衡钢1000m3高炉炉凉冻结事故

衡钢1000m3高炉炉凉冻结事故

湖南衡阳钢管集团公司炼铁厂的一座1000m3高炉于2009年5月1日建成投产。该高炉有风口20个，铁口2个，无渣口。开炉后头几个月炉况顺行较好，进入9月以后，高炉炉况突然失常，崩料、悬料频繁，炉温骤降，最后发生了炉缸冻结事故。

（1）事故发生经过

9月2日开始，高炉炉况突然恶化，发生崩料、悬料，仅夜班就坐料4次，高炉处于慢风操作状态。当时对炉况判断不准，负荷调剂不够，加焦太少，致使低料线下达后渣铁物理热严重不足，流动性极差。由于炉前清渣难度极大，出铁间隔时间太长，炉内积存渣铁量增多，憋风严重，加风、减风操作频繁。23：03，1号主沟自动凝死，被迫改用2号铁口出铁。

9月3日夜班炉况进一步恶化，第3次铁中2号主沟及渣沟也自动凝死，高炉只能慢风作业。由于炉内积存大量凉渣铁，夜班有多数风口涌渣，铁口打开后只出铁不出渣，到中班时有部分风口自动灌渣。

9月4日夜班炉况没有好转，烧坏风口1个，白班又烧坏风口2个。高炉被迫于15：19休风处理风口，休风后发现风口全部灌渣。休风时间长达77小时31分钟才处理好风口及铁口，炉缸冻结已经形成。

这次事故造成了巨大的经济损失，处理时间历时13天。在处理事故过程中采取的措施尚属得当，所以恢复过程比较顺利。

（2）事故原因分析

总的来看，这次事故是在原燃料质量出现大的波动时经验不足，对炉况判断不准确，调剂处理不当引起的。具体表现在以下方面：

1）原燃料质量急剧恶化。进入9月以后，在高炉操作人员没有准备的情况下，烧结矿强度大大降低，入炉粉末增多，小于5mm部分从4.37%升高到8.94%，碱度波动幅度较大（1.61～2.02）。与此同时，焦炭多项质量指标变差。与8月25日相比，9月1日焦炭灰分从原来的12.64%升高到13.48%，M40由85.65%降至83.61%，特别是水分从11.40%升至13.04%。在炉料质量变差时判断和调剂幅度不准，是发生这次事故的最根本原因。

2）炉内操作不当。从9月2日夜班到9月4日白班，在炉况严重失常，悬料、大崩料不断，炉温急剧向凉，渣铁温度很低的情况下，没有及时采取大量减负荷、加净焦等措施，有的班还反向采取了加负荷、停煤和不调负荷的错误操作，不仅未提升炉温，反而加剧了炉凉。

3）炉前工作经验不足，处理不力。在渣铁温度很低，流动性极差，排放困难的情况下，炉前未将渣铁沟用河砂等材料垫起来，致使主沟全部凝死，增加了清理难度，延长了出铁间隔时间，使炉内凉渣铁越积越多，加剧了炉凉，延误高炉炉况恢复时间，增大了事故的危害程度。

4）在炉前渣铁沟凝死，长时间不能出铁的情况下，仍坚持长期慢风操作，致使炉内凉渣铁越积越多，导致风口大灌渣。在休风时决定处理全部风口，耗时3天多，导致了炉缸冻结发生。

（3）事故处理方案的制定

高炉休风后，衡钢和湘钢的炼铁技术人员共同召开了专题会，结合实际情况制定了事故处理方案，要点如下：

1）出铁方式的选择。处理炉缸冻结一般有从风口、渣口和铁口三种方案。研究后认为，这次事故主要是炉缸热量不足引起的，冻结程度不是特别严重。由于衡钢高炉没有渣口，决定采用风口出铁，等铁口烧开后立即转为铁口出铁的方案。

2）增加热源，迅速提高炉缸温度。集中加净焦30批，每批6t，共180t；空料40批，焦炭240t；最后全焦冶炼，正常料焦炭负荷2.2。装料制度的选择要保证两道气流的稳定，为炉况恢复创造条件。

3）尽快打通风口与铁口的通道，排出凉渣铁，扩大炉缸空间，加快恢复炉况进度。堵住大部分风口，用铁口周围的2个风口送风，标准风速维持120～180m/s，全风温操作。严格控制开风口的条件和节奏：①炉况稳定顺行，渣铁物理热充沛，流动性良好，铁水温度1480°C以上；②开风口前期要慢，间隔时间4小时以上；后期可稍快，间隔2小时左右，间隔铁口向两边开；③防止风口大面积烧坏，减少非计划休风。

（4）事故处理过程

1）送风前的准备工作

9月4日15：19休风后处理灌渣的风口、风管和围管，要求风口烧到见红焦为止，烧开后用炮泥堵死。将全部风口烧开用了近3天时间，直到9月7日14：26才完成清理工作。与此同时，集中力量烧铁口。9月6日14：40，烧开1号铁口后出来约20t渣铁，大量渣铁将主沟和砂口凝死。9月7日8：10开始安装临时铁口和临时渣铁沟，17：03完成。19：00左右，1号铁口主沟内凝死的渣铁处理完毕，开始烧铁口。20：10，泥套和临时渣铁沟烘烤达到要求，临时堵口用的圆杉木准备到位，高炉具备了复风条件。

2）炉况恢复

①前期采用全风温，用铁口上方的2个风口送风，严格控制好压差，保证炉况顺行。

9月7日20：50，用2号、20号风口送风，风量250m3/min，风压低于30kPa。风口明亮，21：45用1号风口出铁，出渣铁0.5t，流动性较好。22：06出第二次铁渣铁流动性较好。23：00发现2号风口涌渣，23：08打开临时铁口后涌渣消除。

9月8日0：05，铁口烧通，流出渣铁20t。0：08临时铁口打开后流出渣铁0.3t，煤气火很大，说明铁口、风口已烧通，准备转为用铁口出铁。但考虑到铁口渣铁清理可能有影响，暂时仍保留临时铁口工作。夜班和白班炉况顺行，渣铁流动性良好，排放正常，16：00风量加到300 m3/min。16：52休风取消临时铁口，20：38用3个风口送风，23：40加风到450

m3/min。

9月9日11：00净焦下达后炉温向热，炉况难行，减风100 m3/min。1：40联系送煤气，5：00布袋除尘投运。8：10和10：42，分别捅开3号和19号风口。16：35加风至600 m3/min。随后净焦下达，炉温急剧升高，生铁〔Si〕含量5.5%，铁水流动性差。23：00炉况再次难行，风压升至98kPa，随即减风调剂，并采用适当发展边缘的装料制度。

9月10日夜班，风量维持在600 m3/min左右。白班9：16休风处理风口，在随后几个小时内有16号、18号、6号风口自动吹开，并捅开4号风口。工作风口增至9个，风量约850～900m3/min。为防止开风口太快造成炉凉，16：52补回20批空焦。

9月11日夜班，正常料下达，生铁〔Si〕含量4.0%左右，铁水流动性良好。1：30加风至1000m3/min，风温退至950°C。大量空焦下达后出现铁水硅高、炉渣碱度高的情况，渣铁流动性差，影响加风。空焦过后渣铁排放改善，14：37捅开5号风口，20：38风量增加到1200m3/min。

9月12日夜班，随着风量增大，生铁〔Si〕含量由4.75%降至2.0%左右。6：50改冲水渣。第4次铁〔Si〕含量1.65%，铁水温度1420°C。见铁水温度低，8：50加净焦48t。16：43捅开7号风口，风量逐步增至1400 m3/min，顺行较好。17：42喷煤，喷煤量为2t/h。20：04捅开15号风口，风量加至1500 m3/min。

9月13日1：17捅开8号风口，加风至1560 m3/min。从夜班到白班，打开4个风口，14：28风量达到1950 m3/min，炉温充沛，生铁〔Si〕含量2.0%，铁水温度1485°C。中班风量稳定在2000 m3/min左右。

9月14日夜班捅开10号、12号风口，风量增至2200 m3/min。14：20，TRT投入运行。16：20捅开11号风口，全部风口送风，炉况逐渐正常。

②采用集中加焦和分散加焦的方式来增加炉缸热量。9月7日送风后就按要求加净焦30批，9月8日因工作失误，加完空焦21批后就加正常料，比计划少加空焦19批。9月10日，考虑开风口节奏比正常快，炉温下行幅度较大，铁水温度偏低，于16：52补回空焦15批。整个恢复期间，根据实际情况对装料制度进行适当调整，保证两股气流的稳定，为风量恢复创造了条件。为防止炉况出现反复，在焦炭负荷的调剂上采取前期慢、后期快的原则，为后期炉况快速恢复奠定了良好的基础。

③炉前采用高压、大流量吹氧、强行烧开铁口与风口之间的通道，扩大炉缸空间，烧通渣铁隔断层。从9月7日20：50复风后就开始烧铁口，用时298分钟，出渣铁约20t。此后，炉前增加出铁次数，把出铁时间间隔控制在50分钟以内，为高炉快速恢复创造了良好条件。

（5）本节案例点评

这是近几年在中型高炉上发生的一次比较严重的炉缸冻结事故。事故的起因并不复杂，主要是原燃料质量变差，导致高炉顺行较差，炉温下降。如果前期能围绕“改善顺行、提高炉温”的原则操作，加入足够的焦炭，保持较低负荷全焦冶炼，将风量降至高炉能接受的水

平，也许不要很长时间炉况就能恢复正常。由此文看出，在炉况变差时操作思想不明确，常在炉况略有好转时就急于加风、恢复负荷，造成炉凉和顺行的基本状况没有改变，反而因炉内积存凉渣铁过多，引起风口灌渣，加上炉前工作被动，最终酿成了炉缸冻结事故，带来严重损失。

这次事故处理总的指导思想是明确的，符合该厂的实际情况。虽然处理过程中出现了风口未堵严过早吹开、延长恢复时间等不足，但处理过程中采用的只开铁口上方两个风口送风，以及先用风口出铁，并尽快转为铁口出铁的措施是有效的。这些经验对没有渣口的现代高炉处理炉缸冻结事故有重要的参考价值。