CN115198044B - 一种快速处理高炉炉缸冻结的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，涉及钢铁生产技术领域,首先果断休风，人工用氧气管在风口里向下烧氧与铁口插氧枪烧氧相结合，向炉缸提供热量熔化渣铁从铁口排放，当风口焦炭火苗增大或有焦炭向上翻腾时，停止风口人工烧氧观察，风口内焦炭火苗保持变大且有力，表明从铁口氧枪输送到炉内的氧气已从铁口处燃烧到风口焦炭，风口与铁口已烧通。紧接着复风生产，在等待上部集中加焦下达炉缸前，在低风量时就富氧、喷煤，快速增加炉缸热量，达到缩短炉缸冻结处理时间的目的。

Description

一种快速处理高炉炉缸冻结的方法

技术领域

本发明涉及钢铁生产技术领域，特别是涉及一种快速处理高炉炉缸冻结的方法。

背景技术

高炉炉缸冻结是高炉生产最为严重的事故之一。近年来，因为高炉冷却器大量漏水而未及时发现和处理、闷炉、有计划的长期休风处理不当，意外事故频发。原燃料质量恶化等原因导致高炉炉凉，渣铁已不能顺利从铁口自动流出，风口自动灌渣，严重时风量大幅萎缩逐步下降为零，风压还有200-300kPa，更有甚者，渣铁从风口套烧穿，酿成更大事故。

CN107254560公开了一种处理高炉炉缸冻结的方法以及使用的氧枪，包括以下步骤：(1)高炉休风，炉前疏通渣铁沟，做好渣铁排放准备；(2)铁口开口机装上钻杆，用钻头预钻铁口至红点处；(3)铁口开口机换上氧枪，将氧枪顶入铁口孔道内红点处；(4)向氧枪通入氧气和压缩空气；(5)定期将氧枪退出铁口，排出烧熔的渣铁混合物；(6)当排放的渣铁混合物体积达到炉缸容积的20%-40%时，高炉复风；(7)重复步骤5的操作，并且逐步加风至彻底恢复炉缸工作状态。强调使用铁口氧枪处理炉缸冻结，但用氧枪烧到什么程度高炉复风不够准确，掌握不好出现两种情况：①高炉复风时间早了，送风后风口与铁口未贯通，送风后产生渣铁不能顺利从铁口排出，渣铁液面上升导致风口灌渣甚至损毁风口中小套，很容易出现反复，造成更严重的损失；②高炉复风时间迟了，影响快速处理炉缸冻结进程。

CN108977601B公开了一种贯通高炉风口和铁口的方法，主要解决现有技术中贯通高炉风口和铁口方法效率低、成本高的技术问题，包括：1)钻通高炉铁口处的泥包，使高炉铁口的铁口孔道畅通；2)卸除高炉风口的中套和小套，扒开高炉风口前端的焦炭形成盂盆；3)在高炉风口前端的盂盆处依次装入铝锭和焦炭；4)在高炉风口前端的盂盆处进行烧氧气作业；5)当高炉铁口的铁口孔道有铝液渗出时，停止烧氧气作业。强调在高炉风口前端的盂盆处进行烧氧气作业，通过铁口铝液的流出直观判断风口与铁口是否贯通，但铁口不装氧枪，风口与铁口贯通效果要打折扣。

《高炉失常与事故处理》冶金工业出版社，2013，P16，一旦铁口能够正常出铁，工作风口占到总数的90%以上，炉缸冻结处理即告圆满完成。此后的工作转入调整负荷，恢复喷煤、调整炉温等操作，以逐步恢复炉况顺行。如果炉缸冻结处理过程没有反复，一般情况下从处理开始到基本正常大约需要一周时间。炉缸冻结事故的处理有时相当困难，特别是在等待焦炭下达、风口涌渣、铁口也烧不开的情况下。实践证明，只有净焦下达炉缸，炉子才能真正热起来，逐渐融化炉缸中的凝结物。炉缸冻结处理完成，此后的工作转入调整负荷，恢复喷煤、调整炉温等操作。

由于严重缺乏热量高炉才会炉缸冻结，在炉缸冻结前期处理时工作风口少风量很小，从高炉上部集中加焦炭需要1-2天，甚至更长时间才会下达到炉缸，如何在等待集中加焦炭下达炉缸前快速提高炉缸热量，缩短处理炉缸冻结时间。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，包括：

1)判断炉缸冻结后，应果断休风；

2)休风后需完成工事：

①卸下铁口上方2个风口小套，人工用氧气管从风口往铁口方向烧，同时铁口安装氧枪通氧气烧炉缸内冷渣铁及焦炭，加热炉缸渣铁使之熔化并不定期扒枪排放，目的是铁口与风口烧通；

②对其余灌渣铁风口，人工用氧气管烧氧加热渣铁从风口排放，直至风口全部见焦炭；

③更换或清理已灌渣的送风装置；

④开铁口上方2-4个风口，其余风口用泥堵严；

3)休风工事完成后复风，上部集中加焦，后续调整焦炭负荷直至进入正常生产状态；

4)高炉复风后，恢复风量，当风量恢复到正常风量15%以上时富氧；

5）高炉富氧后喷煤，如果高炉上部集中加焦已达到高炉炉腰以下，则不进行喷煤；

6）炉缸冻结未消除前，送风的风温应采取热风炉能提供的最高风温；

7）每次渣铁排放及已开风口工作正常，就可继续按次序捅开已开风口旁边2个风口，提高风量；炉缸冻结消除，此后转入全面恢复炉况阶段；继续捅开风口上风量，加快开风口速度直至全开风口，高炉进入正常调整冶炼状态。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，满足以下条件，可明确判断高炉炉缸已冻结：因为渣铁温度低，当渣铁不能顺利从铁口自动流出；正常工作风口已减小到20%以下，其它风口基本已被冷渣铁凝死；风量急剧下降甚至到0m³/min，风压还有100kPa以上，高炉处于憋风状态。

前所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，烧通判断标准为：当风口焦炭火苗增大或有焦炭向上翻腾时，停止风口人工烧氧观察，能清楚看到风口内焦炭火苗保持变大且有力，表明从铁口氧枪输送到炉内的氧气已从铁口处燃烧到风口焦炭，说明通过风口、铁口相向同时烧氧区域已贯通。

前所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，上部集中加焦，焦炭体积与炉缸容积比为1:1，加完后调整焦炭负荷为1.8-2.2，一个冶炼周期后调整焦炭负荷为2.3-2.7，两个冶炼周期后调整焦炭负荷为2.8-3.2，后续进入正常生产状态。

前所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，富氧满足：富氧率≥10%，风口理论燃烧温度≥2350℃。

前所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，喷煤量满足：喷煤比≥正常生产时的喷煤比，风口理论燃烧温度≤2000℃。

前所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，当送风风口与全部风口的比例≥50%，铁水[Si]≥0.5%,铁水[S]≤0.05%或已接近炉缸正常脱硫能力时，表明炉缸冻结已消除。

本发明的有益效果是：结合人工在风口烧氧与铁口插氧枪烧氧处理炉缸冻结，烧通铁口与上方的风口，炉缸内铁口与上方风口贯通，紧接着就复风生产，改变过去要等到炉缸冻结处理结束才富氧、喷煤，提前在很小风量时就通过风口富氧、喷煤快速提高炉缸热量，加快了恢复炉缸工作状态的速度，与常规方法比缩短了炉缸冻结处理时间7-14天，节省了大量的人力、物力成本。

具体实施方式

实施例1

某高炉于2018年12月28日第二代炉役开炉点火送风。到30日风量为3300m³/min（恢复到正常风量3800m³/min的87%），风温955℃，煤比140kg/t，富氧达到11000m³/h。因炉顶十字测温梁漏水未能及时判断出来，大量冷却水从高炉上部漏入高炉，待漏水进入高炉下部导致高炉炉凉，12月31日大夜班，炉内料柱透气性逐渐变差，下料不畅，3:11悬料坐料处理。4:00左右目测风口温度偏低、凉，有15个风口能见亮，其余11个风口发黑。到8:00风口仅剩3个能见到亮光，其余23个风口发黑，3#铁口渣铁流动性变差，1#铁口出渣铁困难。9:31炉渣从14#、19#风口窥视孔自动烧出，紧急休风风口全部灌渣，至此高炉炉缸冻结已经形成。

2018年12月31日9:31~2019年1月1日20:50休风35.32小时，主要处理项目：①拆下1#、3#铁口上方各2个风口小套，人工用氧气管从风口往铁口方向烧，3个铁口埋入氧枪通氧气烧炉缸冷凝渣铁及焦炭，提高炉缸热量，排放炉缸冷凝渣铁，从下而上加热炉缸作用，能快速熔化渣铁，直至炉缸内铁口与上方风口连通。②其余灌渣风口，人工用氧气管往下烧，排出风口灌渣，直到风口全部见焦炭。③更换所有灌渣的风口装置（吹管、斜头、直段）。

1月1日20：50开8个风口复风（1#铁口上方25#、26#、1#、2#风口，3#铁口上方14#、15#、16#、17#风口），其余风口堵泥。风机出口风量为168m³/min，入炉风量显示0m³/min，风压70kPa，风温628℃。

2日3:00风机出口风量为226m³/min，入炉风量显示0m³/min，风压73kPa，风温700℃。4：30做风口富氧准备。5:00加风后风机出口风量为415m³/min，入炉风量显示410m³/min，风压88kPa，风温728℃。7：05富氧1500m³/h提高炉缸热量（富氧率3.3%、风口理论燃烧为2259℃），入炉风量589m³/min（为正常风量的15.7%），风压101kPa，风温859℃。9：00富氧2100m³/h（富氧率4.5%、风口理论燃烧为2303℃），入炉风量613m³/min，风压102kPa，风温856℃。上部集中加焦200t体积为370m³，集中加焦体积与炉缸容积比为1.0，其后跟轻负荷料，焦炭负荷2.08。16:14~20:161#铁口上方吹管自动灌渣休风4.03小时处理吹管后，20：16复风，送风后继续富氧。23：00富氧2200m³/h（富氧率4.1%、风口理论燃烧为2307℃），入炉风量706m³/min，风压99kPa，风温883℃。23：5526#大套发红。

3日0：031#~25#风口中大套之间跑渣。2:38~10:05休风7.45小时焊补25#、26#、1#中套和大套缝隙，清理14#、15#吹管灌渣。10:05复风，12:00富氧1900m³/h，13:00富氧2400m³/h（富氧率4.7%、风口理论燃烧为2310℃），入炉风量670m³/min，风压91kPa，风温854℃。13:32出铁（3#铁口）测铁水温度1351℃，化验炉渣FeO8.08%、R2为0.94。14:45出铁（1#铁口）测铁水温度1250℃，铁水成分：[Si]0.27%、[S]0.185%，化验炉渣FeO为8.86%、R2为0.86。15：28开始喷煤6t/h，16:00加氧到2700m³/h（富氧率5.1%、风口理论燃烧为2049℃），入炉风量700m³/min，风压85kPa，风温930℃。22:00加氧到3100m³/h（富氧率5.1%、风口理论燃烧为2112℃），入炉风量800m³/min，风压118kPa，风温1013℃。

4日渣铁温好转，炉渣FeO下降到1.56%~3.25%之间波动，R2在0.94~1.01之间。根据炉外渣铁排放和渣铁温情况，需要开风口，但多次捅3#铁口上方13#、18#风口未捅开。

5日因上部熔化的炉渣下到炉缸后无法顺利排出，导致1#铁口上方4个风口（25#、26#、1#、2#）逐步自动灌渣，2:45~9:47休风7.03小时清理吹管和小套灌渣。9:47复风并堵1#铁口上方的25#、26#、1#、2#风口，调整为开3#铁口上方的12#~19#共8个风口，送风后恢复富氧2000m³/h、喷煤6t/h。11:502#风口吹开，14:542#风口自动灌渣。13:20以后炉渣FeO下降到0.43%~0.9%之间波动，R2在0.97~1.09之间，铁水温度在1304℃~1320℃之间。14:15铁水[Si]、[S]分别为：0.73%、0.190%，18:16铁水[Si]、[S]分别为：0.83%、0.076%，17:50~22:21先后捅开11#、20#、21#风口，22:50铁水[Si]、[S]分别为：1.2%、0.069%，23:3010#风口未捅开，至此共11个风口送风。

6日0:00富氧2300m³/h（富氧率2.4%、风口理论燃烧为2023℃），入炉风量1270m³/min，风压223kPa，风温1087℃，喷煤8t/h。0：4522#风口捅了一个眼，1：2610#风口终于捅开，至此已开送风风口13个，占全部风口比例50%。10:00~14:54相继捅开23#、24#、25#、22#、9#风口，至此已开送风风口17个，占全部风口比例65.4%，入炉风量恢复到1700m³/min，富氧3800m³/h（富氧率2.93%、风口理论燃烧温度为2134℃），风压278kPa，风温1080℃，喷煤14t/h。余下9个风口捅不开，16:58~21:16休风4.3小时处理。21:16重堵6#、7#、8#风口开23个风口复风。

7日6:18出铁铁水[Si]为：0.84%，铁水[S]下降到0.042%，炼出合格铁水；炉渣FeO已下降到0.26%，炉渣碱度R2为1.15。8:24铁水[Si]为0.63%，[S]已下降到0.023%，炉缸热量持续上升，渣铁水成分恢复到正常炉况水平，至此炉缸冻结处理结束。后续转为扩大战果，强化高炉生产阶段。20：56捅开8#风口，8日0:36~0:52捅开7#、6#风口，至此全部风口送风，风量恢复到3750m³/min的全风状态。

因为十字测温梁漏水从高炉上部漏入炉内，炉内2000多吨物料被淋湿，炉缸冻结程度炼铁界罕见。处理炉缸冻结过程采用低风量富氧、快速喷煤、铁口插氧枪排放冷凝渣铁等加热炉缸技术提高炉缸温度，在短短一周时间使外部炼铁专家认为只能靠扒炉处理的高炉恢复正常生产，为炼铁积累了宝贵的极其困难事故处理经验。

实施例2

2021年10月某高炉（450m³）因为封炉时间长及焦炭质量下降，送风后不久高炉炉温向凉，从铁口排放炉渣困难，8日风口自动灌渣后休风，采用传统的人工用氧气管从铁口向风口烧氧与从风口向铁口烧氧相结合，风口与铁口贯通后准备复风，开铁口上方4个风口送风，其余11个风口用泥堵严。当日复风生产，复风后上部集中加焦提温，到9日下部铁口排放铁水比较正常，但炉渣排放困难，计算有60~100吨炉渣未排出，风口逐步涌渣、灌渣，14:15只有铁口上方两个风口且只有三分之一见亮，其余2个风口已黑，人工捅风口捅不开。21:47只剩1个风口亮且只能看到1/5，因风量到0m³/min、风压271KPa高炉几乎不进风，炉缸冻结已经形成，被迫10日0:30休风。

休风后，按本发明方法处理炉缸冻结：

休风期间完成工事：

①卸下铁口上方2个风口小套，人工用氧气管往铁口方向烧；铁口安装氧枪通氧气烧炉缸内冷渣铁及焦炭，加热炉缸渣铁使之熔化并不定期扒枪排放。这项工作的目的是铁口与风口烧通，烧通判断标准为：能清楚看到风口内焦炭燃烧火焰变大且有力，说明通过风口、铁口同时烧氧，该区域局部已烧通。

②对其余灌渣铁风口，要求人工用氧气管烧氧加热渣铁从风口排放，直至风口全部见焦炭。

③更换或清理已灌渣的送风装置。

④开铁口上方2个风口，其余风口用泥堵严。

13日4:38休风工事完成后复风，考虑上部集中加焦已有200多吨且已下到高炉中下部，远超加焦量为焦炭体积与炉缸容积比为1:1，停止集中加焦调整为加轻负荷料，焦炭负荷为2.0。

7:08打开铁口出复风后第一炉铁，出渣铁正常。7:20入炉风量为372m³/min，风压108kPa。7:52富氧4m³/min，7：55加到10m³/nin，考虑炉内集中加焦量已足够且已下到高炉炉腰以下，不需要喷煤，并捅14#、2#风口。

11:18已开4个风口，风量为620m³/nin，富氧15m³/nin，风压135kPa。

13:05已开7个风口，风量为730m³/nin，富氧15m³/nin。

19:25已开8个风口，还有2个已捅动，风量970m³/nin，富氧15m³/nin。22:11已开10个风口，至此炉缸冻结已消除，转入扩大战果，全面恢复炉况阶段。

14日9:42已开11个风口，还有4个风口捅不开，风量为1124m³/nin，风压207kPa，风温1026℃。下午休风处理4个风口后，风量加全。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，其特征在于：包括：

1)判断炉缸冻结后，应果断休风；

2)休风后需完成工事：

①卸下铁口上方2个风口小套，人工用氧气管从风口往铁口方向烧，同时铁口安装氧枪通氧气烧炉缸内冷渣铁及焦炭，加热炉缸渣铁使之熔化并不定期扒枪排放，目的是铁口与风口烧通；

②对其余灌渣铁风口，人工用氧气管烧氧加热渣铁从风口排放，直至风口全部见焦炭；

③更换或清理已灌渣的送风装置；

④开铁口上方2-4个风口，其余风口用泥堵严；

3)休风工事完成后复风，上部集中加焦，后续调整焦炭负荷直至进入正常生产状态；

4)高炉复风后，恢复风量，当风量恢复到正常风量15%以上时富氧；

5）高炉富氧后喷煤，如果高炉上部集中加焦已达到高炉炉腰以下，则不进行喷煤；

6）炉缸冻结未消除前，送风的风温应采取热风炉能提供的最高风温；

7）每次渣铁排放及已开风口工作正常，就可继续按次序捅开已开风口旁边2个风口，提高风量；当送风风口与全部风口的比例≥50%，铁水[Si]≥0.5%,铁水[S]≤0.05%或已接近炉缸正常脱硫能力时，表明炉缸冻结已消除，此后转入全面恢复炉况阶段；继续捅开风口上风量，加快开风口速度直至全开风口，高炉进入正常调整冶炼状态。

2.根据权利要求1所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，其特征在于：满足以下条件，可明确判断高炉炉缸已冻结：因为渣铁温度低，当渣铁不能顺利从铁口自动流出；正常工作风口已减小到20%以下，其它风口基本已被冷渣铁凝死；风量急剧下降甚至到0m³/min，风压还有100kPa以上，高炉处于憋风状态。

3.根据权利要求1所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，其特征在于：烧通判断标准为：当风口焦炭火苗增大或有焦炭向上翻腾时，停止风口人工烧氧观察，能清楚看到风口内焦炭火苗保持变大且有力，表明从铁口氧枪输送到炉内的氧气已从铁口处燃烧到风口焦炭，说明通过风口、铁口相向同时烧氧区域已贯通。

4.根据权利要求1所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，其特征在于：上部集中加焦，焦炭体积与炉缸容积比为1:1，加完后调整焦炭负荷为1.8-2.2，一个冶炼周期后调整焦炭负荷为2.3-2.7，两个冶炼周期后调整焦炭负荷为2.8-3.2，后续进入正常生产状态。

5.根据权利要求1所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，其特征在于：富氧满足：富氧率≥10%，风口理论燃烧温度≥2350℃。

6.根据权利要求1所述的一种快速处理高炉炉缸冻结的方法，其特征在于：喷煤量满足：喷煤比≥正常生产时的喷煤比，风口理论燃烧温度≤2000℃。