摘  要  本文主要介绍，2017年1月底和10月初两次高炉由于配吃高碱、高锌烧结矿或球团矿，引起高炉出现的巨大炉况波动的处理过程，探索快速处理炉况异常的操作，希望为其它高炉企业提供借鉴和警戒。

关键词  高炉  有害元素   炉况

Abnormal furnace operation caused by harmful elements and dealing methods for 7# blast furnace of Hangang Steel

YANG Zhanhai  ZHANG Zerun  XU Junjie  SHAO Jiugang

(Han Dan steel group Ltd. )

Abstract  Abstract: Dealing methods were introduced in this paper for abnormal operation due to smelting of high alkali and high zinc iron ores for 7# blast furnace of Hangang Steel during January and October in 2017, hoping to offer reference and alert for other furnace with similar situation.

Key words  blast furnace  harmful elements  abnormal furnace operation

2017年1月底、10月初七高炉经历了近12年来最大的2次炉况波动，2017年1月底由于环保运输原因，邯钢大量高碱、高锌除尘灰不能外排，被迫做为烧结和球团原料配加，高炉炉况开始波动，到3月中旬高炉炉况才走出困境，逐步恢复指标；10月初，由于环保原因，烧结停产，高炉被迫配加1月底生产的烧结矿，高炉炉况再次出现问题，直到10月中下旬，烧结复产后，才逐步恢复。两次炉况波动，高炉损失惨重。

1  炉况失常期间原燃料变化

1.1  入炉焦炭变化

1-3月入炉焦炭均为自产湿焦+石矿捣固湿焦，失常炉况期间自产湿焦比例稳定性较差，最高配75%，最低配25%，石矿捣固湿焦消耗落地存焦8000多吨。10月焦炭品种和成分变化不大，主要是四矿捣鼓湿焦+裕泰捣鼓湿焦，各50%。

1.2  铁料变化

入炉烧结矿品种较多，三个烧结车间直过料，中心仓、缓仓、回取料，球团以自产直过、中心仓为主，生矿为澳矿，2017年1月27日始为自产直过球（高锌），生矿为澳矿，烧结矿受环保影响生产稳定性较差，碱度超高2.2，质量变化较大，球团印度球、自产球质量差异较大，且自产球、烧结矿配吃机头灰，碱金属、锌含量超标严重，2月计算入炉锌负荷最高900g/t，碱负荷4.05g/t；10月入炉锌负荷最高580g/t，碱负荷2.76g/t。宝钢对锌负荷的管控上限150g/t[1]。

注：17年锌是根据原料反算，实际取样1-3月0.583，10月0.354。

2  第一阶段，1月29日到2月15日高炉炉况失常阶段

阶段特点：高炉水温差剧烈波动，悬料频繁，不能保持正常风氧，且波动频繁。

1月29日-2月15日高炉炉况失常，主要表现为频繁悬料，出气流、出管道，29日6:58、7:01、7:16调压，30日2:26、3:27、9:43调压，31日18:12调压，2月1日11:19-15:52期间高炉3次顽固悬料，2月3日10:55、13:05出小气流，2月5日7:33出大气流，2月6日12:10出大管道，炉温控制困难，高炉不接受风氧。1-9日高炉配吃硅石洗炉，2月6日中心焦由10.8度变为20度后开始好转，后整体炉况趋稳，12-15日高炉产量达到5000t以上。

2.1   炉况失常期间变化

失常炉况期间参数对比。

2.2  炉况失常前炉况基础

12月19日检修48小时，1月3日检修66小时。2016年12月29—2017年1月2日日限产4700t，1月6-9日限产4700t，10-13日限产5000t,14-17日限产4500t，18日-29日限产5000t。

2.3  料制调整炉况变化

（1）炉况失常前料制调整：（开放中心、疏导边缘）

14日料制调整前高炉气流稳定性极差，水温差6.5℃以上，壁体温度除标高30.99、14.05两层稳定，其余各层壁体温度偏高、稳定性差。15日料制调整后，气流稳定性增强，水温差降至3.5℃水平，煤气利用率变化不大47-48%之间，稳定性可，边缘气流偏弱，壁体温度温度整体下行趋稳，高炉配全自产焦煤比达到过140kg/t以上。18日换石矿焦炭后，高炉压量关系逐步趋紧，煤气利用率下降46-47%之间，稳定性差，高炉通过加焦比，基本实现稳定，但后期全配石矿落地焦，高炉压差再次大幅度升高，煤气利用再次下降45.5-46.5%，最高压差150-155kpa，抗干扰性差。1月-2月水温差、压差趋势图见下图。

（2）炉况失常期间料制调整。

1月29日-2月2日，边缘气流偏弱，中心气流稳定性较差，水温差缓慢下行，在2.8-3.2℃之间，壁体温度保持较低水平，两铁口间区域波动较大，尤其23.81、27.37两层，其余方向表现偏死70℃左右，高炉料制调整以疏导边缘，适当抑制中心为主，1日1：00高炉配吃自产球（18日生产的高碱金属球团），球团下达后炉况开始变差，高炉停氧持续减风，2月1日12：13，悬料期间，渣皮大面积脱落，20.10至27.37温度全面升高，波动加剧，水温差保持4℃以上，且缓慢升高趋势，高炉料制调整以抑制边缘为主，料制调整后，水温差稳定在4.5℃水平，煤气利用率偏低42.5-43.5%水平，燃料比逐步升高到550kg/t。

（3）炉况趋稳后料制调整。

为解决煤气利用低、中心气流稳定性差问题，料制调整，2月7日0：24中心焦由10.8°调整至20°，并适当抑制边缘，料制调整后煤气利用率升高至47%至48%水平，气流整体稳定，表现中心窄而强，边缘略开。

3  第二个阶段，2月16日到3月11日高炉局部粘结及炉墙结厚阶段

阶段特点：高炉前期壁体温度差别巨大，局部温度很低，温度低的方向频繁更换，同期其余方向表现可，判断为局部粘结；3月4日配吃大量中心仓料后，水温差急剧下行，壁体全部温度低，高炉结厚。

3.1  炉墙粘结过程

高炉集中大量配吃中心仓料，落地焦，入炉粉末量增多，造成炉况失常， 26日开始配吃干焦，炉况逐步恢复向好，但仍有小蹦料、煤气跑现象。3月6日-12日，二烧无脱硫剂频繁停车，高炉大量配吃缓仓、中心仓烧结矿，8#中心仓落地库存石矿焦，炉况恶化，12日受料罐下密胶圈漏气影响，于15：15-22：23无计划休风，料面降至6m，发现炉墙西侧、南侧有结厚，西侧最厚处有800mm以上，期间指标参数变化。

从上图可见，高炉是逐步加风过程，风氧使用稳定性差，炉况表现不吃高风压。2月16-23日有频繁悬料、滑尺、踏料煤气跑现象，24日高炉加锰矿洗炉，炉况有所好转，高炉逐步加风用氧，至3月6日风量最高加至4100m3/min，氧量加至2.km3/h，3月6-12日，炉况恶化，连续悬料，风氧萎缩，6日悬料后，水温差急剧下行。7-12日炉况恢复阶段，恢复较困难，风量保持较低水平。

3.2  料制调整

主要为了适应入炉粉末增多，防止炉前结厚対料只进行调整，详见下表。

由上图可见，16-17日水温差偏高，炉墙波动剧烈，18-23日水温差保持较低水平，在3-3.5之间，波动较频繁，壁体温度中上部较活跃，均匀性偏差，时有过低点温度出现，有局部粘结嫌疑，2月24日-3月5日，水温差保持在3.5-5℃的正常水平，壁体温度中上部活跃，下部铜冷却壁偏死，3月6日-3月12日，水温差急剧下行阶段，中上部壁体温度整体偏低，基本无波动。

3.3阶段分析

由风氧使用、水温差变化看，炉体反复粘结、反复恢复，最终造成结厚。分析原因认为16-26日环保限产，高炉集中配吃了大量落地自产焦、8#中心仓石矿（库存焦），缓仓、中心仓烧结矿。

4  第三个阶段，3月13日到3月底高炉炉型恢复阶段

阶段特点：高炉压量关系、水温差、煤气利用波动剧烈，期间反复多次，波动幅度逐步减小，到稳定，粘结物脱落，渣皮逐步形成，形成新炉型阶段。

4.1  3月12日无计划检修，降料面送风后，粘结物大幅脱落，高炉利用原燃料有改善时机，全面恢复炉型，至3月28日炉型基本恢复正常。期间壁体温度变化见下图。

4.2  对应水温差、煤气变化

由上图7、8可见，炉型恢复过程阶段性有炉墙粘结现象，高炉采取强化措施，提高煤气量、上部料制调整避免炉墙再次结厚，28日后炉型基本恢复正常，上部壁体温度保持较高水平且整体稳定，下部铜冷却壁保持相对活跃。期间参数变化情况见下图。

12-20日27个风口生产（堵20#风口），3月21日20#风口捅开后，料速与风氧匹配较差，高炉顺行变差，压差升高，22日5:00悬料调压，伴随壁体温度又一次大幅波动。

由上图可见，高炉主要指标强化幅度较大，日产由4500t提高至5050t水平，焦比由420kg/t降至330kg/t水平，煤比由50kg/t提高至125kpa水平。基本恢复正常水平。

4.3期间料制调整。

适应壁温度变化，避免炉墙结厚为目的进行调整，28日后调整逐步向炉况难行前的正常料制靠拢，详见下表。

经过一段时间高炉强化措施的执行，料制的适应性调整，高炉炉型恢复接近正常，3月底壁体温度见下图。

5  10月初高炉炉况波动过程

10月1-4日炉况基本顺行，5日开始配吃西区回取烧结矿20%下来后，炉况开始难行，白班后期，压差急剧升高，高炉减风停氧，停煤减风温，局面不利。后受环保影响，原料供应不足，于6日计划休风85h。9日18：30送风后，炉况恢复困难，12日出现气流不稳，13日出现悬料，白班后期变全焦550kg/t，夜班回取料加到100%，操作难度继续增加，14日出气流，风氧萎缩，炉温难控。夜班改烧结矿为三烧直过料。15日煤气流向好，焦比550降到480，16日持续降焦比到450，17日再次出现悬料，18日更是频繁悬料，焦比猛增至585，炉况处于连续崩、悬料状态。

 18日中班开始全三烧料，吸取年初经验，料制中心焦角度18°提到30°。19日，12：30壁体沾结物开始大面积脱落，水温差最高达到7.2℃，后气流趋稳，20日后炉况向好并顺行，料制恢复中心焦角度18°，风量恢复至4050，氧控制在2k以下，并维持到月底检修。其中27号计划检修16小时，恢复炉况顺利。

6  炉况波动分析

6.1  高炉对布料制度调整作用预期过高。

适当开放的中心气流有利于增强有害元素的排出效果，尤其有利于锌的排出[2]。本次料制调整分为三个阶段，第一阶段是中心焦角10.8°，高炉顺行，部分干焦，指标改善。第二个阶段是中心焦角10.8°，炉况不顺，更换湿焦和捣鼓焦。第三个阶段是中心焦角20°，勉强顺行，自产湿焦+落地石矿焦，指标优化困难。

分析认为：a、一是，料制调整期间，高炉对边缘气流分配关注不够，过分的强调了中心气流作用,中心达到过800℃；b、二是，焦炭品种改变时，没有意识到湿焦布到中心对气流分布的影响，导致高炉煤气利用率过低、顶温不可控、水温差过低、壁体温度长期偏死、压差升高的表现，未引起重视；c、过分强调料制的作用，原燃料变差后，高炉退守不到位。

6.2  高炉缺乏系统有效的炉况评价体系，炉况失常前未采取有效措施。

炉况失常前，高炉表现已不正常，炉况表现压差急剧升高，由140kpa升高至155kpa,壁体温度分叉严重，抗干扰性下降，受取消限产影响，高炉又被迫上冶强、提产量，而焦炭紧张，全配落地焦，吃高锌球团，进而导致高炉炉况失常。因此，高炉应建立完善的高炉炉况评价体系（包括原、燃料条件、高炉基本参数情况、产量等指标），对高炉进行长周期监控，综合评价高炉顺行状态，当原燃料变差或炉况变化时，能及时发现问题，及时解决问题，在短时间问题不能解决或改善时，要求高炉及时退守到位，避免炉况波动，造成更大损失。

6.3  两次炉况调整共损坏冷却壁19根，给高炉后期生产和指标改进带来巨大困难。

7  结语

（1）两次炉况波动，根本原因是高炉对高碱、高锌铁料的巨大危害的认识、应对不够，并且都伴随着焦炭质量的变差，延长了高炉的恢复时间。

（2）由于频繁的环保响应，高炉休复风多，焦化结焦时间频繁变化，烧结由于脱硫剂影响反复停机，配低质料，公司生产平衡被打破，高炉承受打破生产平衡的恶果。

（3）通过布料制度优化，解决高碱、高锌料引起的炉况波动，收效甚微，但通过中心加焦和适当发展边缘气流，提高炉顶温度，有利于高炉排锌、排碱。

（4）有害元素引起的炉况波动，损失十分巨大，威胁高炉长寿，因此，有害元素的控制还是应当从源头抓起，严格控制高炉入炉料的碱负荷和锌负荷。

（5）树立高炉短期稳定不算稳定，高炉一代炉役的稳定顺行才算稳定的思想，建立高炉原燃料质量跟踪系统，原燃料变差时，及时退守，避免更大的损失。

8  参考文献

[1] 高峰，张永忠.宝钢1号高炉炉墙结厚的处理[J].炼铁，2017,36（5）：15-18.

[2] 陈艳波，张贺顺，郑朋超等.首钢京唐高炉碱金属的危害及应对措施[J].炼铁，2017,36（3）：37-39.