事故案例 一高炉炉墙粘结及处理

案例

2011年9月首秦1号高炉炉身上部

炉墙粘结与处理（讨论稿）

1 前言

2011年8月下旬因连续边缘气流管道及炉顶喷水雾化失效引起炉身上部炉墙粘结，粘结物约重50余吨。经9月6日至9日的处理与恢复，获得成功。期间历经的顽固悬料、双铁口喷吹、特大塌料均为开炉以来所未见。认真总结这次处理的经验与教训，无疑是一笔宝贵的财富。

2 炉墙粘结的判断

其一，8月下旬顶温明显分叉，频繁出边缘管道，恢复困难；

其二，8月30日9: 00左右16段东南方向水温差变化较明显，由之前的4.5℃下降到1.6℃，之后温差一直保持在1.6℃左右。

由此判断炉身上部炉墙出现粘结。

3 炉墙粘结情况

2011年9月1日8:20 1号高炉计划检修，停风后打开炉喉人孔，发现炉喉下部炉墙从东南到东北部有粘结物。

3.1 粘结物形状及质地

粘结物最高位臵在炉喉钢瓦下沿往上半米处，粘结物上部较厚，下部稍薄，最厚处在距钢瓦下沿以下2米处左右，厚度约1米。炉墙

西北部钢瓦下沿处也有少许粘结物，粘结物较薄，面积较小。

停风期间用钢钎对粘结物进行清理，仅能捅掉其表面松软的粘结物，下面大部分比较硬的粘结物无法处理掉。判定是铁质粘结物。

图1 9月1日西北部粘结情况

图2 9月1日东南部粘结情况

图3 9月1日东南部粘结较厚部位

3.2 应对措施

针对9月1日发现的粘结现象，制定了以下措施；

3.2.1 减少16段水箱东侧冷却水流量（吨/小时）：

水箱号1# 3# 5# 8# 9# 11# 13# 减量前 5.1 6 6 5.1 7.2 7.2 7.2 减量后 3.6 3 3 2.6 4 4 4.5

3.2.2 东部的3#风口由直径Ф130mm改为Ф150mm,意在增加该方向的煤气量，对粘结物进行冲刷；

3.2.3 检修完送风后降料面到6米，促使粘结物脱落；

3.2.4 更换炉顶打水喷头，关闭4#打水管东南侧水管，减少此部位打水量，防止粘结物增大；

3.2.5 采取一定措施控制好气流，稳定炉况，争取全风富氧操作，力争日产量2800吨以上，通过提高冶炼强度将粘结物冲刷掉。如果高炉顺行状态良好，日产量能保持2800吨以上则对炉墙粘结物暂不处理；如果炉况顺行不稳定则9月6日降料面后停风处理粘结物。

3.2.6 处理方案：用液压镐接长钎头从炉头人孔伸入炉内直接将粘结物打掉，或采用炸药爆破将粘结物炸掉。

送风后经过2号恢复，3日4日打出了日产2900吨以上的产量，是3月2日高炉失常以来最高产量。这期间十字测温显示中心不正，偏东北，最高点在十字测温西北方向大杆的第三点。炉况总体表现平稳。但是5日出现管道，恢复较难，遂决定6日停风处理。

6日降料面到8米（雷达料尺,计划降料面到7.5米）。停风后发现结厚现象比9月1日有发展。

图4 9月6日东北部粘结较厚部位

图5 9月6日东南部粘结较厚部位

3.3 炉墙粘结原因分析

3.3.1原因之一：7月5日计划检修未见炉墙有粘结物，因此炉墙粘结物主要是其后形成的。7月炉况继续处于治理恢复中。主要问题是周期性气流难以根除，气流稳定时高炉表现很好，但持续2到3个班

之后就会出现气流，伴随着6段壁温的波动。通过采取一些临时的抑

制气流的措施后，能够削弱炉况波动的幅度，对稳定炉况有明显的作用。进入8月后，继续摸索应对周期性气流的措施。8月9日开始采取了周期性使用双装的办法对付周期性气流，效果明显。六段壁温和煤气的波动失去了共振现象，炉况的稳定性进一步向好。随着高炉稳定性向好，产能稳步提高。但是此间炉芯温度始终处于下降趋势，这一现象对炉况的恢复有不利的影响。产能提高后，高炉接受能力显弱，高产后易发生大幅波动，引发气流管道。特别是8月下旬以后，对待边沿气流装料上采取了抑制的手段，同时还加负荷。此后多次突发管道并较难消除。如8月29日中班气流严重，连续出边缘管道。出管道后较长时间顶温较高，被迫频繁炉顶打水控制顶温，由于打水喷头雾化效果欠佳，水打在炉料上粘裹在一起形成粘结物。

3.3.2 原因之二：粘结物主要粘结在炉身上部。由于经常出边缘管道，造成炉身上部炉墙温度过高，矿石粉末熔化后粘结其上并越粘越多。

4 粘结物的清除

9月6日9:45~23:43降料面至8.5米，粘结物完全露出，东北部粘结比较严重，最厚处800~1000mm，按密度1.5t/m3计算，粘结物总重约50余t。采用液压镐接长钎头清除和放炮（小剂量炸药共22炮），基本清除了粘结物，仅余正南很小部分。

图6 9月6日粘结物脱落后

5复风与恢复

5.1 停风料负荷3. 60（矿批26 t，干焦批7. 22t），停风时附加焦4批，送风后附加2t萤石，3批焦炭+5批正常料+2批焦炭+5批正常料+1批焦炭（炸瘤前用半批矿石加入炉内，进行压火，送风前先加

入剩余半批矿石和2吨萤石，并补齐此批料的焦炭）。原则是附加焦

总重应与粘结物总重相同或略大于后者。

5.2 9月6日23:43堵4个风口，赶料线到3m后送风，风量440（单位m3/min，下同）。送风后负荷3. 33（矿批20 t，干焦批

6. 0t）。5.39月7日0:10风量加至790，此后料尺一直不动，风压爬升、指

数下滑，风量缩至200~250。3:40和5:36两次坐料未下来，导致个别吹管进渣。4:53出第一次铁，[Si]1.37%。6:22~7:50停风处理吹管进渣，堵8个风口送风，风量280。8:10雷达探尺动，捅开1个风口；8:43、9:17机械探尺动，其后逐步加风至1100，指数2400。

11:40、11:45相继捅开2个风口，至12:35风量逐步加到1250。此后风压爬升、指数下滑，被迫一再减风。14点后顽固悬料，15:37坐料；15:50塌料，平均料线5. 4m，遂回风800。

5.4 9月7日中班料尺一直不动，风量、指数自减，于17:15~17:28停风堵风口，10个风口送风。同时退负荷3. 0，缩矿批15t。送风后仍悬料，风量、指数下降，风量仅200。被迫21:44坐料；22:05塌料，平均料线4. 9m。此后仍悬料，风量缩至200。于23:41坐料未果，回风400。全天出铁9次，后7次平均[Si] 1.02%，铁温均在1400°C 以上。

5.5 9月8日夜班仍然悬料，风量缩至200，顶温100~150°C。

2:06坐料未果；又于2:09~2:52在常压下开炉顶放散阀并加风，以图冲开上下通路，亦未奏效。此后风量维持200~250，处于顽固悬料状态。据计算，此时粘结物正处于软熔带。

5.6 8日13:30四位专家提出以下意见。由总：

①两铁口同时喷吹，直到压量关系、指数或料尺有变化为止。

②指数有变化时，可尝试加风。

③铁口喷溅时有焦炭喷出，注意安全。

④对环境有些影响。

⑤临时调整装料制度，疏导边缘，为煤气流提供出路，为加风创造条件。

针对炼铁部提出的可否适当使用氧气促进风口前焦炭的燃烧等问题，专家们作出了如下回答并提出其它建议：

①加氧气没有问题，富氧至少加到1000m3/h；

②风温不能降低，大块粘结物在炉缸直接还原，需要大量热量，目

前炉缸热量储备不足，防止炉缸冻结；

③重点考虑加风，不用考虑管道问题；

④软熔带本身煤气阻力大，加上大块粘结物降至此处进一步阻挡，

就是压差高，风量小，应对措施为加风，出管道，停风坐料。

⑤千万不能漏水，造成炉缸冻结。

⑥目前负荷3.0，全焦冶炼，目前炉况与正常炉况不同，需考虑热量

是否足够。

⑦必须有足够的风量，带入足够的热量，才能化开大块。

⑧矿焦角差可扩大，最好大于3°，保留中心加焦，发展边缘，既可

提供煤气通路，也能润滑边缘，解决边缘粘结问题。

5.7 按照专家意见，13:40两铁口同时喷吹；15:20富氧1000m3/h，

17:40富氧增至1500 m3/h。采取这两项措施是高炉走出困境的

转折点，既为燃烧焦炭产生的煤气打开出路，又提高了焦炭燃烧量，加快了恢复进度。同时改矿角31°（2），33°（7）；改焦角35°（6），33°（2），30°（1），26°（1），25°（1），15°（4）。

5.8 18:23炉顶出现虚火，顶温逐步升高，上下有通气征兆，风量达

到250~300。19:55捅开1个风口，到21点风量逐步加到1200。

21:09大塌料，雷达探尺显示料面由2.0m塌至9.54m。之后矿批扩至18t，负荷3.0；21:49加风到1400。此后一直未赶上料线，22:30后风压爬坡、指数下滑，逐步减风至960。全天出铁7次，平均[Si] 0.95%

5.9 9月9日0:20悬料，0:47坐料，塌下后回风1200，逐步加到

1700。4:07又悬料，4:42坐料，塌下后回风1050。为尽快上风及适应深尺，5点~12点改矿角为25°（2），27°（7）；改焦角为30°（6），28°（2），25°（2），21°（1），15°（4）。

之后料尺活动较好，顶温活跃，逐步加风，6:43风量加到1900。

7点矿批扩至22t，负荷3.0。

5.10 8:50加负荷3.14。9点赶上料线后逐步捅风口加风。13:30矿批

扩至24t，负荷3.43。至14:15风量加到2300，至19:40风量加到2500。全天出铁14次，平均[Si] 1.56%，平均铁温1464°C。

5.11 9月10日5点，矿批扩至26t，负荷3.60。7:45风量加到2600，

9:20风量加到2650，全风。13:30矿批扩至27t，负荷3.74。

6 全风后的恢复

自9月6日9:45计划停风后，直到9月8日21:09大塌料，60小时基本非停风即悬料。再到9月10日5点，32小时慢风作业。炉腹、炉缸难免粘结，因此全风后的恢复要有耐心。要点是：其一，力争保持全风和大风；

其二，避免低炉温；

其三，适当发展边沿并保持两条煤气通路。

7 教训与收获

7.1 “炉墙粘结原因分析”得到专家的认同。专家同时指出，这种粘结是铁质瘤，比锌富集造成的粘结更难处理。从而认识到维持炉况顺行的重要性，一旦多次出现边缘气流管道，应采取必要的上、下部调剂措施以消除之。

7.2 此次处理粘结使用了爆破手段，共计爆破22次。爆破造成的震动，使料柱变得致密。脱落的粘结物体积较大，大块铁质粘结物落下，一方面砸碎了焦炭、进一步砸实了料柱，另一方面象锅盖一样阻挡着煤气通过，造成料柱透气性恶化。送风后导致恶性悬料。尤其在其到达软熔带后形成的顽固悬料更是首秦开炉以来所未有，因此恢复难度极大。

在顽固悬料以后，常规措施不见效，应专家建议采取了双铁口喷吹、强行加风并辅以富氧的特殊手段，同时装料上采取发展边沿煤气的布料角度。这样加快了恢复进程。今后凡遇类似的顽固悬料均可依此法处理。

7.3 处理如此炉况，保持炉缸热量充沛非常必要。专家担心的炉缸

热量储备不足，有炉缸冻结危险并未出现。充沛的炉缸热量使大量塌落的粘结物和未很好预热还原的矿石在炉缸内顺利熔化并排出。其成功主要得益于三点：

其一，停风料焦炭负荷适宜，停风前后附加焦量合理；

其二，复风后热风炉尽量提供高风温，高炉尽量使用最高风温；

其三，双铁口喷吹及富氧，加大了焦炭燃烧量，增加了炉缸热量。

7.4 处理如此炉况，及时排净渣铁和铁口喷吹很重要。本次炉前岗位全力以赴，不畏劳累，从而加快了恢复进程，并在多次塌料时避免了大多数吹管灌渣（仅个别吹管灌渣）。其他岗位在炉台监测也避免了烧出等恶性事故的发生。

8 结语

本次由边缘气流管道及炉顶喷水雾化失效引起的炉墙粘结，在首秦公司上下共同的艰苦努力下，在有关专家的有力支持下，历时4天终于处理成功，恢复正常。大块铁质粘结物在软熔带形成的顽固悬料为首秦高炉开炉以来所仅见，因经验不足，处理过程中延宕了一些时间。但通过这次处理及总结，积累了宝贵经验。前事不忘，后事之师，今后，我们会克服更大的困难，取得更大的成绩。

有诗云云：攻玉依凭他山石，前情不忘后事师；

首秦铁汉多奇志，再谱新篇应可知。（供效东一乐）

对粘结的严重程度和处理的难度估计得不足，处理时间长。计划停风

12小时，实际停风13小时58分钟（9：45-23：42）。

从保证料柱的透气性方面考虑，停风时炉料的整体负荷偏重，焦炭加得不够。停风前负荷应再轻一些，保证脱落物以下的料柱有良好的透气性,以便送风后能快速恢复风量，靠大风高风温提供的充足的热量尽快化掉块状脱落物。

前期停风回压座料有极大的风险，需慎用或完善相应措施。

9月7日6:22~7:50停风处理1号吹管进渣，堵8个风口送风后，料尺一度出现自由活动（风量280。8:10雷达探尺动，捅开1个风口；8:43、9:17机械探尺动），其后逐步加风至1100，指数2400。11:40、11:45相继捅开2个风口，至12:35风量逐步加到1250。此间操作值得研究。风口是否开得过快？保守一点能否避免以后的悬料？

此后风压爬升、指数下滑，被迫一再减风。14点后顽固悬料，15:37坐料；15:50塌料，平均料线5. 4m，遂回风800。此后料尺不能自由活动，靠座料下料，座完料后还是悬料。

9月1日发现粘结后采取了一系列措施为什么没起作用？(2010年12月高炉更换水箱后恢复过程中也出现过缸瓦下沿部位发生粘结的现象，但是后来高炉恢复正常后粘结物自行消失了)