唐钢2号高炉处理炉墙粘结实践

唐钢2号高炉处理炉墙粘结实践

冯忠良  袁雪涛

（唐山钢铁股份有限公司炼铁部高炉车间2炉）

摘  要：对唐钢2号高炉炉墙粘结的原因及处理进行分析总结，通过调整高炉上下部制度、热洗以及全焦冶炼、莹石洗炉等措施彻底处理炉墙粘结，并设置警戒值预防粘结。

关键字：大型高炉；炉墙粘结；热酸洗

1 简介

唐钢2号高炉第一代炉龄是1260m3，2002年扩容到2000m3，2013年10月大修并于2014年1月6日开炉送风。2号高炉的冷却壁1—4段为炉缸、5段炉腹、6段下部炉腹、6段上部炉腰，7—13段为炉身（其中6段、7段为铜冷却壁）、14段炉喉。更换的部位主要是炉缸炉底碳砖、陶瓷杯、6、7、8段冷却壁，以及炉缸1—3段和炉身9段—13段部分冷却壁，重新喷涂。高径比2.243，属于矮胖型高炉，共26个风口。

2 炉墙粘结处理过程

从1月份开炉至今经历过2次严重的炉墙粘结，第一次是2014年2月下旬，主要表现压量关系紧，透气性指数低，燃料比上升，全炉温差下降到2℃以下，对出铁依赖性强，各种料制调剂没有作用。采取的措施是停煤停氧改全焦650kg/t焦比冶炼，集中插入27批焦炭（焦批12t），配加萤石，休风堵6个风口。送风后，采用的料制是，并逐渐减少中心焦量到2.0圈，调整后，除燃料比外，其余各种指标均处于正常水平。如表1所示：

表1 第一次粘结前后主要指标

如何解决燃料比偏高的问题成为主要矛盾。2014年6月16日，对料制进行调整，主要思路是追求煤气利用率，把矿圈从23442调整为34442，角度同抬1度，调整为目的是抑制边缘，提高煤气利用率，降低消耗。料制调整后，燃料比下降5kg，但冷却壁温度大幅下行，尺差较大。起初压量关系未受影响，6月21日压量关系开始变紧，风压逐渐升高，透气性指数逐渐下降，采取措施是边缘加焦圈减矿圈，中心焦从3圈加到5圈。但炉况持续变差，燃料比大幅上升，料尺偏尺1.5米且行走不畅，料尺打横，不塌不走，采用5批正常料扇布1批焦炭，扇布后，偏尺现象没有改变，炉况有变差的趋势，扇布一个班后停止扇布。顶温高，炉顶打水频繁。下矿时顶温不降反升，矿石压不住气。炉顶成像边缘见一圈亮光其中东南方向亮光大，清晰的看到气流从边缘吹出，十字测温边缘四个方向均偏高，东南高达500℃，中心气流偏向东南。根据前一次经验，仍采取热酸洗，改650kg全焦冶炼，停煤停氧，插焦22批，配加萤石洗炉，洗炉过程中6、7、8段冷却壁部分电偶温度升高，炉身下部有粘结物掉落，从风口成像上明显看到掉落物增多，但炉身上部冷却壁温度变化不大。7月7日休风堵6个风口。休风看料面南低北高大斜坡，中心大鼓包，东南方向边缘一处管道，中心偏东南一处管道。炉墙粘结物整个炉墙都有且不均，有的地方1米多厚。送风后粘结物迅速掉落，炉况逐渐恢复。

表2 第二次粘结前后主要指标

3 形成过程机理分析

2号高炉上一代炉龄时也出现过类似过程，具体表现为：炉顶成像边缘一圈亮，全炉温差降低到1.5℃以下，压量关系平稳，燃料比变化不大。各种指标未受影响，能自行脱落。两相对比，问题最主要的原因是高炉内型。此次大修全部更换6段、7段、8段为镶砖冷却壁，更换完成后，由于9段大部分未更换且镶砖掉光，所以8段与9段交接的地方有170mm错台，尽管喷涂能弥补一二，但是不能消除。其余9段—13段有部分冷却壁更换，局部也有同样的问题。

先天因素无法改变，只有靠上、下部制度的匹配进行实现顺行、高产、低耗。由于第二次粘结比较典型，重点分析第二次粘结过程。2014年6月中旬，采取抑制边缘的料制后，风压偏高，风量萎缩，炉前出铁喷溅严重，中心气流走的急，下中心焦圈后，中心亮光马上消失，十字测温从中心第8点到第5点电偶依次烧坏。从炉顶成像上按比例推算中心占炉喉直径的三分之一。可以判断中心焦堆比较大。边缘气流不畅，压量关系偏紧，鼓风动能逐渐减小。当鼓风动能减小时，中心焦堆的消耗能力下降，中心焦炭的下降速度变慢，中心的鼓包逐渐变大，中心无矿区从上部对最小角的矿进行挤压，使有矿区集中在靠近边缘，在下部炉缸区域成为比较大的死焦堆。这个过程是一个恶性循环，炉缸死焦堆变大以后又影响鼓风动能使之降低。中心的气流温度高达900℃，此时已经有焦炭的气化反应发生，气化反应使焦炭疏松裂解，这部分焦炭进入到炉缸死焦堆，透气性、透液性很差，使炉缸中心部位发死。炉缸死焦堆焦炭的粒度偏小影响到气流的第一次分布，使第一次煤气流的分布向中心渗透的少，或者说回旋区变小。煤气流直接沿着边缘向上运动。第二次分布时中心部位焦炭比较多，一部分气流从炉腰或者炉身下部中心才拐向中心，另一部分气流则由于2号高炉所特有的8段和9段之间的错台沿着边缘向上运动，形成W型软熔带形状，且位置较高，到第三次分布时煤气流的横穿块状带横向运动比较少，这也是燃料比一直偏高的主要原因。

从开炉至今，炉前喷溅一直是一个亟待解决的难题，它不仅增加炉前工的劳动强度，而且钻头、钻杆、大盖的消耗大大增加。铁口打开后，不能形成稳定的柱状渣铁流，呈扇面状。这与炉缸内泥包附近不能形成稳定的渣铁液面，换句话说，煤气流不能进入到炉缸中心区域，只能在炉缸边缘乱窜。从炉顶成像上来看，当中心气流强劲有力且稳定时，炉前喷溅小，当中心气流较弱时，炉前喷溅大。

2号高炉于7月7日休风，从炉顶人孔目测粘结物在炉墙一圈均有，薄厚不均。对此估计平均厚度700mm，以炉身15m粗略计算体积为300m3，体积如此庞大，而且短时间形成，再加上2号高炉碱负荷和锌负荷不高，休风时在其他部位，诸如溜槽、拆下的十字测温架子的地方未见粘结物，所以粘结物成分是碱金属和锌的氧化物的可能性几乎没有，最有可能的就是熔融的渣铁。

当第一次煤气流分布一边倒的朝向边缘，在炉身边缘部位向上的煤气流遇到向下的液态渣铁，由于向上的煤气流比较强，边缘液泛现象严重，液态的渣铁在炉墙上凝固，形成“假炉墙”。当布料制度放边时，边缘煤气流会更强，边缘液泛更加剧烈，“假炉墙”增厚；当抑制边缘时，由于下部中心煤气流弱，再把边缘煤气流抑制住，则风压升高，风量萎缩，窜气现象频发。这也是各种上部调剂没有效果的原因。

4 制定措施

从开炉至今对过程进行梳理，因此设置如下三个警戒值。

4.1 全炉温差

分析前两次粘结过程以及小粘结自行脱落过程，表明全炉温差低于3℃则必须采取措施：提高炉温到0.6%以上，物理热1510℃以上，炉渣碱度R2<1.16，及时退矿批降负荷，用热量和稳定的气流使粘结物自行脱落。

4.2 冷却壁温度

6段、7段、8段是重点关注，相邻2个测点温度降低且打横，则引起重视，相邻3个降低打横则采取上述措施1—2个班并观察。

4.3 鼓风动能

两次粘结均是在鼓风动能减小时才加剧炉况变差，粘结伊始，指标未大退步，当鼓风动能低时呈加速状态变差，而恢复时堵风口操作鼓风动能达到正常的125kw以上时炉况呈转好状态。因此当鼓风动能低于125kw时，采取退矿批、提焦比、低碱度等提高鼓风动能的措施来化解炉墙问题。

5 总结

（1）唐钢2号高炉具有特殊的炉型，容易产生炉墙粘结，但不是不可防不可控，炉墙的问题是先天性的，设置一定的警戒线，完全可以消除的，采取的措施越早，损失就越小。

（2）炉墙粘结的根源在于炉缸的问题，主要是煤气流第一次分布。

（3）根据前两次经验，中心加焦圈不会开放中心气流，反而会因为中心焦量过大，造成炉缸中心死焦堆变大，透气性透液性变差，而恶化炉况，减中心焦量是一个调剂方向。

（4）当炉墙出现严重粘结，采取插集团焦热酸洗，休风堵风口是最迅速、最有效的方法。

（5）粘结物掉落后提高鼓风动能是恢复炉况的关键。