烧结矿铝低了怎么处理(高炉冶炼钒钛矿炉缸冻结处理的过程及其办法，并提出预防措施)

Posted 2023-06-02

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烧结矿铝低了怎么处理(高炉冶炼钒钛矿炉缸冻结处理的过程及其办法，并提出预防措施)

了深入宣传贯彻实施《节约能源法》，认真落实科学发展观要求，加快推进钢铁行业结构优化和节能技术进步，促进我国中小高炉炼铁技术经济进步和生产建设发展。中国金属学会炼铁分会中小高炉学术委员会日前在贵阳市召开了“2009年全国中小高炉炼铁学术年会”。会议上，四川省川威集团炼铁厂就“高炉钒钛矿冶炼炉缸冻结的处理”作了如下报告：

　　摘要：本文介绍(420m3)高炉冶炼钒钛矿炉缸冻结处理的过程及其办法，并提出预防措施。

1 引言

　　高炉冶炼钒钛矿主要困难是炉渣变稠和炉渣难熔。原因有两条：一是难熔，其熔点比普通矿高出50℃~100℃，达不到熔点温度，会失去流动性；二是变稠，炉渣中TiO2被还原成TiC和TiN，其熔点分别是3140℃和2950℃，在渣中以固相存在，弥散开来，使炉渣变稠，失去流动性。解决两个问题是相互矛盾的，提高炉温解决难熔，却促进TiO2还原，因而加剧变稠；降低炉温控制TiO2的还原解决变稠，却使炉渣难熔。

　　钒钛矿冶炼过程中，对特殊炉况处理，同样要解决好这两个矛盾。本文介绍川威集团炼铁厂1号高炉2008年9月炉缸冻结处理过程。

　　1号高炉于2001年10月20日扩建竣工投产，有效炉容420m3，14个风口，采用串罐无料钟炉顶设备。2008年9月18日，1号高炉发生炉缸冻结，处理事故历时9天，加焦125t，损失铁产量12000t。本文对事故原因、事故处理、存在问题及防范措施总结如下。

2 事故原因

　　2008年9月18日8：20，高炉因计划检修休风。休风前高炉炉况正常，焦炭负荷4.12t/t，综合负荷3.30t/t。高炉炉料结构为：烧结矿9t，钒钛球团矿7t，块矿0.5t，烧结配加有20%钒钛铁精矿粉，当日夜班炉渣成份见表1：

表1 炉渣化学成份（%）

SiO2

CaO

Al2O3

MgO

TFe

TiO2

25.40

32.98

11.90

8.84

1.84

0.85

16.29

1.30

　　由于处理炉前大沟遇到困难，17：00高炉复风，休风时间比计划延迟了近5个小时。复风后逐步加大风量，18：00风压167kPa，流量64200m3/h，透气性指数偏高达到12000，且风量、风压波动较大，出现难行和崩滑料。18：30放第一炉铁，温度1380℃，重25t。生铁成份见表2：

表2 生铁化学成份（%）

0.199

0.106

3.68

0.166

0.100

0.170

　　18：50，减风至140kPa，风量51000 m3/h，且风口暗红、涌渣。20：17~20：34第二次放铁，放了5t净铁水，未见来渣。20：35高炉减风到60 kPa，风量30000 m3/h。同时上部加净焦24t，焦炭负荷退到2.5t/t。每隔20分钟开穿炉口，不见渣铁，只能空喷。20：40将渣口烧穿，渣量少许，渣口见吹。21：30以后，部分风口涌渣，自动封死，透气性变差。22：30以后，上渣流动性变差，封死渣口。组织炉前工烧渣口，不见来渣。23：15高炉休风，按炉缸已冻结处理恢复高炉。

　　造成此次事故的原因有以下几点：

　　（1）休风时间超出了计划，复风时加风太快，风量太大，造成管道行程，炉温急剧下降；

　　（2）对管道行程和炉温下行趋势估计不准确，没有意识到问题严重性，处理不当，没有在第一时间减风到位和集中加焦碳降低焦碳负荷；

　　（3）冶炼钒钛矿长期将炉温控制在下限水平，防止热结。当时认为风量小，加之难行，担心炉温升高造成炉渣变稠。经查，在18：00~19：10期间，使用加湿800kPa，加快了炉温下降的速度。

3 事故处理经过

　　9月18日23：15分至次日14：20休风，清理风口，更换灌渣的直吹管和弯头。并将铁口两侧1号和14号风口尽量向下烧，而对铁口向上烧，多引熔渣流出，企图将风口与铁口导通，其余风口堵上。19日14：20复风，铁口没有喷吹煤气，说明没有导通。当机立断，14：37休风。休风期间，堵上铁口两侧风口，并拉下渣口中小套，安装渣口预制套，用以放渣铁，并将渣口两侧的7号和8号风口与渣口烧通。15：30发现7号中套漏水，拉下中套，从风口上方仍然渗水，且炉壁焦炭呈黑色，在休风过程中炉内有爆振现象，怀疑炉内还有漏水点。对冷却壁和风渣口断水排查，没有发现漏点。19：23打开炉顶人孔发现气密箱漏水，原因是休风后顶压为0，未关氮气，将水封里的水压了出来。

　　复风前，在7号风口和8号风口里面填充了铝块，铝氧化和与铁的氧化物发生置换反应，释放大量的热量，提高渣铁温度。

　　20日6：02高炉复风，风压为20kPa，风量10000m3/h，每隔30分钟，打开渣口，排放约1t左右，能够自由流出。上部焦中加焦，每批焦炭加萤石200kg。19：00以后，从渣口排放的渣铁逐步减少，直至排不出来。

　　22：43休风，清理7号和8号风口，更换渣口预制件，卸下7号和8号风口小套，用氧气烧通道，使之与渣口联通，还是在风口里面填充铝块。

　　21日10：33，高炉复风，每隔30分钟排放渣铁1t。15：00以后又出现排放渣铁困难，排量逐步减少。

　　17：16休风，对7号风口安装预制套，用以放渣铁。23：00高炉复风，仅用8号风口送风，风压20kPa，风量7500m3/h，每20分中从7号风口排放渣铁。22日2：56，打开渣口，从渣口排放渣铁500kg，以后一直用渣口排放，7号风口停放渣铁。

　　23日7：58高炉休风，拆掉7号风口预制件，安装风口中小套。11：50复风，用7号和8号风口送风，风压40kPa，风量15000m3/h。每隔40分钟，放渣铁约1t。17：20打开铁口，放出渣铁约2t，以后铁口开始正常排放渣铁。22：00以后，渣口排放量逐步减少，23：40以后，渣口停放渣铁。

　　24日开始，铁口排放量逐步增大，渣铁流动性逐步好转，2：00捅开9号风口，6：00捅开6号风口，13：00捅开10号风口，21：00捅开5号风口。风压逐步提高到90kPa，风量增加到36000m3/h。0：15，集中加焦完毕，改加正常炉料，为了降低渣中TiO2，将块矿由0.5t提高到2t，降低钒钛球团矿用量，矿批调为12t，加锰矿0.5t，焦炭负荷为2.00t/t。17：00，焦炭负荷提高到2.30t/t，布料矩阵为2O31°C33°+ O31°C28.5°。24日19：00以后，铁水成份发生变化，见表3：

表3 铁水成份（%）

日期

时间

24日

19：12

0.308

0.080

0.144

0.217

0.151

3.23

24日

20：18

0.342

0.106

0.147

0.204

0.153

3.37

24日

21：20

0.373

0.164

0.142

0.187

0.167

3.34

24日

22：25

0.427

0.230

0.148

0.172

0.170

3.48

24日

23：26

0.584

0.251

0.152

0.170

0.174

3.51

25日

0：38

0.740

0.430

0.154

0.165

0.180

3.79

25日

1：50

1.470

0.510

0.144

0.129

0.210

3.94

25日

2：50

1.740

0.540

0.140

0.086

0.235

4.12

25日

4：22

0.869

0.389

0.137

0.123

0.218

4.00

25日

5：20

0.956

0.436

0.158

0.112

0.247

4.11

25日

6：25

0.927

0.441

0.149

0.082

0.269

4.10

25日

7：35

1.06

0.487

0.152

0.063

0.327

4.21

25日

8：35

0.859

0.454

0.156

0.077

0.301

4.13

25日

10：15

1.250

0.540

0.158

0.039

0.333

4.28

25日

11：33

1.000

0.454

0.124

0.040

0.292

4.03

25日

12：48

0.818

0.444

0.130

0.040

0.307

4.17

25日

13：55

0.781

0.448

0.132

0.032

0.325

4.32

25日

15：02

0.642

0.406

0.137

0.041

0.317

4.24

25日

16：21

0.528

0.449

0.131

0.053

0.315

4.03

　　从表3可以看出25日1：50铁水成份发生急剧变化，[Si]+[Ti]达到1.98%，为防止温度过高、炉渣变稠产生热结，使用加湿降低炉温，下一炉[Si]+[Ti]为1.258%，以后逐渐将[Si]+[Ti]降下来。25日中班[Si]+[Ti]平均为1%。26日夜班[Si]+[Ti]平均为0.80%，以后[Si]+[Ti]控制在0.35%~0.70范围内。由于炉温控制适宜，没有发生热结和炉凉。

　　随着炉况恢复，风口工作数量增加，布料矩阵以发展中心和促进顺行为目标进行调整。具体为：

　　23日0：15后为：2O31°C33°+ O31°C28.5°

　　25日10：00后为：O31°C33°+ O31°C28.5°

　　26日20：40后为：O31°C33°+ 2O31°C28.5°

　　27日8：00后为：O6 32 6 30.5C4 32.5C4 29C2 20C2 29

　　27日9：00，全部风口送风，保持正常的风量、风压。12：00改喷煤负荷，14：20高炉开始喷煤，炉况彻底恢复正常。

4 事故教训

　此次事故的教训是深刻的，归纳为：

　　4.1 对特殊炉况处理不及时、不到位，高炉操作人员认识和处理问题的能力有待提高。特别是对高炉严重管道行程及其危害缺乏认识，这是此次事故的关键。

　　4.2 长时间检修时没有将喷煤负荷改为全焦负荷冶炼。此次事故前计划检修4小时，而实际达到9小时。造成重负荷复风，而复风仅加焦4t，没有改全焦冶炼，料柱透气性差，加之加风过快，形成管道。

　　4.3 冶炼钒钛矿，炉温控制较低，休风时间长，复风后没有注意炉缸温度变化，没有及时喷煤和停止加湿，加剧了炉缸温度下降。冶炼钒钛矿要保持较为适宜的炉缸温度。

　　4.4 忽视了关键的细节。气密箱循环水向炉内渗漏了19个小时，中套漏水达16小时，致使炉况恢复时间增长，难度加大。本来只从渣口排放渣铁就可以恢复炉况，最终导致从风口排放渣铁处理事故。

　　4.5 对特殊炉况和生产异常情况，要及时逐级汇报，做到信息传递畅通。

5 防范措施

　　5.1 制定《钒钛矿冶炼操作指南》，并组织工长学习，提高工长操作水平和解决实际问题的能力，特别要求工长、炉长对钒钛矿冶炼特点及特殊炉况处理要全面系统掌握。积极开展事故预想活动，制定事故对策表，要求大家熟练掌握。

　　5.2 备好炉渣稀释剂。根据钒钛矿冶炼特点，特殊炉况可能导致炉渣变稠或难熔，高炉配料仓备好萤石和锰矿，及时加入锰矿和萤石，改善炉渣流动性。

　　5.3 规范休、复风操作。休风时，防止向炉内渗水，应对蒸汽阀、水阀、氮气阀进行确认，气密箱氮气阀开关操作改在高炉值班室，方便确认与操作。复风时，对风量和每一次加风量做了规定，以防加风过快。

　　5.4 完善《炼铁厂信息汇报制度》，要求工长对特殊炉况及时处理和逐级汇报，避免较大事故发生。

6 结语

　　6.1 钒钛矿冶炼炉缸冻结处理与普通矿冶炼炉缸冻结处理方法一样，要尽快提高炉缸温度；

　　6.2 在提温过程中，要避免热结，控制适宜炉温，并加萤石和锰矿，降低熔化性温度，改善炉渣流动性；

　　6.3 在处理事故中，要做好各个细节，否则延长转入正常的时间；

　　6.4 有条件改为普通矿冶炼，恢复炉况难度减小、时间减少。