鞍钢鲅鱼圈4038 m3高炉布料溜槽事故判断及处理

唐继忠，姜彦冰，周明灿

（鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁 营口115007）

高炉炉顶布料溜槽具有很大的灵活性和均匀性，是目前多数高炉采用的布料设备。鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司（以下简称鲅鱼圈）4038 m3高炉炉顶溜槽设置11个环位，每个环位对应1个倾角，由里向外倾角逐渐增大，螺旋布料由外环开始，逐渐向里环进行。由于高炉炉顶布料溜槽长时间处于高温（100～500 ℃）、高压（200～250 kPa）的工作环境中，且承受着料流的冲刷和侵蚀，通常具有固定的寿命周期，属于高炉需要定期更换的备件。一般新溜槽的使用寿命为1年左右，经过多次返厂修复的溜槽使用寿命仅为3～5个月。当布料溜槽出现异常时，与设定值相比，料流轨迹将出现大的偏差，破坏料面形状和煤气流分布，导致高炉炉况失常。所以，高炉炉顶布料溜槽的工作状态对高炉操作至关重要。

本文结合鲅鱼圈高炉近些年来的生产实际情况，介绍了布料溜槽出现异常事故的判断过程，总结出布料溜槽异常时的特征，并提出了相应处理措施。

1 布料溜槽异常事故判断

1.1 布料溜槽弯曲后断裂掉落

炉顶布料溜槽弯曲是溜槽长期使用后出现的普遍现象。对每次更换下来的旧溜槽进行测量，发现都会有1°左右的弯曲。这种小幅度的弯曲，虽然对高炉布料有一定影响，但都能通过高炉日常装料制度的调整予以消除，不会对高炉产生大的影响。但当溜槽弯曲严重时，边缘气流会过度发展，无法通过调整装料制度消除影响，此时必须休风，更换溜槽。

2009年4月12 日，鲅鱼圈1#高炉（4038 m3）布料溜槽发生先弯曲后断裂掉落事故。事故过程如下：3月中上旬，1#高炉炉喉温度一直稳定在100℃以下，炉顶温度保持在180℃左右。从3月末到4月10日，炉喉温度处于缓慢上升状态，由100℃逐渐上升到240℃。4月11日，炉温持续维持在铁水中硅含量0.200%左右水平，大幅度提升焦比，炉温仍未升高。16：40炉喉温度开始上升，在30 min内由270℃快速升到400℃，炉身上部壁体温度也缓慢上升，高炉边缘气流严重过盛，热量损失大，出现料速越快，炉顶温度越低，炉喉温度越高的现象。到4月12日8：00，炉喉温度急剧上升至634℃，至此，高炉操作人员判断炉顶布料溜槽可能出现弯曲或掉落情况，决定休风检查。休风后，发现溜槽在距根部1/4处断裂掉落。鲅鱼圈1#高炉布料溜槽弯曲后断裂掉落过程示意图见图1。

图1 鲅鱼圈1#高炉布料溜槽弯曲后断裂掉落示意图

1.2 布料溜槽全部掉落

布料溜槽全部掉落也存在初期逐渐弯曲过程。随着溜槽弯曲程度加大，炉况波动加剧，直至溜槽掉落。在事故过程中，炉顶和炉喉温度会出现巨大波动。2015年4月2日，鲅鱼圈2#高炉（4038 m3）发生布料溜槽根部掉落事故。事故过程如下：自2015年3月15日起，2#高炉炉况出现异常，炉喉温度开始逐渐上升且波动较大，最高上升到接近400℃，同时炉顶温度也升高，炉顶打水控温频繁。4月2日2:00，炉顶温度突然从200℃下降到145℃，在8:00，炉顶温度略上升，达到170℃，但通过炉顶摄像始终未见中心气流。12:30炉顶温度又突然下降到100℃以下，而炉喉温度上升较快，溜槽旋转电流没有出现布料期间应有的正常波动，此时确认溜槽出现问题。2015年3月14日～4月4日高炉炉喉温度见图2，2015年4月2日高炉炉顶和炉喉温度、溜槽旋转电流分别见图3、图4。立即休风处理，发现炉顶料面呈馒头状，溜槽仅剩两侧大梁。

图2 2015年3月14日～4月4日高炉炉喉温度

图3 2015年4月2日高炉炉顶和炉喉温度

图4 2015年4月2日高炉溜槽旋转电流

2 布料溜槽出现异常的特征和处理措施

2.1 布料溜槽出现异常的特征

正常工作中的布料溜槽是处于封闭空间中的，对于没有炉顶高清成像设备的高炉，并不能直接看到溜槽的状况，因此，如何通过特征参数发现并判断溜槽异常，是非常重要的环节。当布料溜槽出现异常时：一是炉喉温度突然大幅上升；二是炉顶温度和下密阀箱温度明显下降；三是布料溜槽旋转电流在布料过程中波动变小或无波动。以上三个特征同时出现，就可以确认布料溜槽已经弯曲或者掉落。

2.2 布料溜槽异常的处理措施

发现并判定布料溜槽出现异常事故后，应采取如下应对措施，降低事故对高炉生产的影响：

（1）停止富氧，并控制冶炼强度，立即组织出铁休风，尽量少上事故料；

（2）因为溜槽异常，炉料都布了在中心，在休风前需加焦改善料柱透气性。在减风到零之前，可维持2.5焦1矿的加焦制度（采用3焦1矿和2焦1矿组合的上料模式），同时入炉焦比提高50 kg/t，矿石批重缩小5～10 t/批（以保证每小时10批料为准），入炉碱度降低0.05；

（3）由于溜槽事故导致的休风，中心气流多会受到压制，炉顶点火会有一定困难，因此，应多准备点火材料，以解决点火困难的问题；

（4）送风前，要均匀堵住占总数1/6的风口，以利于高炉恢复；

（5）送风后，由于料面呈馒头状，边缘料少，应通过加罐焦的方式使料面平整。在布第一批附加焦炭时，采用单环布料，并调整溜槽倾动，把焦炭全部布在边缘。布完第一批料后，料面基本平整，炉喉温度开始下降。从第二批开始用正常布料制度，如需要加焦，至少将1/3的焦炭布在中心。

（6）当风压达到250 kPa时，根据风压分批次逐渐打开休风前所堵的风口。

（7）当事故料下达时，由于中心重、边缘轻，炉身水温差较高，此时高炉压差要低于正常压差10～20 kPa，风压按下限维持。待事故料过完风口，炉身水温差开始下降，煤气流分布好转后，逐渐恢复风量、风压。

3 实践效果

鲅鱼圈高炉根据布料溜槽异常事故三大特征判定溜槽弯曲、断裂或掉落，并积极采取处理措施，有效减少了溜槽异常事故的损失。高炉布料溜槽采取措施前后效果对比见表1。

表1 高炉布料溜槽采取措施前后效果对比

由表1可以看出，鲅鱼圈高炉确认溜槽异常的时间明显缩短；通过多次的事故预案演练，各工种协调配合、熟练操作，休风更换溜槽的作业时间也降低了一半以上；休风时间的缩短及采取的一系列的应对措施,也大幅度降低了休风后的恢复时间,避免了至少1.6万t铁的产量损失，降低了溜槽异常事故对高炉生产的影响。

4 结论

（1）判断布料溜槽出现异常的三大特征：炉喉温度突然大幅上升；炉顶温度和下密阀箱温度明显下降；布料溜槽旋转电流在翻料过程中波动变小或无波动。

（2）布料溜槽掉落后，应该首先停止富氧并控制冶炼强度，立即组织出铁休风。在减风到零之前，可维持2.5焦1矿的加焦制度。

（3）由于溜槽事故导致的休风，炉顶点火时要考虑到休风前气流状态，因此，应多准备点火材料，以解决点火困难的问题。

（4）送风后，应该通过加罐焦的方式使料面保持平整；如需要加焦，至少将1/3罐焦布到中心。