攀钢2号高炉铁口下方烧穿事故处理及原因分析 - 图文

由天下分享时间：2024/11/17 4:24:19 加入收藏我要投稿点赞

攀钢2号高炉铁口下方烧穿事故处理及原因分析

杨兵

（攀钢集团有限公司）

摘要本文对攀钢2号高炉铁口下放烧穿的事故处理进行了描述，对钒钛矿冶炼的高炉铁口孔道发生烧穿的原因进行了分析，提出了高强度冶炼条件下，铁口维护工作应注意的事项。关键词高炉铁口炉况恢复钒钛矿炉前操作

高炉出铁过程中，铁口受到高温、机械冲刷和化学侵蚀等破坏作用，是高炉本体结构中工作条件最恶劣、温差应力最大且急冷急热最频繁、负荷最重的部位，因而成为高炉炉缸中最薄弱的部位。

攀钢2号高炉第3代炉龄2007年10月1日停炉大修，第4代炉龄2007年12月18日送风开炉，高炉

有效容积1200m3，钟式炉顶布料，设一个铁口两个渣口，2010年高炉月均利用系数达到2.801t/(m·d)，保持了较高的冶炼强度。单铁口日通铁量达到3360t，渣铁比580kg/t，铁口受渣铁冲刷侵蚀相当严重。2010年8月24日发生铁口下方烧穿事故，导致高炉紧急休风53小时51分钟，损失产量10000t。 1 事故经过

2010年8月23日中班第一炉铁出铁过程中（16:45左右），发现铁口炉台下方有铁花溅出，当即堵铁口，并对主沟沟头进行处理。在处理沟头过程中，发现沟底部位有残铁，与此同时，设备、工艺系统相关人员对铁口炉台下方铁水穿漏部位进行详细检查，检查过程中发现，铁口炉台下方有残铁，由于位置狭窄，只能将主沟框架漏铁部位抠见砖，现出二段36#冷却壁的进、排水管。在检查该部位炉皮状况时，没有检测到有煤气漏出（煤气报警器显示数值为50ppm），同时反复对穿孔处点火，未点燃。打水所产生的蒸汽量亦不大，加之铁口堵上后，铁口炉台下方铁水即停止漏出，故判断为主沟沟头穿漏所致。因此，在对主沟沟头进行了处理，并对烧坏的铁口二段36#冷却壁实施灌浆后，于22：00恢复全风操作。

8月24日中班第一次铁堵口（19:10）后约5分钟，铁口炉台下方部位再次发生铁水穿漏，高炉立即休风检查，确定为铁口下方、铁口孔道至炉皮段烧穿，经抢修处理后，于27日夜班1：26恢复生产。 2 事故处理过程 2.1 休风处理过程

8月24日休风后，将铁口主沟前段（约2.5m长度）挖开，发现铁口框架南侧下方炉皮烧出一个750×1350 mm大洞（见照片1），铁水在向下窜行过程中，将右下侧约1m处炉皮也拉穿约100×500mm，同时将炉缸一段1#、35#、36#冷却壁、二段35#冷却壁烧坏。

照片1. 2号高炉铁口烧穿位置示意图照片2 铁口烧穿部位新更换的炉皮及安装的U型水冷管

24日～27日休风期间，对烧坏部位进行了修补、处理，主要包括：①清理、抠出烧穿孔道内残存渣铁；

②卸下铁口保护板，并向内抠约500mm深度；③烧穿形成孔道及保护板内抠空部分浇灌磷酸盐浇注料；④安装新铁口保护板；⑤在铁口下方安装两个U型冷却水管（见照片2）；⑥安装三支炉皮测温电偶，以对烧穿部位炉皮温度进行跟踪监测。 2.2 送风炉况恢复操作控制

此次烧穿事故，给高炉炉况恢复带来很大困难，主要因为：

（1）由于事发突然，烧穿部位漏出的铁水若不能及时止住，将有炉皮大面积烧穿、铁水与冷却水接触产生爆炸的危险。因此，8月24日铁口第二次烧穿后，高炉意识到事态的严重，采取了紧急休风措施，风量由3050m3/min，直接拉到0 m3/min。和计划休风相比，本次休风前即没有变休风料，也没有提前加焦，休风时间长，炉缸热量亏损严重。

（2）由于减风速度快，从全风操作到拉风至零，只历时10min，相当于坐料，大量生料进入炉缸，炉料矿焦层秩序打乱，对送风后的热量平衡及气流分布影响很大。

基于以上因素，考虑送风后势必带来高炉透气性差、风量难以接受、量压不对称、下料不顺、炉凉、渣铁分离困难、流动性差等一系列问题，操作上采取了以下措施：

（1）对因紧急休风导致的送风系统灌渣问题，休风期间务必将各风口、送风支管抠、烧干净，确保风口均匀、正常工作。

（2）考虑24日休风后加焦20t，通过热量平衡计算，确定送风后加焦80t，然后根据下料情况确定分散加焦量。送风后采用全焦矿装料制度，批重16t，焦炭负荷2.7t/t。10个风口送风（1#、2#、3#、4#、5#、14#、15#、16#、17#、18#），堵其余风口，进风面积0.1476m2，为正常时55%。

（3）送风后，风量恢复前期，由于铁水[Si]含量低至0.07%，操作上采取：控制压差<0.1MPa；以小风量渡过休风前重负荷炉料，防止大的崩滑料或悬料；开口机角度调到最小，以利于及时抢出炉缸所化凉、粘渣铁。

（4）轻负荷上料40批后，开始对高炉顺行起作用，此时视下料情况恢复风量至1000～1300m3/min，同时，从靠近铁口的风口开始，向两边捅开所堵风口，以保持风速在110～150m/s。待轻负荷上料60批后，炉况进一步好转，此时加快加风节奏，以免焦炭到达炉缸后，炉温急剧上升、量压紧张、加风困难。

（5）风量恢复至1800 m3/min后，炉前渣铁流动性好转后，逐步恢复开口机角度。装料制度、批重、负荷也及时向正常生产时靠拢，以防止大风量、轻料制，吹出管道。28日白班风量恢复到2600m3/min，各项操作制度基本恢复正常，29日高炉开始富氧、喷煤。

整体来讲本次炉况恢复比较顺利，恢复过程历时2天。但也有不足之处，28日由于铁口孔道偏位，与泥套接触处，铁口浇注料受渣铁冲刷部分粉化，泥套后方被出空，13:50出完铁后，铁口堵不上，并将保护板烧坏，高炉减风至常压封铁口。回风后，继续出铁一次，同时做相关准备工作，16:10堵铁口后，减风改常压，更换铁口保护板。 3 事故原因分析

近年来由于高炉冶炼强度的不断提高，铁口工作负荷加大，导致铁口孔道周边捣打耐火料和铁口组合砖严重侵蚀、烧损，是本次事故的直接原因。攀钢高炉铁口结构见图1，在设计上，铁口孔道至炉皮间有四道保护：无水炮泥、磷酸盐耐火浇注料、棕刚玉质组合砖、复合莫来石砖。

刚玉质组合砖磷酸盐浇注料复合莫来石砖 13～15°铁口中心线棕刚玉质组合砖

图1 攀钢高炉铁口结构图图2 生产中的铁口状况

然而，在实际生产过程中，随着渣铁冲刷，各层耐火材料都有不同程度的侵蚀，如图2所示，由于铁口周围区域的衬砖变薄，铁口孔道全靠堵泥形成泥包和渣皮进行保护。同时，随着冶炼强度的提高，铁口中心线有所下移，铁口下方组合砖与莫来石砖交接处便成为薄弱环节，本次烧穿部位即为图2中A点所示。

目前，很多高炉进入炉龄中后期，开始用钒钛矿护炉，作为冶炼钒钛磁铁矿的攀钢高炉，炉缸其他部位的安全性虽较普通矿高炉好，但由于高熔点、高硬度的Ti(N,C)在铁口沉积，出铁时，铁口比普通矿更不易打开、更易产生断层，同时，钒钛矿高炉渣量大、钛渣黏度η大，渣铁对铁口冲刷更严重。因此，高钛渣冶炼过程中极易出现浅铁口，威胁炉缸安全。 4 改进措施

冶炼钒钛磁铁矿高炉的冶炼特性决定，高强度冶炼条件下，其铁口工况较普通高炉更恶劣，因此钒钛矿高炉及添加钒钛矿护炉的高炉更应加强铁口维护工作，具体应当注意以下几点：

（1）防止长期高炉温、及时出尽渣铁。长期过高炉温及渣铁受憋都将导致Ti(N,C)大量沉积于铁口，铁口不易打开、孔道不规则、甚至出黏渣，这些都对铁口产生较大损伤。同时，对普通矿而言，出净渣铁也是维护好铁口的保证，若铁口前存在大量渣铁，打入的炮泥在铁水面漂浮，就不能形成泥包，造成铁口变浅。

（2）多放上渣。多放上渣可减少熔渣对铁口的侵蚀，也有利于出净渣铁。

（3）严禁潮铁口出铁。潮泥中的水分、焦油受高温作用会产生巨大压力，轻则发生“打枪”现象，造成孔道、泥套受到严重破坏；重则产生爆炸，铁口砌砖和铁口泥套被崩坏，造成铁口堵不上、烧坏冷却壁等重大恶性事故。钻铁口过程中，若油火较重，应烤干后再钻开铁口。

（4）严格控制打泥量，要求各班操作统一，防止泥量大起大落。

（5）维护好铁口泥套，防止冒泥、堵不上等事故，建议使用浇注料制作铁口泥套，以保证高强度冶炼时的炉前节奏。

（6）严格规定铁口中心线高度及开口机角度，操作人员不准随意调整、改动。

（7）改进炮泥质量。炮泥除具有一定的可塑性外，还应具有较高的耐火度、良好的抗渣铁机械冲刷和耐化学侵蚀性能，还要有快干性和干燥后足够的强度。 5 结语

（1）随着冶炼强度不断提高，攀钢2号高炉单铁口日通铁量达到3360t，渣铁比580kg/t，由于铁口工作负荷重，产生下方烧穿事故，对高炉稳定生产造成一定影响。

（2）事发后高炉采取紧急休风，防止了事故进一步扩大，对烧穿部位进行了清理，安装了新的冷却水

管及测温电偶，确保后续生产安全正常进行。

（3）送风后的炉况恢复阶段，采取了上下部调剂相结合的有效措施，使炉况快速恢复到了正常生产水平。