1 概 況
某煉鐵廠高爐 , 有效容積2000 m3, 2000年6 月28投產(chǎn) , 長期較順行 , 系數(shù)在2.5以上 , 隨著高爐的強化 , 2006 年以來冷卻壁出現(xiàn)大量破損 , 爐體大量漏水 , 已進入爐役后期。2006.2.6 爐況出現(xiàn)失常 , 2007.1.13 爐缸出現(xiàn)嚴重惡化 , 到2.13 日基本恢復(fù)正常 , 歷經(jīng) 50天, 損失產(chǎn)量約 87000 t 。
2 爐況失常原因與過程
2.1爐況失常原因
2.1.1高爐設(shè)備現(xiàn)狀是經(jīng)常發(fā)生風(fēng)口燒壞和爐缸不活躍的客觀條件1)頂壓只有 150 kPa, 限制了高爐進一步加風(fēng)。2 000 m3高爐正常風(fēng)量應(yīng)在 4000 m3/min, 而該高爐只有 3 500 m3/min 左右。
2)風(fēng)口二套變形嚴重 , 使本應(yīng)向下傾斜的風(fēng)口都上翹 , 對活躍爐缸極其不利 , 經(jīng)常發(fā)生風(fēng)口連續(xù)燒壞。二套上翹的問題雖然采取了更換、加頂絲等辦法 , 收效不大 , 新?lián)Q的二套 4 個月又發(fā)生嚴重上翹。
3) 2006 年以來冷卻壁破損加速 , 加上設(shè)計缺陷 , 各段冷卻壁之間沒有閥門 , 日常生產(chǎn)無法判定漏水段數(shù) , 靠檢修時打壓判定 , 長期帶有壞冷卻壁水管工作 , 高爐長期存在漏水。
2.1.2原燃料發(fā)生變化，精料方針打破是本次重大爐況事故的助推劑2006 年 11 月中下旬 , 爐缸不夠活躍已有表現(xiàn) , 壓量關(guān)系緊張 , 對出鐵、爐溫波動非常敏感 ,
所有現(xiàn)象說明爐缸工作逐步變差 , 從外部看主要是 :
1)球團車間檢修 , 高爐配吃外進球團。由于外進球團廠家多 , 成分不一 , 雖采取一定混勻措施 , 但 SiO 2 % 及品位仍不穩(wěn)定 , 且粉子大 ( 通常在 35% 左右) ,其中特別是承德地區(qū)球團含鈦高 ,平均在 1.2% ～1.3% , 個別高達2.6% 。加上自燒結(jié)礦 TiO 2 升高至 0.45% , 使鐵中鈦高達 0.093%～ 0.1% , 鐵水變粘稠。
2) 2006 年 11 月中旬后自產(chǎn)焦炭揮發(fā)分升高至1.6% ～ 1.8% , 強度也時有變差的情形。
3)由于鐵燒產(chǎn)能不匹配 , 11 月上旬鐵產(chǎn)量提高后 , 燒結(jié)采取了提堿度、提機速的措施 , 燒結(jié)堿度提高到 2.35 以上 , 高爐爐料結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化 ,另外機速提高燒結(jié)礦強度有所降低 , 11 月燒結(jié)機機速比 10 月份提高0.06 m /min, 燒結(jié)強度比 10月降低0.67% 。
2.1.3高爐操作制度、參數(shù)控制、應(yīng)對措施不到位和爐外事故是本次爐況失常的根本原因。
1)高爐對冷卻壁長期漏水不夠重視 , 沒有采取主動處理、斷絕水源的措施 , ***嚴重時帶 76 根壞冷卻壁水管生產(chǎn)。
2)風(fēng)量長期偏小 , 爐缸活躍不夠始終是限制爐況長期順行的因素。06 年下半年長期低 [ Si] 、高 R 2 操作 , 爐缸熱量不足。
3)爐外事故頻出 , 是爐缸嚴重惡化的導(dǎo)火索 2006.12.10 和 13 日兩次吹管滲鐵燒穿高爐無計劃體風(fēng) , 14 日北場發(fā)生放風(fēng)堵口事故 , 使爐缸進一步惡化 ;2007.1.13日鐵口堵不上跑鐵 , 爐內(nèi)大幅減風(fēng)發(fā)嚴重爐涼 , 使爐缸嚴重惡化。
4)爐內(nèi)操作主動損失理念差 : 2006.12.16日爐況失常后 , 操作參數(shù)控制仍以強化為主 , 頂壓、壓差、透氣指數(shù)等參數(shù)仍維持正常水平 , 在 27 日連續(xù)懸料 4 次才做出調(diào)整。
2.2爐況失常過程
1) 2006 年 11 月中下旬 , 爐缸工作不活躍已有表現(xiàn) , 爐況順行差 , 高爐采取減小礦批、發(fā)展邊緣 , 降低煤比、控氧、降堿度、提爐溫等措施以求順行?；謴?fù)中 , 2006.12.10和 13 兩次發(fā)生吹管滲鐵燒穿 ( 說明爐缸明顯變差 ) , 12.14 日發(fā)生減風(fēng)堵口 , 爐況基礎(chǔ)更加脆弱。12.25日由于焦炭水分升高2.4% 導(dǎo)致爐涼 ( Si = 1.21% , S = 0.067% ) ,加焦下達高爐連續(xù)懸料(12.26 日 1 次 , 12.27 日4 次) ,
加上高爐又帶 13# 壞風(fēng)口作業(yè)加劇了爐缸變差。12.28 日雖采取了錳礦洗爐 , 至 12.31日視爐缸狀況好轉(zhuǎn)去掉 , 仍以強化爐況為主 , 爐缸沒有得到徹底清理 , 2007 年元月 1 ～ 12日 鐵產(chǎn)量僅維持在4 800t/d 左右。
2) 2007.1.13 日 20: 35 鐵口堵不上跑鐵 , 爐內(nèi)停氧、停煤、大幅減風(fēng)至 45 kPa, 誘發(fā)嚴重爐涼 , 鐵水溫度低至 1422 ℃。料速不均崩料多、煤氣分布極不規(guī)則 , 12.14日 H 2 % 由 1.3 升至 3.0,高爐大量漏水 , 綜合負荷大幅走輕至 2.812, 但盡管有大力提爐溫措施 , 鐵水溫度難以達到 1480 ℃ ,兩場鐵水溫差達 20 ℃ , 爐缸工作惡化 , 爐況嚴重失常 , 風(fēng)口頻繁破損(15日 1 個 , 16 日 2 個 , 18日 2 個 ) 。18 日 3# 風(fēng)口漏水嚴重 , 休風(fēng) 450 min 更換壞風(fēng)口并堵 8 個風(fēng)口 , 余 20 個送風(fēng) , 轉(zhuǎn)入爐況恢復(fù)階段。
3 爐況恢復(fù)過程
3.1***階段錳礦洗爐力度再次不夠，爐缸再次沒有根本治理
2007.1.16日加入螢石 20 kg/tfe,1.17 日再次加入錳礦處理爐缸 , 控制 [ Si] 在 0.7% ～ 0 .9% ,R 2 在 1 .08 ～ 1 .15 。錳礦下達 , 風(fēng)口破損逐步消除 ,渣鐵流動性改善 , 鐵水溫度達 1450 ℃以上 , 爐缸狀況改善 , 爐況恢復(fù)較快 , 在壓差 ≤ 125 kPa, 透氣性 ≥ 2 700 的前提下逐步加風(fēng) , 捅風(fēng)口 , 至 21 剩 20#未 開 , 風(fēng) 量 加 至 3 400 m3/min, 富 氧 至1.5 km3/h 。由于再次樂觀估計爐況 , 并為快快速增產(chǎn) ,20 日停用錳礦。但爐缸仍未根本好轉(zhuǎn) , 接受強化措施能力差 , 同時由于焦批大、冶煉強度低 , 中心氣流常有過高現(xiàn)象。
3.2 第二階段布料溜槽燒斷
煤氣流嚴重失常風(fēng)口連續(xù)損壞與頻繁無計劃休風(fēng) 爐缸工作嚴重惡化，延長了爐況恢復(fù)時間22 日 21# 風(fēng)口破損嚴重, 休風(fēng) 240 min 換 3 個風(fēng)口 , 爐頂檢查布料溜槽 , 發(fā)現(xiàn)落料點下表面燒損 , 產(chǎn)生裂縫 , 考慮恢復(fù)爐況及臨時休風(fēng)沒有更換 , 只進行了補焊。23 日白班爐頂十字測溫分布異常 ( 見表 1) , 調(diào)整布料角位效果不大 , 判斷布料溜槽燒斷。加焦 130 t 下達爐腹后于 24 日 2: 30休風(fēng) 1 098 min 更換。綜合考慮爐缸工作狀況、亂料和休風(fēng)影響 , 采取堵 12 個風(fēng)口送風(fēng)的謹慎恢復(fù)方案。
圖片
一方面由于流槽燒斷整個料柱分布失常 , 另一方面由于 CO 2 % 極差 , 只能靠高 [ Si] 保證一定的渣鐵物理熱 , 使得爐缸滲透性比休風(fēng)前更差。送風(fēng)18h 后 25 日開 3# 風(fēng)口, 但 20 min 后吹管燒穿二套放炮 , 放風(fēng)中 11# 二套也放炮。休風(fēng)392 min 更換 ,堵 17 個風(fēng)口。送風(fēng) 8h 后 26 日 9# 二套又放炮, 放風(fēng)中 7# 二套燒壞, 再次休風(fēng) 270 min, 堵 20 個風(fēng)口恢復(fù)爐況。28 日又因 12# 二套放炮, 放風(fēng)中 11
# 、15# 二套燒壞, 休風(fēng) 463 min, 堵 19 個風(fēng)口送風(fēng) ,由于頻繁無計劃休風(fēng) , 渣鐵已不能順利流出 , 爐缸接近凍結(jié)。3 次放炮共同特點是 : ①休風(fēng)都因二套燒壞造成 , 風(fēng)口小套較好。②放風(fēng)中由于吹管前端燒壞造成其它二套燒壞。③每次都有鐵水從吹管流出或噴出燒壞菱形板。這些征兆說明爐缸滲透性極差 , 鐵水無法順利滲入爐缸。這個階段風(fēng)速控制、加風(fēng)速度控制更加嚴格。
3.3第三階段 嚴控漏水 連續(xù)噴凈渣鐵 穩(wěn)妥開風(fēng)口和加風(fēng)，風(fēng)口破損減少，爐缸狀況改善，爐況逐步好轉(zhuǎn)。
28 日用 9 個風(fēng)口送風(fēng) , 由于爐缸透液性差 ,實際風(fēng)速過小 , 風(fēng)口回旋區(qū)和鼓風(fēng)動能太小 , 11# 、14# 二套再次燒壞, 為此重新修訂了恢復(fù)方案 : ①爐外實施零間隔出鐵 , 并大噴鐵口以排凈涼渣鐵。②加大風(fēng)口外部打水 , 以減少休風(fēng)次數(shù) , 延長送風(fēng)時間。③及時查漏 , 杜絕向爐內(nèi)漏水(1月 26 日H 2 % 下降至 2.0% 1.28日 以后 H 2 % 再次下降到1.6% ～ 1.8% )。④修訂低風(fēng)壓下風(fēng)量控制標準 ,按燃燒焦炭反推風(fēng)量 , 并參照風(fēng)壓水平 , 適當(dāng)提高標準風(fēng)速。每 8 ～ 10h 捅 1 個風(fēng)口 , 開 1 個風(fēng)口加風(fēng)100 ～120 m3/min 。⑤ 29 日 3 次加入錳礦洗爐。30 日錳礦下達后 , 按修訂方案開風(fēng)口 , 穩(wěn)步用風(fēng) , 期間有風(fēng)口破損 , 但能控制漏水持續(xù)生產(chǎn) ,渣鐵流動性不斷改善 , 爐缸工作區(qū)域不斷擴大、風(fēng)量逐步增加 , 至2.2 日余 9 個風(fēng)口未開 , 視爐況好轉(zhuǎn)且 13# 風(fēng)口損壞嚴重 , 休風(fēng) 375 min 換壞風(fēng)口2.3 日送風(fēng)后 , 13# 二套壞, 控水堅持生產(chǎn)。2.4日又因 28# 風(fēng)口損壞嚴重, 休風(fēng) 180 min 更換。至2.6日風(fēng)口全開 , 至 2.9 日 , 爐況有一定局面 , 且 25#風(fēng)口損壞加劇 , 為了下一部強化 , 并考慮爐皮西南方向局部發(fā)紅 , 休風(fēng) 780 min 換 2 個二套和 6 個風(fēng)口 , 并在爐皮發(fā)紅處加裝 7 個柱狀冷卻器。
3.4第四階段 合理控制操作參數(shù) 爐況順利恢復(fù)。
2 月 9 日堵 5 個風(fēng)口送風(fēng) , 繼續(xù)采用錳礦洗爐 , 在保持鐵水良好的流動性的前提下 , 維持鐵溫在 1470 ～ 1490 ℃ , R2 在 1.05 ～1.10, 爐缸工作狀況持續(xù)好轉(zhuǎn) , 并視爐缸工作情況穩(wěn)步開風(fēng)口 , 嚴格按標風(fēng)速 ≤ 190 m /s 加風(fēng) , 并逐漸用氧 , 風(fēng)口不再損壞 , 爐型相對好轉(zhuǎn) , 考慮爐皮安全狀況 , 剩25# 風(fēng)口, 至 2 月 13 日產(chǎn)量已到 4300t, 爐況基本正常。
4.失誤和不足
4.1爐外事故多加劇了爐況失常 促進了爐缸惡化
1)12.10日和12.13日兩次吹管滲鐵燒穿造成高爐無計劃體風(fēng)。12.14 發(fā)生減風(fēng)堵口事故 , 高爐順行受到嚴重影響。
2) 12.26日 ～ 12.27日 連續(xù)發(fā)生 5 次懸料 , 高爐風(fēng)量大 幅 萎 縮 , 12.27 ～ 31日 平 均 風(fēng) 量 僅 為 3 067m3/min 。
3)06.12.31 ～07.1.12 日爐況有了基本局面 ,產(chǎn)量在 4 800 t/d 。1.13日發(fā)生堵不上鐵口跑鐵事故 , 高爐大幅減風(fēng)導(dǎo)至嚴重爐涼 , 爐缸開始嚴重惡化。
4) 1.22日休風(fēng)時發(fā)現(xiàn)流槽破損 , 但沒有主動更換。
4.2錳礦洗爐不夠徹底
2006 .12 .28 ～ 12.31日和 2007 .1.17 ～ 1. 21日 兩次采用錳礦處理爐缸 , 兩次由于爐缸工作狀況改善較快 , 風(fēng)量很快加至 3 400 m3/min 以上 , 并逐步富氧 , 過于樂觀 , 錳礦使用僅 3 ～ 4d, 沒有達至徹底清理爐缸的目的 , 停錳礦后隨著強化、爐缸負荷增加又造成了風(fēng)口燒壞爐況惡化 , 延長了爐況的恢復(fù)進程。
4.3中心過分發(fā)展燒斷溜槽，爐況恢復(fù)機會喪失
2007 1.13日 后 , 爐況恢復(fù)中 , 由于礦批小(37～ 39t) , 焦批大 ( 焦比 490 ～ 510 kg/tfe) , 料速慢( 約 6 批 /h) , 中心氣流過分發(fā)展 , 且抑制中心的措施不堅決 , 煤氣中心溫度長時間大于 800 ℃ , 至23 日上午煤氣流分布嚴重失常 , 布料溜槽被燒斷 ,被迫于 24 日休風(fēng) 1 098 min 進行更換 , 使爐缸工作再次惡化。
4.4爐缸極度惡化的情況下，由于表觀風(fēng)量和實際風(fēng)量存在較大誤差，造成風(fēng)速控制過低 導(dǎo)致風(fēng)口回旋區(qū)過小
延長了高爐恢復(fù)進程由于布料溜槽燒斷 , 爐料分布失常 , 加上長時間休風(fēng)更換布料溜槽和冷卻壁漏水沒有完全制止 ,爐缸出現(xiàn)極度惡化 , 堵風(fēng)口個數(shù)增至 12 個。送風(fēng)后 , 為穩(wěn)妥恢復(fù)爐況 , 操作相對保守 , 標風(fēng)速按170 m /s 控制 , 由于風(fēng)小風(fēng)量表誤差大 , 實際風(fēng)速過低 , ( 風(fēng)量表為 920 m3/min, 反推風(fēng)量為446 m3/min, 風(fēng)速僅為 73 m /s) , 加上捅風(fēng)口時機不成熟 , 導(dǎo)致風(fēng)口二套、小套出現(xiàn)連續(xù)放炮和破損 , 高爐 25 日、 26 日、 28 日連續(xù)休風(fēng)更換 , 風(fēng)口堵至 20 個 , 爐缸惡化進入嚴重堆積狀態(tài) , 大大延緩了爐況的恢復(fù)進程。
4.5高爐后期冷卻壁長期存在漏水，未能及時處理。
高爐爐役后期冷卻壁破損加速 , 高爐車間重視不夠 , 沒有及時維護 , 煤氣 H 2 含量長期在 2.5%～3.3% , 高爐長期漏水生產(chǎn) ( 嚴重時 76 根漏水 )沒能得到及時控制。這也是爐缸嚴重惡化重要原因。
5 結(jié)論及教訓(xùn)
1)加強原燃料管理 , 實現(xiàn)精料入爐是大型高爐長期穩(wěn)定順行優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的基本保證 , 是煉鐵工作者永恒的工作主題。
2)大型高爐爐役后期生產(chǎn) , 實現(xiàn)定期檢修 ,及時加強冷卻壁的維護 , 是消除爐內(nèi)漏水 , 維持合理的操作爐型 , 減少事故的重要手段。
3)各種操作制度和日?？刂茀?shù) , 必須以爐況順行、爐缸活躍、對外圍條件適應(yīng)性強為宗旨 ,堅決杜絕極限操作。
4)爐況失常時 , 堅決以處理爐況為主導(dǎo)思想 , 不頂、不追 , 措施到位 , 穩(wěn)中求進 , 切忌反復(fù) , 實現(xiàn)爐況的徹底恢復(fù) , 避免事故的進一步擴大。
5)加強設(shè)備及外圍管理 , 避免設(shè)備及外圍事故的頻繁發(fā)生 , 是保證爐況長期順行的重要保障。
6)高爐裝備水平限制風(fēng)量使用、風(fēng)口二套上翹是高爐爐缸工作相對較差的客觀條件 , 必須靠長期良好的渣鐵流動性作為保障。
7)在處理爐缸堆積時 , 高 [ Si] 高 [Mn ]會導(dǎo)至鐵水粘稠 , 達不到清理爐缸的目的。錳礦加入量以鐵中 [Mn ] 在 0 . 8% ～ 1 . 0% 為宜 , 鐵中[ Si] 原則上也應(yīng)控制在 0 .8% ～ 1 .0% , 但一定要保證渣鐵具有良好的流動性 , 錳礦洗爐一定要堅決徹底 , 達至徹底清理爐缸的目的。
