本钢4号高炉恶性炉凉及恢复

1、4本钢技术 2008年第2期本钢号高炉恶性炉凉及恢复孙连友，徐书刚（本钢炼铁厂，辽宁 本溪 117002）摘 要：本钢4号高炉于2007年8月31日发生了严重的恶性炉凉事故，对于这种规模的高炉，其事故的状态是非常罕见的，所发生的过程和处理中的技术措施对其它大型高炉也有借鉴性。针对这次事故的原因和处理过程做了详细的述评。 关键词：恶性炉凉；风口；凉渣铁 中图分类号：TF57 文献标识码：BThe Malignant Freezing and Recovery of the BF 4# in BX STEELSUN Lianyou，XU Shugang(Iron Making Plant，BX S

2、TEEL，Liaoning Benxi 117002)Abstract：On the 31 of August 2007, a very serious malignant freezing occurred on the BF 4# of BX STEEL. And for such big dimension as a BF, the state of mishap is very scarce to encounter in the field of ironmaking. So it is a successful experience to the other BF about th

3、e management to deal with the accident. This article make a very detail analysis to the process of occurring and recovering of the malignant freezing. Keywords：malignant freezing；tuyer；frozen slag and metal本钢新号高炉有效容积2850m3，于2004年9月15日送风开炉，至现在已经生产运行了近三年时间。由于设备事故障以及随后的炉况处理失误，该高炉于2007年8月31日发生了严重的恶性炉凉事故

4、，经过10多天抢修方恢复至正常生产水平，现将事故发生原因和抢修恢复过程进行分析及总结。表1 事故休风前高炉操作数据Tab.1 Operation data of BF before accident操作参数 入炉风量/m3/min数值5300操作参数 装料制度数值765432c22222287654o13322热风压力/kPa 388炉顶压力/kPa 215风口总面积/m2 0.3654 喷煤/t/h 24 富氧/m3/min 335 炉渣碱度/R2 1.16 生铁含Si/% 0.4000P/kPa 173风温/ 1150顶温/ 152焦炭批重/t/批 13.60矿石批重/t/批 57.00批

5、料小块焦/t/批2.001 事故发生过程2007年8月27日10：02，位于4号高炉上料主胶带下部的1号中间矿斗支撑结构槽钢的焊口断裂，致使满料矿斗下沉并且刮坏上料主胶带，处于正常生产状态的高炉被迫马上出尽渣铁，于10：50休风进行设备抢修处理。休风前高炉处于正常生产状态，具体生产操作数据见表1。经过79h44min的设备抢修，恢复了高炉的上料功能，于8月30日18：34送风恢复高炉生产。由于各种操作原因，该高炉的炉腹和炉腰环带有多处冷却壁水管根部被剪应力破坏而漏水，在处理上料设备的同时也对漏点进行彻底的堵漏补焊，并且做了打压试漏。该高炉有30个风口，3个铁口，复风时使用了13个风口，基本上是

6、每个铁口上方开4个风口，但是在复风过程中又吹开了6个风口，以至实际复风使用的风口是19个，复风风量为2500m3/min。但是实际送风的风口还要多，事后检查送风的风口个数达到23个。复风1个h后开始钻3号铁口，虽然铁口配备的是德国TMT液压开口机，钻打能力特别强，也经过1个多h才钻透铁口深度，但是不但无铁液和渣液从铁口流出，而且也没有炉缸煤气喷出，铁口孙连友，徐书刚：本钢号高炉恶性炉凉及恢复5内的炉缸焦炭也只呈现暗红状态。再换到1号出铁场进行钻铁口出铁，也没有渣铁液流出，其铁口内部状态与3号铁口基本类似。在复风后6个h，8月31日的1：30炉内发生一次剧烈崩料，崩料后多数风口涌渣无亮光，仅剩4

7、个有亮光风口也看不清楚里面状态。由此时刻，开始逐步减风控制崩料，但是风压和全压差却出现随风量减少而升高的状态，入炉风量和风压已经根本不匹配，具体数据见表 2。在此期间，3个铁口都已经烧入5m深以上，还是没有任何渣铁流出。大量的铁液和渣液在炉缸内排放不出来的同时，铁口状态越来越不好，根本没有煤气火从铁口喷出，铁口与风口的气、液通道完全被冻结。经过对复风后的风量使用和焦炭燃烧量的物料计算，此时炉缸内已经熔炼出1000多t铁水和300多t渣液。大量凉态渣铁下沉不到铁口区域，致使风口开始在凉渣铁浸泡下破损，已经有6个风口烧坏来水。本次休风时整个高炉里都是正常生产状态的重料，虽然在复风后风两次加入净焦7

8、00t，但是风量使用不断减少，所加净焦没有条件到达风口前， 经过逐步计算，净焦距风口还有300m3的空间距离。经过不断处理，共有7个风口可以观察到内部，亮度越来越暗，风口前看不到焦炭块，仅能见到薄粥状液体翻腾，所有可以看进去的风口都不断挂渣脱落再挂渣。大量凉渣铁排放不出来后果也只有一条路：达到一定渣铁量后，上涌渣铁烧坏风口以及二套，大量渣铁从风口区域涌出，进一步威胁到高炉风口平面下的所有设备，使已经产生的事故更加不可预测和控制。为了保障高炉的安全，于8月31日20：10再次休风，事故休风前累计送风时间为25h36min，最多入炉风量达到2500m3/min，炉缸内存至少1000多t低温铁水和3

9、00多t凉态渣液。复风时、崩料前和崩料后，以及再休风时的具体数据见表2。操作参数 复风时崩料前 崩料后 再休风时表 2 复风后各阶段操作数据Tab.2 Each phase operation data after resume blowing热风压力 炉顶压力P 风温 顶温 富氧 入炉风量3/kPa /kPa /kPa / / /m3/min /m/min2500 140 15 129 1090 156 335 2400 139 15 123 1100 221 2000 178 15 165 1060 94 1050 146 11 135 1025 157 02 休风采取的安全措施以及休风操

10、作为了确保高炉的安全，在休风前做了大量的安全准备工作。风口区域：临时用耐火砖将风口的钢甲大套下部砌满，再用大量河沙厚铺在临时砌筑层上，以防止一旦有渣铁涌出烧坏大套、二套和水管等风口区域的附件。风口平台：用耐火砖砌出渣铁通道并且厚垫河沙，所有临时通道出口端都导向铁口处，以便一旦有渣铁涌出可以流向铁沟，并再由铁沟再流向炉台下的渣铁罐。开口机和泥炮：先用铁板挡好，再用有水炮泥配合耐火砖与沙袋全面糊严。在炉前和风口平台合适的位置上，还布置了多根高压水枪。由于炉内风口区域存有1000多t凉态铁液和300多t凉渣，休风操作难度相当大；既要将风休下来，又要减小高炉风口各层铜套烧损的机率，同时要避免渣铁烧坏风

11、口套涌出的可能性，或者是降低其涌出量。即便制止了渣铁的涌出，还要尽可能减少向热风上直管灌入的渣铁量，而且必须保证渣铁不会将热风围管灌死。唯一的安全操作方式，就是在设备容许条件下的最缓慢动作，利用炉凉态势使渣铁液逐步的冷凝在风口区域，减小液态渣铁的破坏威力，每减一次风量都完全是手动微调风闸。6本钢技术 2008年第2期所有风口前都布置人员看守，并且还必须保证一旦发生风口涌出渣铁，看守人员可以迅速安全的撤离。经过1h10min的缓慢减风，高炉的操作数据由表2数值降到了零数值，没有发生风口烧坏向外涌渣铁事故，个别风口上直管受热发红，经过打水冷却制止，也彻底冷凝了灌入的渣铁液。接下来紧急工作是打开所有

12、风口的窥孔，尽可能将还处于液态的凉渣铁放出。由于休风前做了充分的预防工作，虽然从炉台上流下上百吨凉渣铁液，但是没有烧坏任何开口机、泥炮等其它炉前设备，所有流下渣铁液都沿预留通道漫流进入渣铁罐中。铁口进行了两次爆破，但是随时间推移炉缸状态越来越坏，铁口内完全形成了一个小隧道式的通道。本钢4号高炉风口中心线到铁口中心线为4.2m，铁口处炉缸壁厚2.4m，再加上冷却壁和炉缸内泥包，铁口深度一般要高于3.2m，如此深的铁口靠普通氧气管烧，已经没有任何效果。为打通铁口与风口之间的焦炭空隙通道，工程技术人员根据现场条件，专门设计了一种空气氧气燃烧喷枪，插到铁口已经烧出的空洞内，利用大量氧气与炉缸热焦炭燃烧

13、所放出热能来熔化凝固渣铁，而且3个铁口都同时插上这种喷枪进行炉缸焦炭燃烧。本次冻结恢复空气氧气燃烧喷枪在烧开铁口起了很大作用，它在铁口平面燃烧炉缸焦炭，对风口没有任何烧损威胁，而且热量范围非常集中，能短时间将铁口和风口之间的通道打开。第一根空气氧气燃烧喷枪于9月1日晚2100时插入1号铁口，连续烧了27个h至9月3日4：拔枪烧铁口，放出约400t4：56既烧开铁口见铁流，凉铁液，由于铁口通道已经过大，致使铁流近于失控而堵上铁口。本次冻结处理过程中， 3个铁口先后用了9根空气氧气燃烧喷枪，配合风口燃烧的净焦，打通了焦炭煤气空隙通道。3 风口处理与复风准备3.1 风口状况与抢修处理首先组织人力对所

14、有风口进行逐个检查，有可能流出渣铁的一定放出。30个风口只有7个是真正在送风时堵死没有灌进渣铁，其余23个风口都不同程度的灌了渣铁，有9个风口已经灌到热风围管根部，进入热风围管多少还无法勘察。用氧气烧开3个风口共流出约100t凉渣铁，另有3个风口烧坏漏水，3个风口的二套被渣铁液烧坏漏水。所有的灌渣铁的风口前都见不到焦炭存在，用氧气烧进500mm以上都是冷凝的渣铁。经过46h对部分风口的抢修，更换了灌死的上下直管，烧透风口内部见到焦炭块，抠净热风围管内灌渣，使19个风口具备了可以复风的条件。经过钻孔勘察得知，热风围管处的灌渣灌到热风出口支管组合砖高度，对马上复风没有影响。还有11个风口处于被渣铁

15、灌死状态，但是时间上已经到了高炉条件容许的极限，于9月2日18：而且仅用1号铁口上方的两个风10复风恢复炉况，口送风。3.2 铁口处理与新技术采用铁口一直用氧气管深烧和上烧，而且还在1号4 高炉恢复过程的技术操作4.1 入炉风量的控制由于本次是3000m3级别大高炉恶性炉凉处理，开始只用了2个风口送风。这个状态下实际入炉风量已经无法控制，只能是将风压控制在100kPa左右，微调风闸控制风量逐步进入高炉，风口前的焦炭在被控制状态下从燃烧变亮变白，再开始缓慢旋转运动。还必须控制氧气的使用，在送风恢复的前阶段，绝对不能使用氧气来加快恢复进程。第一步要求是保证送风的风口不被再熔化的凉渣铁烧坏，采取的技

16、术措施是用时间换安全，虽然所使用的风量比较少，但是由于没有烧坏风口或孙连友，徐书刚：本钢号高炉恶性炉凉及恢复7者是再次灌渣，恢复过程反而显稳定。送风前就将空气氧气燃烧喷枪插入铁口喷吹氧气19h，送风8h将1号铁口烧通流出约400t凉铁，出铁过程的料柱下沉使净焦进入到风口前，铁口与风口之间有了一定程度的改善。为加快恢复进程，在风口亮度达到明亮耀眼时开始富氧操作，富氧比例根据风口状态不断调整，避免风口受损的可能。经过40个h的稳步恢复，到9月4日10：00，送风的风口已经达到了6个，而且所有送风风口前的物料都是净焦，风口亮度耀眼，鼓风回旋区活跃。表3是恢复送风过程中的操作数据。表 3 送风40h的

17、操作数据Tab.3 Operation data of continue blowing in 40 hours热风压力炉顶压力P 风温 顶温 富氧 操作参数 入炉风量3/kPa /kPa /kPa / / /m3/min /m/min送风时 70 100 0 100 650 90 0 40h 518 103 23 80 1041 107 100表 4 装料负荷调整数据随风量的增加，炉前组织人员尽可能的将可以Tab.4 Adjusted data of batch捅开的风口全部捅开，于9月7日17：2020：40，球团 R 小块焦干焦比物料种类焦炭烧结/t/批 /t/批 /kg/t.Fe/t/

18、批/t/批再次休风3h20min进行第一步调整。事故前13.6047.509.50 1.23 2.00 385再送风用了18个风口，S180.1812m2，布复风后13.7031.5011.50 1.12 2.00 507局也做了相应的调整，随炉温上行不断继续开风口，入炉风量也不断增加，至9月10日已经基本进入全风状态，于9月10日8：1023：40休风16h30min，对设备、水系统等做了全面整修和处理，再送风后高炉基本进入到完全正常运行状态。 4.2 入炉料的匹配在设备事故处理完毕复风时，对入炉料做了相应的调整，先加了400t焦炭作为热量补充来源，又减少了矿石批重调整负荷。至复风后铁口钻开没有渣铁液流出，8月31日1：30又剧烈崩料一次，在上了8批带负荷料后又补加了300t焦炭，到8月31日20：10再次休风，仅再上6批料。