余映紅
( 萍鋼實業股份公司九江煉鐵廠，江西九江332500)
摘要: 萍鋼實業股份公司九江煉鐵廠1 號高爐于2011 年3 月開始出現惡性懸料，休風坐料后檢查發現爐身結瘤，采取降料面炸瘤處理后爐況恢復正常。通過對結瘤進行分析，總結爐況處理的成功與不足，以便積極應對高爐冶煉條件的變化，確保爐況穩定順性。
關鍵詞: 高爐鐵煉; 爐瘤; 爐況調節
1 前言
萍鋼九江煉鐵廠1 號高爐有效爐容450 m3，采用串罐式無料鐘爐頂結構，于2007 年開爐投產。2011 年3 月初，1號高爐爐況不理想，3月4 日由于惡性懸料事故，休風觀察料面( 料線約10 m) ，發現爐喉鋼磚下沿及爐身下部有不同程度的結瘤，做好準備后于3 月10 日停爐降料面進行炸瘤。此次結瘤位置在爐喉鋼磚下沿至4 m 處，屬環形瘤，以南、北兩面為主，最厚處達到800 mm，4 號、5 號、6 號風口對應上方的爐身中下部有局部結瘤。炸瘤后對爐身進行了砌磚及澆注處理，之后按照恢復方案操作，爐況恢復正常。
2 爐況表現及結瘤原因分析
2． 1 爐況表現
爐況穩定性變差，易出現滑尺現象。熱制度波動大，日硅偏差由0. 085 左右逐步上升至0. 195 左右; 風量逐漸萎縮，由1 460 m3 /min 左右的正常風量逐步萎縮至1 380 m3 /min 左右; 爐頂4 點溫度不均勻，料速減慢，爐頂溫度升高; 2011 年3 月4 日發生懸料后，坐料不下，采取休風坐料后檢查發現爐身結瘤。
2． 2 結瘤原因
2． 2． 1 爐瘤成分
經檢測，爐瘤中Zn 的質量分數超過35%，其主要化學成分見表1。
2． 2． 2 原因分析
原料中鋅含量大幅上升，造成燒結礦中鋅含量超標，1 號高爐所用燒結礦Zn 的質量分數為0. 548%( 高爐入爐料中Zn 的質量分數為0. 05% ～0. 100%) 。鋅進入高爐后形成循環富集，是此次結瘤的主要原因。從原料分析來看，原料帶入的Zn 量增加主要有兩個方面的因素:
1) 2010 年7 月以來燒結所使用的國內精粉含Zn 量較之前使用的精粉含Zn 量有所升高。2010 年1—7 月國內精粉中Zn 的質量分數為0. 038%，2010年8 月—2011 年2 月國內精粉中Zn 的質量分數為0. 068%，精粉中Zn 的質量分數上升0. 03%，直接導致燒結礦帶入Zn 量的增加，尤其是2011 年1、2 月份，精粉中含Zn 量上升近4 倍，Zn 的質量分數達0. 13%。
2) 燒結所使用的瓦斯灰Zn 含量較高。瓦斯灰主要包括高爐布袋灰和高爐重力除塵灰，重力除塵灰中Zn 的質量分數為1. 00%，布袋灰中Zn 的質量分數為10. 00%，布袋灰在燒結礦粉中的使用比例直接影響燒結礦中Zn 的含量，2010 年9 月—2011年2 月使用瓦斯灰情況見表2。
表2 說明，隨著瓦斯灰使用量的增加，燒結礦帶入的Zn 量大幅度增加。238 m2 燒結機開機以后瓦斯灰使用配比為2． 0% ～5． 0%，其使用量的增加導致了燒結礦中Zn 含量的增加，而燒結過程中脫鋅很少，一般只有10%左右。大部分鋅在高爐內1 000 ℃左右開始氣化，1300 ℃左右反應顯著，生成ZnO 之后被C、CO、Fe 還原。鋅的不斷富集造成爐料低溫還原惡化，焦炭強度降低、反應性上升，影響順行，最終引起熱制度波動和結瘤。另外，由于高爐操作制度不合理，導致鋅在爐內循環富集，使爐內爐料含鋅量增加，鋅含量不斷累加，促使焦炭破損加重、礦石的軟熔溫度降低，導致氣流分布失常，從而引起高爐中、上部結瘤。
2． 2． 3 爐頂溫度變化情況
由于爐頂溫度長期過高，采取爐頂打水及增加冷卻強度的措施維持生產，引起高爐中、上部結瘤。2011 年2 月1—16 日平均頂溫196 ℃，從17日開始平均頂溫達到292 ℃，爐頂溫度變化情況見表3。
3 降料面及炸瘤
3． 1 降料面休風操作
1) 休風料: 礦批11. 0 t、料批20 批; 料線: 1. 5m; 負荷2. 45 t /t; 爐渣理論堿度0. 90 倍; 凈焦15 t。
2) 本次降料面采取不回收煤氣噴水方法。于2011 年3 月9 日20: 20 開始裝休風料，22: 40 開始控制下料節奏進行降料面操作。
3) 降料面要求如下:①裝休風過渡料過程中，根據爐頂溫度逐步空料線到4. 5 m 以下。②嚴格控制爐頂溫度在400 ℃以下，最高不超過450 ℃，布袋進口溫度不超過280 ℃。③隨爐頂溫度上升，考慮將爐頂4 根打水管打開。為保證足夠打水量，水壓確保超過0. 8 MPa，打水必須均勻，水量穩定，嚴防打水過量或爐頂著火。④爐頂溫度超過450 ℃時，啟動爐頂打水系統，控制順序為: 常壓水→高壓水→減風。⑤空料線前中期，力求用正常風量操作，隨著料線下降，應根據爐頂溫度升高情況，適當減少風量，降低風溫水平。⑥休風前幾爐鐵，應逐步加大鐵口角度并大噴鐵口，休風前最后一爐鐵鐵口要掏大，休風后再堵鐵口。⑦料面降至風口以上1 ～2 m( 料線14. 5 ～15. 5 m)時，出最后一爐鐵，出鐵過程中爐頂溫度受控并可適當減少爐喉噴水，必要時加大風量噴吹鐵口，力爭出凈渣鐵。⑧料面降至風口時停止打水，關冷風調節閥及冷風閥，然后按休風程序休風，休風后卸下直吹管，暫停爐頂打水，及時打開爐頂人孔。降料面操作過程見表4; 降料面過程中出渣鐵情況見表5。
3． 2 炸瘤操作
料面最終降到風口平面，此后根據計劃及檢查結瘤情況，決定割開結瘤最厚處的爐殼，炸掉爐瘤之后對爐身進行了砌磚及澆注處理，接著進行扒爐后開爐。
4 爐況恢復
4． 1 開爐料
開爐料總焦批2. 55 t /t，正常料焦批0. 8 t /t，堿度0. 92 倍，礦批11 t，料線1. 50 m，壓縮率取12. 5%，生鐵理論成分: w( Si) 為2. 5% ～ 3. 0%; 凈焦組成: 焦炭: 5 400 kg /批; 礦石配比: 燒結礦55%+ 球團礦45%。具體裝料情況見表6。
4． 2 開爐前準備
清理完爐內爐瘤、部分耐材及碎焦后，在裝料之前先裝入一定量的水渣，并且將爐內每個風口區域清理干凈之后置放約220 kg 螢石。開爐堵4 號、5號、6 號、7 號、8 號風口復風，開爐時風口水量恢復正常，爐腹至爐腰水量全開，爐身以上水量開1 /2，隨爐況恢復進程逐步全開該部位冷卻水。
4． 3 開爐進程
1) 2011 年3 月12 日07: 00，依次捅開4 號、5號、7 號、8 號風口; 視頂溫上升至150 ℃于09: 56 開始引煤氣; 10: 20，由于坐料5 號風口灌渣，捅開6 號風口操作。
2) 由于爐溫高、渣中Al2O3高，爐外渣鐵排放不順暢，加風困難，頻繁坐料; 因3 號風口小套于12 日21: 50 燒壞，控水不到位導致3 號小套燒穿并造成3號中套燒壞，休風408 分鐘進行處理; 由于壓差控制不到位， 13 日全天爐況不順，坐料3 次，于20: 10 休風處理跑風的吹管及清理風口、吹管結渣; 14 日晚班開始嚴格按壓差操作，隨著參數逐步到位，爐況轉順并逐步恢復正常。開爐生產的主要參數變化見表7。
5 體會
1) 防止高爐結瘤，首先要降低入爐料的堿金屬負荷，特別是降低入爐鋅負荷，一方面控制原始入爐料的鋅負荷; 另一方面減少循環富集，減少甚至停止使用布袋除塵灰。
2) 高爐操作上選擇合理的基本制度，采取適當抑制邊緣的措施，同時操作中維持合適的爐頂溫度( 120 ～ 160 ℃) ; 嚴防低爐溫操作，保持爐缸工作活躍，消除Zn 沉積的條件; 高爐實行定期排堿操作。
3) 結瘤初期采取減輕負荷操作，熱洗爐如果未達到效果，則考慮炸瘤處理。
4) 失常爐況的恢復與新建高爐的開爐及停爐檢修后的爐況恢復有所區別，失常爐況的恢復要嚴格控制壓差操作，開風口加風的節奏要與爐外渣鐵的排放是否順暢緊密結合起來，不能操之過急而增加爐況恢復難度。
5) 爐況的恢復原則: 爐溫寧熱勿涼、堿度寧低勿高，以鐵水溫度水平及渣鐵排放情況來決定開風口加風的節奏。