)量,，目前搗固焦的質(zhì)量檢測都按照頂裝焦的質(zhì)量檢測指標(biāo)和方法進(jìn)行,。從數(shù)值上看，似乎搗固焦質(zhì)量不錯,，有的甚至優(yōu)于同類頂裝焦,，但進(jìn)入高爐后，表現(xiàn)甚差,，一般認(rèn)為其價值要打8折,，明顯的一點事?lián)v固焦的粒度組成差，平均粒度要比頂焦小10ｍｍ以上,，因此,，搗固焦的堆度要大于頂裝焦，如果合格的頂裝焦,，的密度堆在05左右,，則搗固焦的堆密度至少在055，有的到06,。

提高含F(xiàn)e爐料質(zhì)量

提出的建議是：停止購買和使用低Fe高Ａl的有害雜質(zhì)的廉價礦,。

優(yōu)化燒結(jié)料，控制AI,，降低甚至停止配料中的Mg,。因為高Ａl和高M(jìn)gO燒結(jié)出的燒結(jié)礦，鐵酸鋁的含量減少,，液相量不足而且流動性差,，為提高燒結(jié)礦強(qiáng)度，提高燒結(jié)溫度使燒結(jié)礦形成的薄壁大孔,，成品粒度組成變差,，10-5ｍｍ的粒度增多,，要重視燒結(jié)礦的粒度組成，還原性,，低溫還原粉化,。

國產(chǎn)磁精粉應(yīng)用與生產(chǎn)會MgO球團(tuán)礦與SFCA高堿度燒結(jié)礦形成優(yōu)良的爐料結(jié)構(gòu)富塊礦要注意它的爆裂性能,，粒度組成,、還原性。

2．通過上下部調(diào)劑,，理順爐料分布和煤氣分布

從宏觀上觀察,，爐缸不活，甚至堆積,，但光從爐缸上調(diào)劑是不能完全解決的,，需要上下部配合，即從裝料,、造渣和送風(fēng)三大制度配合上下功夫,。

1）上部裝料制度

選用合理的科學(xué)的裝料制度是理順爐料分布的重要手段，它要保證合理的兩條通路,，并且保證爐缸焦柱具有良好的透氣性和透液性,，這樣本人認(rèn)為應(yīng)該用力爐墻的第2或第3檔位開始裝焦炭，采用較寬的平臺,。形成較淺的中心漏斗,，中心加5％-10％最多15％的大塊性能好的（CRI低，CSR高,，粒度50ｍｍ以上）焦炭,，這樣既理順爐料分布，也保證煤氣三次分配合理,。

2）下部送風(fēng)制度

它是決定煤氣初始分配的,，煤氣初始分配由兩個因素制約：燃燒帶大小和燃燒帶上方和周邊焦炭柱的透氣性，因為煤氣流是燃料在燃燒帶內(nèi)與熱風(fēng)反應(yīng)產(chǎn)生的,。它提供冶煉過程所需要的熱量和還原劑,，它的分配是否合理影響著爐缸狀態(tài)和邊緣與中心氣流分布。

送風(fēng)制度是決定著燃燒帶大小的因素,，大量的生產(chǎn)實踐證明,，合理的燃燒帶大小是燃燒帶形成的環(huán)圈面積與爐缸面積之比

要處于較合理的范圍大高爐n=0.5，中高爐ｎ=0.55左右,，而小高爐則應(yīng)保持0.6左右,。

這里要注意的4單純用鼓風(fēng)動能（或風(fēng)速）不可能完全達(dá)到所要求的燃燒帶大小，要重視兩個因素：死料柱的透氣性和爐腹角的大小,，在焦炭質(zhì)量不好,，爐渣量大而且粘度過大造成在死料柱中的滯留率增加,，死料柱的空隙度εc-ht偏小甚至過小時，采用過大的風(fēng)速或鼓風(fēng)動能,，將進(jìn)一步惡化爐缸狀態(tài)而不是搞活爐缸,。因為這時具有過大鼓風(fēng)動能的煤氣流沖擊到死料柱上產(chǎn)生順時針的渦流，將碎焦,、渣鐵的混合物掃入下爐缸和風(fēng)口之下,，反而形成嚴(yán)重堆積，而破壞風(fēng)口,。過大的爐腹角使燃燒帶過于靠近爐墻邊緣,，先天的造成初始分配時的邊緣氣流（邊緣效應(yīng)）。這也是目前薄壁高爐爐腹角78°-80°過大使渣皮頻繁脫落的原因之一,。本人認(rèn)為,，建爐時將爐腹角設(shè)置在75°，實際生產(chǎn)中等效爐腹角在74°以下為好,。

3）造渣制度

造渣制度的原則中的重要一條是爐渣要具有良好的穩(wěn)定性,，爐渣的性能及它的穩(wěn)定性不僅影響著爐缸狀態(tài)，前面提及爐渣性能要與爐缸狀態(tài)相匹配就是這個意思,。爐渣性能和它的穩(wěn)定性還影響著軟熔帶及滴落帶的煤氣流分配,。目前受浦項低鎂高鋁渣的影響都想降低MgO含量，后果是爐渣的穩(wěn)定性變差,，也是目前爐缸不適,，甚至堆積的原因之一，在使用低品位高Ａl2O3貧劣質(zhì)礦時后果更嚴(yán)重,，本人認(rèn)為目前狀況下要保持適當(dāng)?shù)腗gO量來保持渣的穩(wěn)定性MgO/Ａl2O3不應(yīng)低于0.5-0.55,，對小高爐來說可保持0.6以上。

3．降低有害雜質(zhì)的入爐量最好將（K2O＋Ｎa2O）控制在3.0kg/t以下,，Zn控制在150kg/t以下

有害元素是焦炭質(zhì)量劣化的催化劑,，提前和加劇焦炭與CO2的氣化反應(yīng)，增加了焦炭的CRI,，降低CSR,。相應(yīng)焦炭的粒度和強(qiáng)度的變差，料柱（特別軟熔帶和滴落帶爐缸的爐芯地段）的透氣性變差,。他們還使燒結(jié)礦低溫還原粉化率升高,，導(dǎo)致球團(tuán)礦異常膨脹。這些造成料柱壓差梯度升高,，引起高爐的懸料,。還會引起爐墻結(jié)瘤，風(fēng)口的大套上翅,，小套燒壞等,。

4．提高操作和管理水平

在上述3方面的措施做好的基礎(chǔ)上,，要做好管理工作。防止設(shè)備出問題而造成無計劃休風(fēng),，杜絕冷卻器等的漏水現(xiàn)象以免水流入爐缸造成危害,。處理爐況要有“耐性”，不能操之過急,，更不能有病亂投醫(yī),。需要進(jìn)行技術(shù)分析后，找出原統(tǒng)一操作人員認(rèn)識,，采取有效措施,，處理爐況,。

5.2爐缸大涼與凍結(jié)

爐缸大涼到凍結(jié)是一個量變過程,，爐缸凍結(jié)是最嚴(yán)重的事故之一，一旦發(fā)生影響生產(chǎn),、損壞設(shè)備,、人力物力巨大損失。近年由于高爐大型化,、綜合條件的改善,、操作水平提高，這類事故大幅度減少,。處理水平與速度提高,。

爐缸大涼和凍結(jié)的征兆：急劇爐涼；因爐涼引起崩料,、懸料,、管道等爐況失常；鐵口難開,；隨爐涼的發(fā)展風(fēng)量自動減少,，風(fēng)壓升高；大型管道發(fā)生前必有一段時間壓差升高,；如果由爐內(nèi)漏水而引起的,，凍結(jié)前可能出現(xiàn)風(fēng)口與二套間、二套與大套間,、大套與法蘭間向外流水,，鐵口發(fā)潮、冒氣甚至流水,，爐頂煤氣中H2含量升高,。

大涼與爐缸凍結(jié)的原因：爐況失常處理不當(dāng)：崩料一連續(xù)崩料，惡性管道,、煤氣流分布嚴(yán)重失常,，爐涼時的崩,、坐料；操作失誤,；大量冷卻水漏入爐缸,；長期休風(fēng)或封爐；原,、燃質(zhì)量突發(fā)惡化,；設(shè)備事故誘發(fā)；突發(fā)自然災(zāi)害,；高煤比時突發(fā)停煤,，既準(zhǔn)備及處理不當(dāng)。

爐缸凍結(jié)的處理

關(guān)健點：熔化低溫物料,，速排低溫渣鐵

具體方法：

1）加夠浄焦,，焦炭容積／爐缸容積：0.5~2.0；

2）形成小冶煉區(qū),，吃月餅方式,；

3）按單風(fēng)口風(fēng)量送風(fēng)；

4）排出冷渣鐵,，（渣口,、風(fēng)口改鐵口，特殊氧槍等,；

5）慢捅風(fēng)口,；

6）加強(qiáng)爐前工作；

7）長期休風(fēng)減少冷卻水,。

爐缸凍結(jié)處理實例

鞍鋼11高爐（2025ｍ³）裝錯料造成爐缸凍結(jié)

1986.3.3中班（17：58—23：22,，長達(dá)5h24min）因上料程序出錯，連續(xù)加入高爐27批凈燒結(jié)礦而設(shè)裝焦炭（Ｒ=1.35熱礦,、1014t）,，發(fā)現(xiàn)甚晚，直到快交班時才察覺（已裝2245.83t燒,，29t石灰石）為時甚晚,，處理措施拖延時間較長，造成爐缸凍結(jié),。

處理過程：

討論結(jié)果：（1）送風(fēng)換料,；（2）吹料，試圖將冷料吹出,；（3）扒料,，割開爐皮將冷料扒出。

第一步繼續(xù)送風(fēng)換料從裝錯料到發(fā)現(xiàn)己持續(xù)生產(chǎn)5個多小時，發(fā)現(xiàn)后立即休風(fēng)堵風(fēng)口,，復(fù)風(fēng)時開風(fēng)口如表1開,、堵、吹開,、自動灌死,、直至燒穿，這期間共裝入17批浄焦（計165.69ｔ）,，為恢復(fù)爐況打下了基礎(chǔ)左邊風(fēng)口平均只工作2.5ｈ,，右邊風(fēng)口平均工作5.2h，而2號風(fēng)口工作了8h26min,，說明：ａ．開3個風(fēng)口也多了,，ｂ．—旦吹開要想法堵上，ｃ.捅開風(fēng)口更著急了,。

第二步吹料

“吹”就是兩個風(fēng)口送風(fēng),，另一個風(fēng)口為出料口，以期將爐料吹出,。即采用13,，16號風(fēng)口送風(fēng)，以15號風(fēng)口為出料口,。吹風(fēng)時間共316min，熱風(fēng)壓力為0.078-0.225MPa,，風(fēng)量為0-1200ｍ³/min,，共吹八次。

結(jié)果只吹出28t焦炭,，9.5t燒結(jié)礦,。吹爐結(jié)束后發(fā)現(xiàn)爐缸焦炭遷移現(xiàn)象。吹爐時風(fēng)口工作布局如圖2所示

①第四次吹料結(jié)束后發(fā)現(xiàn)13號風(fēng)口前約2.0ｍ深是空洞,，其上方有凝結(jié)物質(zhì),。第五次吹料時，13號風(fēng)口前空洞縮小為0.05ｍ,，上面有凝結(jié)物,。第六次吹料時，13號風(fēng)口前空洞消失凝物消失,。

②第八次吹料結(jié)束后發(fā)現(xiàn)己凝死3號風(fēng)口,，有2.5ｍ深空洞，風(fēng)口以上為1m,，下面為500mm,，而且向東側(cè)5，6號風(fēng)口延伸,。這幾個風(fēng)口打開時都燒約200mm深的凝結(jié)物,。

第三步“送風(fēng)”

吹料實際沒達(dá)到預(yù)想目的,，研究決定不扒料了而采取送風(fēng)。3號風(fēng)口前吹成的空洞填入2—3ｔ新焦,，13,、14號風(fēng)口向爐內(nèi)加鋁錠13塊，15號風(fēng)口做臨時出鐵口,，16號風(fēng)口為送風(fēng)口,。

3月6日15：30送風(fēng)，風(fēng)壓0.02MPa,，風(fēng)溫500℃,，風(fēng)量無顯示。22：14—22：20間13,、17號風(fēng)口吹開,，22：40休風(fēng)堵住這兩風(fēng)口，全天裝焦38.2噸,，打開渣口無渣,。

7日，7：40,，14號風(fēng)口吹開,，風(fēng)壓0.02MPa，風(fēng)量升到529ｍ³/min,，多次打開渣口無渣,。13點開鐵口出鐵30t，17：10打開17號風(fēng)口,，風(fēng)口工作正常,，風(fēng)量650ｍ³/min風(fēng)壓0.04MPa，全天裝焦134t,，出鐵105t,，但無渣。

8日夜,、白班13,、14、17號風(fēng)口工作正常,，風(fēng)壓提0．05ＭＰａ,，風(fēng)量加至800—850ｍ³/min，風(fēng)溫840℃,，9：30—11：00休風(fēng),，燒開18．19號風(fēng)號并堵泥，17：00打開18號風(fēng)，工作風(fēng)口増至4個,，鐵口只出鐵不出渣,，20：35打開西渣口出渣30t。渣熱爐溫回升,，23：20打開19號風(fēng)口,，截至加礦石前共加焦532t，略相當(dāng)加錯料的熱量,。ＣO2含量己降到4．5－6％,，予示己全燒焦炭。8日17：25開始加入笫一車礦石（12t）,。接著以開爐焦比分段調(diào)整焦炭負(fù)荷焦比由4．57—0.518t/t逐步調(diào)整,。采用倒裝與倒分裝裝料。

7日鐵[Si]：0.6-0.58％,，8日鐵含[Si]：1.23％,，9日[Si]：0.9-3.096％，10日[Si]：4.516-2.705％,。

9日,，3：45開13風(fēng)口，4：55開12風(fēng)口,，8：50—10：15休風(fēng)處理20,、21、22號風(fēng)口,，15：20開20號風(fēng)口,，23：20左右風(fēng)管燒穿。休風(fēng)處理并開21號風(fēng)口,。

10日10：14—12：36休風(fēng)處15號風(fēng)口。12日14：20—16：46休風(fēng)處理南西渣口炭磚套．工作風(fēng)口増至18個,。

9-13日按目標(biāo)計劃管理來恢復(fù)爐況,。臨時鐵口沒用上。經(jīng)過9個日夜不斷努力,，排除了這次意外事故,，爐況恢復(fù)順。

5.3爐缸滲鐵與燒穿

5.3.1原因

隨著煉鐵生產(chǎn)的發(fā)展,，近年來出現(xiàn)多座高爐滲鐵和燒穿事故,，分析其原因是多方面的，有設(shè)計上,，還有筑爐上的,，也有生產(chǎn)操作上的。設(shè)計上的是結(jié)構(gòu)合理例如自焙磚與陶瓷杯結(jié)合，美聯(lián)碳磚中微孔碳磚與陶瓷杯結(jié)合,，再有冷卻強(qiáng)度與選用的磚襯和冶煉強(qiáng)度不匹配,，還有設(shè)計師為節(jié)省投資，未考慮完善的檢測手段等,。筑爐上的是磚襯選用不當(dāng),，驗收不嚴(yán)，以次充好,，筑爐時追求速度而砌筑質(zhì)量差磚襯縫隙過大,，陶瓷杯與碳磚間和碳磚與冷卻壁間，冷卻壁與爐殼的膨脹逢處理不當(dāng),，冷卻器安裝不規(guī)范等,。雖然煉鐵科技和生產(chǎn)人員對爐缸損壞造成滲鐵（漏鐵）與燒穿的原因有著分歧，但是在出現(xiàn)征兆和處理方法上還是一致的,。

本人在這里僅就出現(xiàn)征兆后,，如何行動，講一點個人意見,，一般來說滲鐵與燒穿都是有征兆的,，需要操作人員仔細(xì)觀察，盡早發(fā)現(xiàn),，最明顯的就是爐缸冷卻壁水溫差異常升高,，爐缸側(cè)壁的熱電偶溫度異常升高。造成升高的原因有兩類：一類是點升高,，另一類是面升高,，因此要認(rèn)真觀察和分析是點升高還是面升高，點升高是鐵水或煤氣沿縫隙竄出來造成的,，面升高絕大部分是磚襯被侵蝕,，操作人員應(yīng)根據(jù)情況認(rèn)真觀察分析，得出科學(xué)結(jié)論,，采取不同措施處理,。要做的第一件事是判斷磚襯殘余厚度，是否己達(dá)到滲鐵或燒穿的危險程度,，這可從磚襯中同一高度前后兩個熱電偶的溫度差計算出熱流密度,，如無兩個熱電偶，則可用傳熱學(xué)的公式計算出殘余磚厚,，一般認(rèn)為殘余厚度在300mm以下,，就有燒穿危險應(yīng)立即停爐大修。

例一：

國內(nèi)某高爐計算結(jié)果,，部分位置已經(jīng)小于300ｍｍ,，建議停爐大修幾乎與拆爐實際結(jié)果相同多次參與計算高爐爐墻,，爐底厚度計算，得出值都比較準(zhǔn)確,。

例二：

測量原因：高爐有部分水管水溫差升高,。

測量位置：1780ｍ³高爐41，42水管,，如圖所示分別對應(yīng)鐵口附近3Ａ-4冷卻壁的位置,。

測量條件：水管外徑70ｍｍ，內(nèi)徑3.5ｍｍ,，進(jìn)水溫度：38.1℃,，出水溫度38.9℃，溫差0.8℃,；

測量結(jié)果：41,、42號水管流量分別為21.1ｍ³/h。

分析原因：

計算熱流強(qiáng)度：從圖紙計算,，鐵口3Ａ-4的面積為1.52ｍ²,，國豐1780ｍ³高爐2號爐計算熱流及相應(yīng)厚度有兩個不利條件：

1．其水溫差為1-3層水管水溫差，不能準(zhǔn)確測量每個水管的水溫差,。

2．鐵口位置沒有熱電偶可以參考,。

克服問題一，采用1爐檢修時,，把經(jīng)過鐵口的幾根水管連接部位割斷分別測量水溫差：1段水溫差0.1℃,，2段水溫差0.4°Ｃ，3段水溫差0.1℃,，共0.6攝氏度,，我們根據(jù)這個信息，分別確定這次測量3Ａ-4的水溫差為0.3或0.4,；克服問題二,，找周圍最近的熱電偶，360°,，插入碳磚內(nèi)200ｍｍ,，分別計算，當(dāng)溫差為0.3°Ｃ時,，為8328大卡/ｍ²ｈ，當(dāng)溫差為0.4℃時,，溫差為11105大卡/ｍ²ｈ,；計算爐墻厚度時，在300°Ｃ,，導(dǎo)熱系數(shù)為10,，600°Ｃ導(dǎo)熱系數(shù)為14,，我們?nèi)?/span>12，計算出厚度分別為1.09ｍ和1.03ｍ,，實際碳磚1.10ｍ,。可以判定是剛剛陶瓷杯壁脫落,，從而引起水溫差高,。

同時分析，由于二層冷卻壁,，象腳位置侵蝕引起,，又分別計算2層39，40兩根管,，面積去一半的冷卻壁厚度,，面積一半1.91/2mm，溫度分別按0.4℃和0.5°Ｃ計算,，計算出所剩厚度為769ｍｍ,，655ｍｍ。現(xiàn)在來看還可繼續(xù)安全生產(chǎn),，但是應(yīng)加強(qiáng)護(hù)爐,，在近期不要增加冶煉強(qiáng)度，視其水溫差的升降情況,，再進(jìn)行下部決定,。

本人認(rèn)為如果計算出殘余厚度大于300ｍｍ，例如450~500ｍｍ,，則應(yīng)采取以下應(yīng)急措施：堵溫度高地的風(fēng)口,；加大冷卻水量，最好降低進(jìn)水溫度,；降低冶煉強(qiáng)度,，例如短期降20％左右；加含Ti料護(hù)爐,，一般應(yīng)達(dá)到鐵水中含Ti 0.15~0.2%,，磚襯殘余厚度較薄時可短時加大到0.25％。另外,，同時應(yīng)將鐵水含硅提高到0.45％以上,，要使鐵水中Ti＋Si＝0.6％左右（不應(yīng)低于0.5％），以利于鐵水中形成TiC,，TiN和石墨碳析出形成保護(hù)層,；嚴(yán)重時應(yīng)涼爐，涼爐前應(yīng)使鐵水含Ti在0.2％或0.25％,；加強(qiáng)出鐵管理,，降低出鐵速度,，保證鐵口長度；局部進(jìn)行灌漿處理,，尤其是點升高的情況下,，效果會更好；部分高爐是由于有害雜質(zhì)過多造成的,，應(yīng)短時停止入爐,。

5.3.3滲鐵和燒穿后的處理

高爐漏鐵或燒穿后，是否就一定要停爐大修,，這要看具體情況,。

一看漏鐵和燒穿位置是爐缸側(cè)壁還是已深入爐底磚；

二看面積是點穿,，點漏還是大面積燒穿,。據(jù)大部分高爐出事故后調(diào)査，屬點穿和側(cè)壁占多數(shù),，在這種情況下就可采用挖補(bǔ)的方法來處理,。

首先確定爐缸內(nèi)還有無鐵水，如有應(yīng)放盡殘鐵,，避免修補(bǔ)時爐殼開孔,，取出燒壞冷卻壁時殘洗流漿，造成二次安全事故,。

取出同時準(zhǔn)備修補(bǔ)用耐火磚（最好是小塊微孔炭磚）和冷卻壁（最好做成小塊,，例如原冷卻壁的1/2或1/4小塊）割開爐殼，取出燒壞冷卻壁,，支架支撐燒穿口上方的磚襯,，清理殘渣鐵和雜物，找出原始磚面,。砌筑新磚和安裝冷卻壁,，然后焊好爐殼，注意焊補(bǔ)鋼板的鋼種要與原鋼板鋼種相同,。

焊口加工和溫焊補(bǔ),，要安裝檢測熱電偶等。壓入泥漿填充縫隙,，減少或消除傳熱過程的氣隙,，降低傳熱的熱阻，提高冷卻效率,。復(fù)風(fēng)生產(chǎn)前要對新冷卻壁通水試壓試漏,。一般采取這種方法修補(bǔ)后，可延長高爐壽命若干年（有長有短,，短的1-3年,，長的10年）。

5.3.4鞍鋼新3號高爐爐缸燒穿處理實例

事故簡況：

鞍鋼新3高爐（3200ｍ³）于2008.25.20.30突發(fā)爐缸燒穿事故,，燒出口在4＃鐵口下2.2ｍ左右,，爐皮燒開一500ｘ2000ｍｍ的大口子，燒壞33,、32兩塊冷壁,，跑出渣鐵近900t、爐料2500余t,，即風(fēng)口以上容全部跑空,。實行挖補(bǔ)搶修共計停爐12天，到9月7日4時復(fù)風(fēng)恢復(fù),，按爐缸凍結(jié)處理,，至9月19日恢復(fù)正常，又歷時了12天,。

處理大至經(jīng)過：

1）事故發(fā)生時爐頂下罐尚有7t鐵料,，加凈焦前需先入爐，采用非開風(fēng)口方向定點布料,，4號鐵口是事故區(qū),、不用其作開爐鐵口。

2）風(fēng)口上2200ｍ³容積：ａ. 凈焦至爐腰上沿,，ｂ. 1.0,、0.t/t焦比料兩段，ｃ. 扣除原爐內(nèi)料,，新裝料焦比1.5, 終渣Ｒ=0.95,。

3）送風(fēng)：1號鐵口上開1、2,、31,、32號4個風(fēng)口，2號鐵口上方開5,、6,、7、8,、9,、10號6個風(fēng)口，3號鐵口上開14,、15,、16、17,、18．19號6個風(fēng)口,，共計16個風(fēng)口,，占風(fēng)總數(shù)50％。

4）原計劃：5天處理凍結(jié),，7天冶煉鑄造鐵護(hù)爐,，7天恢復(fù)到2.0的系數(shù)，但難度大,，開風(fēng)多,，未達(dá)到予期目標(biāo)。

5）復(fù)風(fēng)后渣鐵滲透性很差,，（鐵口一風(fēng)口之間為燒穿下來的焦礦混凝物）,，在風(fēng)口一鐵口之間形凝固層，從鐵口只出少量低溫鐵水,，熔渣滲不下來,，開風(fēng)口雖多，但進(jìn)風(fēng)量不多,，且風(fēng)口然燒焦炭熱量隨煤氣帶走了,，風(fēng)口區(qū)域憋了大量熔渣，隨時有燒穿風(fēng)口的危險,。部分風(fēng)口已灌渣,。

6）被迫于14日休風(fēng)，從風(fēng)口排出大量熔渣,。

7）再次在相對較好的2號鐵口上方,，開6、7,、8,、9號4個風(fēng)口，其余風(fēng)口全部諸死,，于15曰22：00再次送風(fēng),。

8）由于爐缸加熱己達(dá)到一定程度，2號鐵口排澄鐵很順,。到9月19日8：00工作風(fēng)口達(dá)27個,，風(fēng)壓到0.320MPa，基本達(dá)到正常爐況水平,。

處理過程簡結(jié)：

ａ．處理方案,、熱負(fù)荷、裝配料,、爐前工作,、設(shè)備系統(tǒng)保降，操作控制、防止風(fēng)口燒穿做得優(yōu)秀,。

ｂ．搶修后復(fù)風(fēng)對爐內(nèi)狀況估計得樂觀,，第一次送風(fēng)開16個風(fēng)口太多，急于求成,，沒能利用極小空間加熱,，進(jìn)而蠶食擴(kuò)大戰(zhàn)果的方法，三個方向齊進(jìn)攻,，忽略風(fēng)口以上全部是冷料，沒有預(yù)熱與預(yù)還原,，造成了第二次休風(fēng),。

煉鐵夢想家整理編輯