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1、高炉炉况判断与冶炼过程失常 及处理炼铁厂 2012年2月1日高炉炉况判断与冶炼过程失常及处理原燃料的物理及化学性能的变化、高炉操作条件 的改变、操作的失误等，都会使高炉原有的煤气 流分布、高炉炉缸的工作状态、炉料的下降状况 等发生改变，使高炉顺行遭到破坏，导致炉况波 动或失常。由于高炉的冶炼周期长、热惯性大， 高炉由顺行变为失常的过程也是逐渐发生的，失 常前往往有一些征兆，可以通过高炉操作参数的 变化判断出来。只要及时发现和抓住这些变化， 果断采取相应措施，就可以避免高炉失常或减轻 高炉失常的程度。当高炉操作参数发生变化时， 应首先检查显示和记录数据的仪表设备是否发生 故障，并对高炉操作参数和
2、其他变化进行综合分 析，做出正确判断，采取相应的措施。正常炉况标志1、正常炉况的标志为：（1）风口明亮、风口前焦炭活跃、圆周工作均匀 ，无生降，不挂渣，风口烧坏少。（2）炉渣热量充沛，流动性良好，渣中不带铁， 渣中FeO含量低于0.5%，渣口破损少。（3）铁水温度充沛，前后变化不大，流动性良好 ，化学成分相对稳定。（4）风压、风量和透气性指数平稳，无锯齿状。（5）高炉炉顶煤气压力曲线平稳，没有较大的上 下尖峰。（6）炉顶温度曲线呈规则的波浪形，炉顶煤气温 度一般为100250，炉顶煤气四点温度相差不 大。（7）炉喉、炉身温度各点接近，并稳定在一定的 范围内波动。（8）炉料下降均匀、顺畅，没有停
3、滞和崩落的现 象，探尺记录倾角比较固定，不偏料。（9）炉喉煤气CO2曲线呈对称的双峰型，尖峰位 置在第二点或第三点，边缘CO2与中心相近或高 一些；混合煤气中CO2/CO的比值稳定，煤气利用 良好。曲线无拐点。（10）炉腹、炉腰和炉身各处温度稳定，炉喉十 字测温温度规律性强，稳定性好。冷却水温差符 合规定要求。 高炉炉况判断要保持高炉优质、高产、低耗、长寿，首先就是 维持高炉炉况的稳定顺行。从操作方面来看，维 持高炉炉况的稳定顺行主要是协调好各种操作制 度的关系， 做好日常调剂。正确判断各种操作制 度是否合理，并准确地进行调剂，掌握综合判断 高炉行程的方法与调剂规律，显得尤为重要。观 察炉况的
4、内容主要就是判断高炉炉况变化的方向 与变化的幅度。这两者相比，首先要掌握变化的 方向，使调剂不发生方向性的差错。其次，要掌 握各种参数波动的幅度。只有正确掌握高炉炉况 变化的方向和各种数据，调剂才能恰如其分。 常见的炉况判断方法有直接判断法和利用仪器仪 表进行判断。 1、直接观测法 高炉炉况的直接判断包括看出铁、看渣、看风口 、看料速和探尺运动状态等，这是判断炉况的主 要手段之一，尤其是对监测仪表不足的小型高炉 更为重要。 （1）看出铁 主要看铁中含硅与含硫情况，它的变化能反映炉 缸热制度、造渣制度、送风制度、装料制度的变 化情况。1）看出铁判断生铁含硅：看火花。 判断生铁含硅高低，主要以铁水
5、流动过程中火花 大小、多少，以及试样冷却后的断口颜色为依据 。铁水含硅低时，在出铁过程中，火花矮而多； 铁水流动性好，不粘铁沟，铁样断口为白色。随 着铁水含硅量的提高，火花逐渐变大、变少。看火花估计含硅量要综合看出铁的全过程。既要 看主沟火花的多少，又要看小坑出口及其他地方 的火花情况，同时还要注意铁水的流速对火花的 影响，一般流速快时火花多，这要与硅过低的情 况区分开来。冶炼铸造生铁时：当Si大于2.5%时，铁水流动 时没有火花飞溅；当Si为2.5%l.5%时，铁水流 动时出现火花，但数量少，火花呈球状；当Si小于1.5%时，铁水流动时出现的火花较多 ，跳跃高度降低，呈绒球状火花。 冶炼炼钢
6、生铁时：当Si为1.0%0.7%时，铁水流 动时火花急剧增多，跳跃高度较低；当Si小于 0.7%时，铁水表面分布着密集的针状火花束，非 常多而跳得很低，可从铁口一直延伸到铁水罐。 目前，高炉主要以冶炼低硅生铁为主，硅含量一 般在0.30.6%之间，应掌握这个区间内火花的变 化情况。看断口。冶炼铸造铁时：当Si为1.5%2.5%时，模样断口 为灰色，晶粒较细；当Si大于2.5%时，断口表面晶粒变粗，呈黑灰 色；当Si大于3.5%时，断口逐渐变为灰色，晶 粒又开始变细。 冶炼炼钢生铁时：当Si小于l.0%时，断口边沿有 白边； 当Si小于0.5%时，断口呈全白色； 当 Si为0.5%l.0%时，为
7、过渡状态，中心灰白， Si越低，白边越宽。 看凝固状态 铁水注入模内，待冷凝后，可以根据铁模样的表 面情况来判断。当Si小于1.0%时，冷却后中心 下凹，生铁含Si越低，下凹程度越大；当Si为 1.0%l.5%时，中心略有凹陷；当Si为 1.5%2.0%时，表面较平； 当Si大于2.0%以后 ，随着Si的升高，模样表面鼓起程度越大。 用铁水流动性判断含硅量 冶炼铸造生铁时：当Si为1.5%2.0%时，铁水流 动性良好，但比炼钢铁黏些；当Si大于2.5%时 ，铁水变黏，流动性变差，随着Si的升高黏度增 大。 冶炼炼钢生铁时：铁水流动性良好，不粘沟。2）看出铁判断生铁含硫：高炉炉温充足时，生铁中S
8、i升高而S降低 。炉凉时，生铁中Si降低而S升高；当炉 缸温度发生变化时，生铁中S的波动幅度比 Si大。 在炉渣成分基本不变的条件下，生铁含Si量 增加，炉缸温度也相应增加。因此，在其他条件 相同时可以用生铁含Si量来判断炉缸温度， 生铁中含S 量的变动成为判断炉缸温度变化 趋势的标志。在炉缸中心堆积的情况下，生铁含Si水平无 变化，但由于铁水温度降低，致使生铁中S 升高。在出铁时，后期比前期S高，这同炉 渣先热后凉相一致。高炉边沿堆积时，生铁含Si无变化，而生铁 中的S前期比后期高。高炉炉况失常时，生铁含S大幅度升高，但生 铁含Si波动幅度较小。 看铁水凝固速度及状态当S小于0.04%时，铁
9、水很快凝固；当S在 0.04%0.06%时，稍过一会儿铁水即凝固，生 铁含S越高，凝固越慢，含S越低，凝固越快 ；当S在0.03%以下时，铁水凝固后表面很光滑 ；当S在0.05%0.07%时，铁水凝固后表面出现 斑痕，但不多；当S大于0.1%时，表面斑痕增多 ，S越高，表面斑痕越多。 看铁水表面油皮及样模断口看生铁含硫情况是以铁水表面“油皮”多少和凝固 过程中表面裂纹的变化及铁样断口来观察。 铁水表面“油皮”多，凝固时表面颤动，裂纹大， 形成凸起伏，并有一层黑皮，铁样断口为白色， 呈放射状针形结晶，铁样质脆易断时生铁含硫高 。随着生铁“油皮”减少，凝固时裂纹变小，形状 下凹，铁质坚硬，断口白色
10、减少则生铁含硫降低 。高硅高硫时铁样断口虽然是灰色的，但布满白 色星点。生铁含硅含硫量直接反映了炉缸热制度 与造渣制度是否合理。当S小于0.03%时，铁水流动时表面没有油皮； 当S大于0.05%时，表面出油皮；当S大于 0.1%时，铁水表面完全被油皮覆盖。 将铁水注入铁模，并急剧冷却，打开断口观察： 当S大于0.08%时，断口呈灰色，边沿呈白色； 当S大于0.1%时，断口为白口，冷却后表面粗糙 ，如铁水注入铁模，缓慢冷却，则边沿呈黑色。出铁过程中前后期铁水成分变化不大，一般说明 炉缸工作均匀，炉况正常。若相差较大，说明炉 温向某个方向发展，据此可掌握炉况发展的趋势 。 （2）看炉渣 炉渣是高炉
11、冶炼的副产品，它反映高炉冶炼的结 果，可以用炉渣外观和温度来判断炉渣成分及炉 缸温度。 1）用炉渣判断炉缸温度 “炼好铁必须先炼好渣”，只有炉渣温度和成分适 当，高炉生产才会正常。渣是直接判断炉况的重 要手段。一看渣碱度，二看渣温，三看渣的流动 性及出渣过程中的变化。炉缸温度通常是指炉渣与铁水的温度水平。炉 热时，渣温充足，光亮夺目。在正常碱度时，炉 渣流动性良好，不易粘沟。上下渣温基本一致。 渣中不带铁，上渣口出渣时有大量煤气喷出，渣 流动时，表面有小火焰。冲水渣时，呈大的白色 泡沫浮在水面。 炉凉时，渣温逐渐下降，渣的颜色变为暗红， 流动性差，易粘沟，渣口易被凝渣堵塞，打不开 ；上渣带铁多
12、，渣口易烧坏，喷出的煤气量少， 渣面起泡，渣流动时，表面有铁花飞溅。冲水渣 时，冲不开，大量黑色硬块沉于渣池。2）用上下渣判断炉缸工作状态 炉缸工作均匀时，上下渣温基本一致。 当炉缸中心堆积时，上渣热而下渣凉。边沿堆 积时，上渣凉而下渣热，有时渣口打不开。当炉缸圆周工作不均匀时，各渣口渣温和上、 下渣温相差较大。 3）用渣样判断炉缸温度及碱度 用样勺取样，待冷凝后，观察断口状况，可用来 判断炉缸温度及炉渣碱度： 当炉温和碱度高时，渣样断口呈蓝白色，这时 炉渣二元碱度为1.21.3左右。 若断口呈褐色玻璃状并夹有石头斑点，表明炉 温较高，其二元碱度为l.101.20 左右。 如果断口边沿呈褐色玻
13、璃状，中心呈石头状， 一般称之为灰心玻璃渣，表明炉温中等，碱度为 1.01.1左右。 如果二元碱度为1.3以上时，冷却后，表面出现 灰色粉状风化物。 当碱度小于1.0时，将逐渐失去光泽，变成不透 明的暗褐色玻璃状渣，易脆。 低温炉渣，其断面为黑色，并随着渣中FeO增 加而加深，一般渣中FeO大于2%渣就变黑了。 严重炉凉时，渣会变得像沥青样。 渣中含MnO多时，渣呈豆绿色。 渣含MgO较多时，渣呈浅蓝色；MgO再增加时 ，渣逐渐变成淡黄色石状渣，如MgO大于10%， 炉渣断面为淡黄色石状渣。 在酸性渣范围内，渣表面由粗糙变为光滑而有 光泽时，说明碱度由高到低，渣易拉丝，渣呈酸 性；在碱性渣范围
14、内的炉渣断口呈石头状，表面 粗糙。 此外，在看渣时，还应注意比较上渣与下渣的渣 温和碱度是否均匀。出渣时前后渣温变化预示着 炉况凉热的趋势，这对全面掌握炉缸工作状态和 炉缸温度水平都有很大益处。 （3）看风口 高炉风口，不仅能反映炉缸热制度，也能反映送 风与炉料下降的情况。 炉热时，风口明亮，焦炭活跃，无大块生降；炉 凉时风口发暗，生降多，甚至某些风口出现涌渣 、挂渣。在观察风口时，应注意煤气流分布情况 ，边缘发展时风口明亮但炉温不高。在喷煤高炉 看风口时，还应注意风口前煤粉的燃烧情况，防 止煤粉喷吹在圆周方向上不均匀。风口区是高炉内温度最高的区域。通过观看焦炭 在风口区的运动状态和明亮程度，
15、可以判断炉缸 圆周各点的工作情况、温度和顺行情况。经常观 察风口可以为操作者提供较早的炉况变化情况， 能够做出及时的调节，确保高炉稳定顺行。 1）用风口判断炉缸工作状态 炉缸状态应均匀、活跃是高炉顺行的一个重要标 志。各风口明亮均匀，说明炉缸圆周温度均匀。各风口焦炭运动活跃均匀，则炉缸圆周鼓风动 能适当。 风口明亮均匀、焦炭运动活跃均匀说明炉缸圆 周各点工作正常。2）用风口判断炉缸温度 高炉炉况正常，炉温充足时，风口明亮，无生降 ，不挂渣。在生产中可以通过风口的变化来判断 炉况的变化： 炉温下降时，风口亮度也随之变暗，有生降出 现，风口同时挂渣。 在炉缸大凉时，风口挂渣、涌渣、甚至灌渣。 炉缸
16、冻结时，大部分风口会灌渣。 如果炉温充足时风口挂渣，说明炉渣碱度可能 过高。 炉温不足时，风口周围挂渣。 风口破损时，局 部挂渣。 在观察风口时，以上几种情况应进行区别，防止 调剂手段失当。3）用风口判断顺行情况 高炉顺行时各风口明亮但不耀眼，而且均匀活 跃。每小时料批数均匀稳定，风口前无生降，不 挂渣，风口破损少。 高炉难行时，风口前焦炭运动呆滞。悬料时， 风口焦炭运动微弱，严重时停滞。 当高炉崩料时，如果属于上部崩料，风口没有 什么反映。若是下部成渣区崩料很深时，在崩料 前，风口表现非常活跃，而崩料后，焦炭运动呆 滞。 高炉发生管道行程时，正对管道方向，在管道 形成初期风口很活跃，循环区也很深，但风口不 明亮；当管道崩溃后，焦炭运动呆滞，有生料在 风口前堆积。 炉凉若发生管道崩溃，则风口灌渣
