唐繼忠，姜彥冰，周明燦
（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口 115007）
摘要： 通過對鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司高爐布料溜槽彎曲、 斷裂和掉落事故 進(jìn)行分析， 得出布料溜槽異常時(shí)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)爐喉溫度大幅上升， 爐頂和下密閥箱溫度明顯下 降， 以及布料溜槽旋轉(zhuǎn)電流在翻料過程中波動(dòng)變小或無波動(dòng)等三大特征， 并提出相應(yīng)處理 施。 采取措施后，有效縮短了事故判定和處理時(shí)間，避免了至少 1.6 萬 t 鐵的產(chǎn)量損失，降低了 溜槽事故對高爐生產(chǎn)的影響。
關(guān)鍵詞： 高爐；布料溜槽；掉落；旋轉(zhuǎn)電流
高爐爐頂布料溜槽具有很大的靈活性和均勻 性，是目前多數(shù)高爐采用的布料設(shè)備。 鞍鋼股份有 限公司鲅魚圈鋼鐵分公司 （以下簡稱鲅魚圈） 4038 m3 高爐爐頂溜槽設(shè)置 11 個(gè)環(huán)位， 每個(gè)環(huán)位 對應(yīng) 1 個(gè)傾角，由里向外傾角逐漸增大，螺旋布料 由外環(huán)開始，逐漸向里環(huán)進(jìn)行。 由于高爐爐頂布料 溜 槽 長 時(shí) 間 處 于 高 溫（100～500 ℃）、高 壓（200～ 250 kPa）的工作環(huán)境中，且承受著料流的沖刷和侵蝕，通常具有固定的壽命周期，屬于高爐需要定 期更換的備件。 一般新溜槽的使用壽命為 1 年左 右， 經(jīng)過多次返廠修復(fù)的溜槽使用壽命僅為 3～5 個(gè)月。 當(dāng)布料溜槽出現(xiàn)異常時(shí)，與設(shè)定值相比，料 流軌跡將出現(xiàn)大的偏差， 破壞料面形狀和煤氣流 分布，導(dǎo)致高爐爐況失常。 所以，高爐爐頂布料溜槽的工作狀態(tài)對高爐操作至關(guān)重要。
本文結(jié)合鲅魚圈高爐近些年來的生產(chǎn)實(shí)際情 況，介紹了布料溜槽出現(xiàn)異常事故的判斷過程，總 結(jié)出布料溜槽異常時(shí)的特征， 并提出了相應(yīng)處理 措施。
1 布料溜槽異常事故判斷
1.1 布料溜槽彎曲后斷裂掉落
爐頂布料溜槽彎曲是溜槽長期使用后出現(xiàn)的普遍現(xiàn)象。 對每次更換下來的舊溜槽進(jìn)行測量，發(fā) 現(xiàn)都會(huì)有 1 °左右的彎曲。 這種小幅度的彎曲，雖然對高爐布料有一定影響， 但都能通過高爐日常 裝料制度的調(diào)整予以消除， 不會(huì)對高爐產(chǎn)生大的影響。 但當(dāng)溜槽彎曲嚴(yán)重時(shí)， 邊緣氣流會(huì)過度發(fā)展，無法通過調(diào)整裝料制度消除影響，此時(shí)必須休風(fēng)，更換溜槽。
2009 年 4 月 12 日，鲅魚圈 1# 高爐（4038 m3）布料溜槽發(fā)生先彎曲后斷裂掉落事故。 事故過程 如 下：3 月 中 上 旬，1# 高爐爐喉溫度一直穩(wěn)定在 100 ℃以下，爐頂溫度保持在 180 ℃左右。 從 3 月 末到 4 月 10 日， 爐喉溫度處于緩慢上升狀態(tài)，由 100 ℃逐漸上升到 240 ℃。 4 月 11 日，爐溫持續(xù)維持在鐵水中硅含量 0.200%左右水平，大幅度提升焦比，爐溫仍未升高。16：40 爐喉溫度開始上升，在30 min 內(nèi)由 270 ℃快速升到 400 ℃， 爐身上部壁體溫度也緩慢上升，高爐邊緣氣流嚴(yán)重過盛，熱量損失大，出現(xiàn)料速越快，爐頂溫度越低，爐喉溫度越高的現(xiàn)象。 到 4 月 12 日 8：00，爐喉溫度急劇上升至 634 ℃，至此，高爐操作人員判斷爐頂布料溜槽可能出現(xiàn)彎曲或掉落情況，決定休風(fēng)檢查。 休風(fēng)后，發(fā)現(xiàn)溜槽在距根部 1/4 處斷裂掉落。 鲅魚圈 1# 高爐布料溜槽彎曲后斷裂掉落過程示意圖見圖 1。
1.2 布料溜槽全部掉落
布料溜槽全部掉落也存在初期逐漸彎曲過程。 隨著溜槽彎曲程度加大，爐況波動(dòng)加劇，直至溜槽掉落。 在事故過程中，爐頂和爐喉溫度會(huì)出現(xiàn)巨大波動(dòng) 。 2015 年 4 月 2 日 ， 鲅 魚 圈 2# 高 爐（4038 m3）發(fā)生布料溜槽根部掉落事故。 事故過程如下：自 2015 年 3 月 15 日起，2#高爐爐況出現(xiàn)異常，爐喉溫度開始逐漸上升且波動(dòng)較大，最高上升到接近 400 ℃，同時(shí)爐頂溫度也升高，爐頂打水控溫頻繁。 4 月 2 日 2:00，爐頂溫度突然從 200 ℃下降 到 145 ℃， 在 8:00， 爐頂溫度略上升， 達(dá)到170 ℃，但通過爐頂攝像始終未見中心氣流。 12:30 爐頂溫度又突然下降到 100 ℃以下， 而爐喉溫度上升較快， 溜槽旋轉(zhuǎn)電流沒有出現(xiàn)布料期間應(yīng)有的正常波動(dòng)，此時(shí)確認(rèn)溜槽出現(xiàn)問題。2015 年 3 月14 日~4 月 4 日高爐爐喉溫度見圖 2，2015 年 4 月2 日高爐爐頂和爐喉溫度、 溜槽旋轉(zhuǎn)電流分別見圖 3、圖 4。 立即休風(fēng)處理，發(fā)現(xiàn)爐頂料面呈饅頭狀，溜槽僅剩兩側(cè)大梁。
2 布料溜槽出現(xiàn)異常的特征和處理措施
2.1 布料溜槽出現(xiàn)異常的特征
正常工作中的布料溜槽是處于封閉空間中的，對于沒有爐頂高清成像設(shè)備的高爐，并不能直接看到溜槽的狀況，因此，如何通過特征參數(shù)發(fā)現(xiàn)并判斷溜槽異常，是非常重要的環(huán)節(jié)。 當(dāng)布料溜槽出現(xiàn)異常時(shí)：一是爐喉溫度突然大幅上升；二是爐頂溫度和下密閥箱溫度明顯下降； 三是布料溜槽旋轉(zhuǎn)電流在布料過程中波動(dòng)變小或無波動(dòng)。 以上三個(gè)特征同時(shí)出現(xiàn)， 就可以確認(rèn)布料溜槽已經(jīng)彎曲或者掉落。
2.2 布料溜槽異常的處理措施
發(fā)現(xiàn)并判定布料溜槽出現(xiàn)異常事故后， 應(yīng)采取如下應(yīng)對措施，降低事故對高爐生產(chǎn)的影響：
（1） 停止富氧，并控制冶煉強(qiáng)度，立即組織出鐵休風(fēng)，盡量少上事故料；
（2） 因?yàn)榱锊郛惓?，爐料都布了在中心，在休風(fēng)前需加焦改善料柱透氣性。在減風(fēng)到零之前，可維持 2.5 焦 1 礦的加焦制度 （采用 3 焦 1 礦和 2焦 1 礦組合的上料模式）， 同時(shí)入爐焦比提高50 kg/t， 礦石批重縮小 5～10 t/批 （以保證每小時(shí)10 批料為準(zhǔn)），入爐堿度降低 0.05；
（3） 由于溜槽事故導(dǎo)致的休風(fēng)， 中心氣流多會(huì)受到壓制，爐頂點(diǎn)火會(huì)有一定困難，因此，應(yīng)多準(zhǔn)備點(diǎn)火材料，以解決點(diǎn)火困難的問題；
（4） 送風(fēng)前， 要均勻堵住占總數(shù) 1/6 的風(fēng)口，以利于高爐恢復(fù)；
（5） 送風(fēng)后，由于料面呈饅頭狀，邊緣料少，應(yīng)通過加罐焦的方式使料面平整。 在布第一批附加焦炭時(shí)，采用單環(huán)布料，并調(diào)整溜槽傾動(dòng)，把焦炭全部布在邊緣。 布完第一批料后， 料面基本平整，爐喉溫度開始下降。 從第二批開始用正常布料制度，如需要加焦，至少將 1/3 的焦炭布在中心。
（6） 當(dāng)風(fēng)壓達(dá)到 250 kPa 時(shí)，根據(jù)風(fēng)壓分批次逐漸打開休風(fēng)前所堵的風(fēng)口。
（7） 當(dāng)事故料下達(dá)時(shí)，由于中心重、邊緣輕，爐身水溫差較高， 此時(shí)高爐壓差要低于正常壓差10～20 kPa，風(fēng)壓按下限維持。 待事故料過完風(fēng)口，爐身水溫差開始下降，煤氣流分布好轉(zhuǎn)后，逐漸恢復(fù)風(fēng)量、風(fēng)壓。
3 實(shí)踐效果
鲅魚圈高爐根據(jù)布料溜槽異常事故三大特征判定溜槽彎曲、 斷裂或掉落， 并積極采取處理措施，有效減少了溜槽異常事故的損失。 高爐布料溜槽采取措施前后效果對比見表 1。
由表 1 可以看出， 鲅魚圈高爐確認(rèn)溜槽異常的時(shí)間明顯縮短；通過多次的事故預(yù)案演練，各工種協(xié)調(diào)配合、熟練操作，休風(fēng)更換溜槽的作業(yè)時(shí)間也降低了一半以上； 休風(fēng)時(shí)間的縮短及采取的一系列的應(yīng)對措施,也大幅度降低了休風(fēng)后的恢復(fù)時(shí)間,避免了至少 1.6 萬 t 鐵的產(chǎn)量損失，降低了溜槽異常事故對高爐生產(chǎn)的影響。
4 結(jié)論
（1） 判斷布料溜槽出現(xiàn)異常的三大特征：爐喉溫度突然大幅上升； 爐頂溫度和下密閥箱溫度明顯下降； 布料溜槽旋轉(zhuǎn)電流在翻料過程中波動(dòng)變小或無波動(dòng)。
（2） 布料溜槽掉落后， 應(yīng)該首先停止富氧并控制冶煉強(qiáng)度，立即組織出鐵休風(fēng)。 在減風(fēng)到零之前，可維持 2.5 焦 1 礦的加焦制度。
（3） 由于溜槽事故導(dǎo)致的休風(fēng)， 爐頂點(diǎn)火時(shí)要考慮到休風(fēng)前氣流狀態(tài)，因此，應(yīng)多準(zhǔn)備點(diǎn)火材料，以解決點(diǎn)火困難的問題。
（4） 送風(fēng)后， 應(yīng)該通過加罐焦的方式使料面保 持 平 整； 如 需 要 加 焦， 至 少 將 1/3 罐 焦 布 到中心。