黄泽文，朱家兵，韦正强，李南保
( 广西柳州钢铁集团有限公司 炼铁总厂，广西 柳州 545004)
摘 要: 总结了柳钢 1 500 m3 高炉在 2023 年 10 月 9 日对高炉强化冶炼的过程中炉况发生恶性悬料事故，10 日炉况出现了 1 次管道和 5 次悬料，悬料坐料料线最深达 12．3 m，高炉不接受风量，气流不通透气，炉况恢复困难。通过采用集中加焦 ，缩小矿焦装料制度的角度及扩大矿焦角度负差值，以发展边缘气流为主，疏通高炉气流等措施顺利恢复炉况，在恢复炉况过程中保持充足的炉温，缩短了高炉的恢复时间，将损失降低到了最低水平。
关键词: 高炉; 恶性悬料; 集中加焦; 边缘气流; 炉况恢复
0 引言
柳钢 1 500 m3 高炉设有 2 个铁口，高炉本体采用三段铜冷却壁和炉身铸铁冷却壁结合的薄壁炉衬技术，冷却系统采用软水密闭循环冷却，风口中、小套采用开路净环水系统［1］。柳钢公司积极响应国家钢铁工业低碳发展，在 2021 年 8 月安排炉役后期且设备落后的 1 500 m3 高炉进行节能降碳环保技术升级改造，更换冷却壁和炉缸炭砖，2022 年 3 月开炉投产。高炉投产后由于受到外部大环境的影响，大宗原料成本压力大，柳钢经营效益被压缩，采购原燃料质量不稳定，造成高炉操作炉型变化大，炉墙易粘结，经过若干次调整操作制度，高炉炉况逐步稳定顺行，高炉消耗下降。2023 年 9 月焦化干熄焦系统检修 60 d，大量配用水焦，最高时配用比例达55%，水焦强度低且质量不稳定，燃料消耗大幅升高，高炉气流每况愈下不稳定，边缘局部气流旺盛，炉墙粘结现象多，操作炉型大变化，风压偏高，炉况顺行指数下降。10 月 9 日白班对装料制度进行调整优化，10 日出现了 1 次管道和 5 次悬料，坐料料线最深达12．3 m。对此次典型的恶性悬料异常炉况处理进行研究，阐述高炉处理的过程，并吸取教训和总结经验。
1 炉况失常过程
2023 年 9 月焦化干熄焦系统检修，大量配用水焦且时间长，影响风压偏高且不稳定，下料偏尺大。对上部装料制度进行调整优化，缩小布料角度适当放开边缘气流，但随着时间延长，边缘气流不均匀，局部气流过盛，造成东面边缘炉墙上存在有粘结物，中心气流偏弱，9 月 30 日调整料线由 1 600 mm 下降 2 000 mm，高炉炉况只能维持基本顺行，经济指标差，吨铁成本高。于是在 10 月 9 日白班对装料制度进行优化，逐步增大矿、焦角度( 见表 1) ，增大角度后中心气流有增强，风压下降，风量增大，炉况稳定，中班中期风压上行( 见表 2) 。
10 日 2: 00 时夜班风压上升多，连续出现管道， 大幅度减风，东面炉墙粘结物掉下，炉温下行多，焦炭负荷下调至 3．8 t /t，矿批退至 30 t，集中附加 2 批净焦。炉况恢复过程顺利，随着炉温逐步上升，风量同步分段恢复到正常水平，4: 40 时矿批加至 35 t，焦炭负荷加至 4．05 t /t。4: 50 时风压升高，5: 10 时出现悬料，减风塌料，料线深 5． 1 m，焦炭负荷退至3．8 t /t，矿批退至 30，附加 1 批净焦，后续每隔 10 批正常料附加 1 批净焦，一直循环加净焦，维持风量2 300 m3 /min，7: 30 时料线恢复到深度 2．0 m，7: 45时净焦反应、乱料到炉身下部及 使用高风温( 1 200 ℃ ) ，高炉再次悬料，放风坐料，料线 深度5．4 m，坐料后高炉不透气，风压异常偏高，恢复困难，恶性悬料异常炉况事故就此形成。
2 恶性悬料异常炉况恢复处理过程
2023 年 10 月 10 日 5: 10 时出现第一次悬料，减风塌料，高炉恢复顺利，到 7: 50 时再次悬料，放风坐料，坐完料后高炉不透气，压差异常偏高，强行加大风量吹透气，取得效果不理想，在恢复过程中再次出现 3 次悬料，料线最深达 12．3 m。10 日管出现道 1 次和 5 次悬料，炉况处理及恢复耗时 24 h，共加净焦543 t。在处理异常悬料炉况时，集中加净焦充足，炉缸热量足，物理热好，铁流动性得到改善渣( 如图1 和图 2 所示) ，并缩小矿批和小角度恢复，炉况恢复比较顺利。
2．1 恢复过程压量关系控制与处理
2023 年 10 月 10 日 05: 10 时出现悬料，减风塌料，料线深 4． 5 m，高炉恢复顺利。07: 30 时风量2 680 m3 /min、风压 293 kPa、压差 142 kPa、料线深2 m。7: 50 时风压突然升高，料线不动，形成第 2 次悬料，8: 08 时放风坐料，料线深 5．4 m，坐完料后回风量至2 600 m3 /min，风压 366 kPa，压差 206 kPa，高炉不透气，风压、压差异常高，炉内料线不动，采用退顶压方法把顶压退至 130 kPa，炉内塌料，风压下降至 301 kPa，压差144 kPa，但依然高炉不透气，压差高，9: 37 时料线深4 m，风压继续升高，料线无走动，再次退顶压至30 kPa，炉内未塌料，加回风量，强行把 风 量 加 至2 960 m3 /min，风 压 338 kPa，压 差306 kPa，压差过高，炉内炉料不动，为再次坐料准备，继续上料至料线 3 m。
10: 30 时第 3 次放风坐料，料线深 8．3 m，坐完料后透气性差，风量恢复至 2 660 m3 /min，风压326 kPa，压差 176 kPa，炉内料线不动。11: 22 时风量减至 2 250 m3 /min、风压 301 kPa、压差 205 kPa。
12: 00 时再次尝试强行加风，风量加至2 660 m3 /min，风压 353 kPa、压差 255 kPa，高炉不透气，料线一直不动，继续上料至料线 3 m 再次坐料。
13: 40 时第 4 次放风坐料，料线深达 12．3 m，逐步回风量至 1 200 m3 /min、风压 150 kPa、压差 74 kPa。
14: 40 时风量加至 1 560 m3 /min、风压 157 kPa、压差81 kPa，料线深10 m。15: 20 时风量加至1 850 m3 /min、风压 202 kPa、压差 111 kPa，料线深 8．1 m。16: 10 时风量加至 2 710 m3 /min、风压 298 kPa、压差 216 kPa，
料线深 6．6 m，高炉透气变差，16: 48 时风压上升至398 kPa、压差 318 kPa，立即减风至 670 m3 /min，风压 356 kPa，压差 327 kPa，高炉憋风。
17: 10 时第 5 次放风坐料，料线深 9．6 m，坐完料后缓慢回风，风量控制在 1 700 m3 /min，风压194 kPa，压差 144 kPa，手动控制下料，当顶温＞400 ℃时放料，控制好风量和压差关系下料，19: 00 时高炉透气，风压下降 140 kPa，压差 91 kPa。21: 50 时开始加风到1 930 m3 /min，风压 157 kPa，压差 95 kPa，料线4．3 m。
23: 30 时线料深 2．6 m，风量加至 2 000 m3 /min，风压 180 kPa，压差 102 kPa。
11 日 00: 00 时风量加至 2 040 m3 /min，风压196 kPa、压差 113 kPa、料线深 2．0 m。后续加风量根据压量关系加风量，4: 00 时风量加至 2 350 m3 /min，风压 228 kPa，压差118 kPa，6: 30 时加至2 730 m3 /min，风压 251 kPa，压差128 kPa，8: 00 时加至3 260 m3 /min， 风压 293 kPa，压差 141 kPa，风量逐步恢复正常，如图 3 所示。
2．2 恢复过程装料制度调整及加焦炭方式
此次恶性悬料异常炉况处理的中心思路是以疏松发展边缘气流为主［2］，保证有一道气流打开，使高炉透气，并缩小矿批和退足够的负荷［3，4］，利于高炉恢复( 见表 3) 。集中加净焦和循环焦，目的在于保证足够的焦量来改善高炉的透气性，又能确保了有足够的炉温改善渣铁流动性，为恢复高炉创造了有力的保障，此次恶性悬料异常炉况处理共加净焦543．7 t，加净焦模式如下:
10 日管道炉温偏低，5: 00 时悬料坐料，集中附加 4 批净焦，并循环加焦每隔 10 批料加 1 批净焦。
08: 08 时第 2 次悬料坐料，料线深 5．4 m，集中附加 2 批净焦，并循环加焦每隔 5 批料加 1 批净焦。
10: 33 时第 3 次悬料坐料，料线深 8．3 m，集中附加 4 批净焦，并循环加焦每隔 5 批料加 2 批净焦。
12: 00 时风压偏高，料线偏深，集中附加 4 批净焦改善透气性，并循环加焦每隔 5 批料加 2 批净焦，下降烧结比 2%，调节降低炉渣碱度，改善渣铁流动性。
13: 40 时第 4 次悬料坐料，料线深 12．3 m，集中附加 8 批净焦，下降烧结比 2%，调节炉渣碱度。上5 批正常料后视高炉不透气，料线深再次集中附加 6批净焦，并循环加焦每隔 5 批料加 2 批净焦。
17: 10 时第 5 次悬料坐料，料线深 9．6 m，集中附加 6 批净焦，并循环加焦每隔 5 批料加 2 批净焦，19: 00 时高炉透气，炉况逐步恢复。22: 00 时循环加焦改成每隔 5 批料加 1 批净焦，下降 2%的烧结比调节炉渣碱度。11 日 4: 00 时夜班循环加焦改每隔 7批料加 1 批净焦。12 日 00: 00 时加锰矿 500 批/kg 洗炉，12: 00 取消循环加焦，高炉恢复正常。
3 炉况恢复的教训
高炉在一天内共有 5 次悬料属于恶性悬料事故，炉况处理及恢复耗时 24 h。坐料后高炉不透气，压差异常高，恢复困难，料线最深达 12．3 m。在前期悬料处理过程中处理不得当，后期处理恢复时严格控制好压差和顶温操作，逐步恢复炉况，同时装料制度和矿批调整合理、及时，集中加焦增热量足，给后期炉况恢复缩短时间，风量恢复到正常水平耗时10 h，对本次事故进行总结如下:
⑴10 月 9 日在边缘气流局部过盛时，对装料制度压边优化调整过快，制度优化压边后料线未做出相应的调整，夜班操作上未控制好压量关系导致连续出现管道，是此次异常炉况事故的诱因。
⑵第 2 次悬料恢复过程中，在高炉透气性差和压差偏高时强行快速加回风量，造成第 3 次悬料的形成，加剧炉况恶化。
⑶本次恶性悬料异常炉况恢复时，不管料线有多深，高炉总不透气，风压异常偏高，但未按控风压和压差操作，强行加大风量来达到吹透高炉，可效果不佳，造成了第 4、5 次悬料的形成，炉况继续恶化，增加后续炉况恢复的困难。
4 结语
⑴每次悬料坐料后首先要看风压、压差及料柱透气性情况，在控制以较低的风压和合理的压差平稳回风，切记勿急躁回风快，同时避免尝试强行加大风量的操作思路［5］。此次事故已证明高炉不受风时强行加风操作只会继续恶化高炉炉况。
⑵此次事故因长时间的慢风和小角度放料，造成中心死料柱透气性大幅度降低。强制开中心、加风量，导致中心气流不通，边缘气流被压制，煤气通路受阻，只会再次加剧高炉的恶化。只有先打开边缘，保持足够的边缘气流通道，才能为恢复炉况创造条件［6，7］。当风量加大，动能和风速提高后才能逐步引导中心气流。实践证明在炉况恢复期，发展中心气流不可取。
⑶在此次恶性悬料异常恢复过程中，用发展边缘的装料制度和快速退有足够的负荷，集中加净焦4～6 批，并附加循环焦，既能改善高炉透气性又能确保有足够的炉温是可取［8］。本次处理炉况过程一直未出现炉温偏低的情况，炉前铁口工作正常，能及时排净渣铁，为高炉恢复创造了有利的条件。
⑷在恢复炉况中，当矿焦、角度还未恢复到接近正常水平时，两个料尺又存在偏析，可适当附加焦炭往边缘布料，有利于消除偏尺问题又能改善边缘气流，为高炉快速恢复炉况提供有力的保障。
⑸在本次炉况恢复过程中，及时炉料结构，烧结矿比下调 6%，炉渣碱度由 1．19 倍下调 1．13 倍，改善渣铁流动性，为炉况恢复创造有利的条件。同时，因慢风时间长，配用锰矿 500 kg /批，改善炉缸活跃性。
参考文献:
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