高炉炉况判断及处理

第1页共11页高炉工艺操作技术—高炉炉况判断技术高炉炉况失常处理技术高炉炉况判断常见的炉况判断方法：直接判断法和利用仪器仪表进行判断。一．直接观测法1.看出铁主要看铁中含硅与含硫情况。◆看火花判断含硅量①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。②冶炼炼钢生铁时：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。◆看试样断口及凝固状态判断含硅量看断口①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。②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。第2页共11页当[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①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。②冶炼炼钢生铁时：铁水流动性良好，不粘沟。◆生铁含[S]的判断①看铁水凝固速度及状态：当[S]小于0.04％时，铁水很快凝固；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。②看铁水表面油皮及样模断口：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。③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。2.看炉渣第3页共11页◆用炉渣判断炉缸温度炉热时，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，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。◆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。◆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：①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1.2～1.3左右。②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.10～1.20左右。③如果断口边沿呈褐色玻璃状，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1.0～1.1左右。④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。④⑤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。⑥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。⑦严重炉凉时，渣会变得像沥青样。⑧渣中含MnO多时，渣呈豆绿色。⑨渣含Mg0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l0％，炉渣断面为淡黄色石状渣。⑩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；在碱性渣范围内的炉渣断口呈石头状，表面粗糙。3.看风口◆用风口判断炉缸工作状态第4页共11页①各风口明亮均匀，说明炉缸圆周各点温度均匀。②各风口焦炭运动活跃均匀，则炉缸圆周各点鼓风动能适当。◆用风口判断炉缸温度①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。②在炉缸大凉时，风口挂渣、涌渣、甚至灌渣。③炉缸冻结时，大部分风口会灌渣。④如果炉温充足时风口挂渣，说明炉渣碱度可能过高。⑤炉温不足时，风口周围挂渣。⑥风口破损时，局部挂渣。◆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。冶炼铸造生铁时这种现象较少，而冶炼炼钢生铁时较多。当高炉热行时，风口光亮夺目，焦炭循环区较浅，运动缓慢。如果发生偏料时，低料面一侧风口发暗，有生料和挂渣。炉凉时则涌渣、灌渣。◆用风口判断大小套漏水情况当风口小套烧坏漏水时，风口将挂渣，发暗，并且水管出水不均匀，夹有气泡，出水温度差升高。4.看料速和探尺运动状态看料速主要是比较下料快慢及均匀性，看每小时下料批数和两批料的间隔时间。探尺运动状态直接表示炉料的运动状态，真实反映下料情况。炉况正常时，探尺均匀下降，没有停滞和陷落现象；炉温向凉时，每小时料批数增加；而向热时，料批数减少；难行时，探尺呆滞。第5页共11页探尺突然下降300mm以上时，称崩料；如果探尺不动时间较长称为悬料；如探尺间经常性地相差大于300mm时，称为偏料(可结合炉缸炉温来判断)，偏料属于不正常炉况。如两探尺距离相差很大，若装完一批料后，距离缩小很多时，一般由管道引起。在送风量及矿石批重不变的情况下，探尺下降速度间接地表示炉缸温度变化的动向及炉况的顺行情况。通过炉顶摄像装置观看炉顶料流轨迹和料面形状，中心气流和边沿气流的分布情况，还能看到管道、塌料、坐料和料面偏斜等炉内现象。二．仪器仪表监测（间接观察法）1.仪器仪表监测的种类监测高炉生产的主要仪器仪表，按测量对象可分为以下几类：◆压力计类：有热风压力计、炉顶煤气压力计、炉身静压力计、压差计等。◆温度计类：有热风温度计、炉顶温度计、炉喉十字温度计、炉墙温度计、炉基温度计、冷却水温度计和风口内温度计、炉喉热成像仪等。◆流量计类：有风量计、氧量计、冷却水流量计等。◆炉喉煤气分析、荒煤气分析等。2.利用CO2曲线判断高炉炉况◆炉况正常时，在焦炭、矿石粒度不均匀的条件下，有较发展的两道煤气流，即高炉边沿与中心的气流都比中间环圈内的气流相对发展，这有利于顺行，同时也有利于煤气能量的利用(如果高炉原燃料质量好，粒度均匀，可以使这两道煤气流弱一些)。这种情况下形成边沿与中心两点CO2含量低，而最高点在第三点的双峰式曲线。如果边沿与中心两点CO2含量差值不大于2％，这时炉况顺行，整个炉缸工作均匀、活跃，其曲线呈平峰式。◆当CO2曲线各点CO2值普遍下降时，或边沿一、二、三点显著下降，表明炉内直接还原度增加，或边沿气流发展，预示炉温向凉。同时，混合煤气中CO2值也下降。煤气曲线由正常变为边沿气流发展，预示在负荷不变的条件下炉温趋势向凉，煤气利用程度降低。当边沿一、二、三点普遍上升，中心也上升时，则表示在负荷不变的条件下，煤气利用程度改善，间接还原增加，预示炉温向热。同时，混合煤气中CO2值也将升高。◆利用CO和CO2含量的比例能反映高炉冶炼过程中的还原度和煤气能量利用状况。一般在焦炭负荷不变的情况下CO／CO2值升高，说明煤气能量利用变差，预示高炉向凉；CO／CO2值降低，则说明煤气能量利用改善，预示炉子热行。3.利用热风压力、煤气压力、压差判断炉况第6页共11页◆热风压力可反映出炉内煤气压力与炉料相适应的情况，并能准确及时地说明炉况的稳定程度，是判断炉况最重要的仪表之一。热风压力与炉料粉末的多少、焦炭强度、风量、炉温、喷吹燃料量以及炉缸渣铁量等因素有关。◆炉顶煤气压力代表煤气在上升过程中克服料柱阻力而到达炉顶时的煤气压力。常压高炉炉况正常时，煤气压力稳定。若炉顶压力经常出现向上或向下的波动，表示煤气流分布不稳或发生管道和崩料。悬料时，由于炉内不易接受风量，产生的煤气量少，炉顶煤气压力明显降低。◆热风压力与炉顶压力的差值近似于煤气在料柱中的压头损失，称为压差。热风压力计更多地反映出高炉下部料柱透气性的变化，在炉顶煤气压力变化不大时，也表示整个料柱透气性的变化；而炉顶煤气压力计能更多地反映高炉上部料柱透气性的变化。当炉温向热时，由于炉内煤气体积膨胀，风压缓慢上升，压差也随之升高，炉顶煤气压力则很少变化，高压炉顶操作时更是如此。当炉温向凉时，由于煤气体积缩小而风压下降，压差也降低，炉顶压力变化不大或稍有升高(常压炉顶操作)。煤气流失常时，下料不顺，热风压力剧烈波动。高炉顺行时，热风压力相对稳定，炉顶压力也相应稳定，因此，压差只在一个小范围内波动。高炉难行时，由于料柱透气性相对变差，使热风压力升高，而炉顶压力降低，因此压差升高；高压炉顶操作时虽然炉顶煤气压力不变，因热风压力的升高，压差也是增加的。高炉崩料前热风压力下降，崩料后转为上升，这是由于崩料前高炉料柱产生明显的管道，而崩料后料柱压缩，透气性变坏。高炉悬料时，料柱透气性恶化，热风压力升高，压差也随之升高。4.利用冷风流量计判断炉况在正常操作中，增加风量，热风压力随之上升。在判断炉况时，必须把风量与风压结合起来考虑。当料柱透气性恶化时，风压升高，风量相应自动减少；当料柱透气性改善时，风压降低，而风量自动增加。炉热时，风压升高而风量降低；炉温向凉时，则相反。5.利用炉顶、炉喉、炉身温度判断炉况◆利用炉顶温度判断炉况。炉顶温度系指煤气离开炉喉料面时的温度，它可以用来判断煤气热能利用程度；也用来判断炉内煤气的分布。正常炉况时，煤气利用好，各点温差不大于50℃(对某些高炉而言)，而且相互交叉。炉缸中心堆积时，各点温差大于50℃(对某些高炉而言，下同)，甚至有时达l00℃左右，曲线分散，而且各点温度水平普遍升高。◆利用十字测温判断炉况。◆利用炉身温度判断炉况。第7页共11页6.利用光谱分析、铁水红外测温技术测定铁水温度三、炉况综合判断炉况综合判断并非把所观察到的各种现象机械地综合在一起，而是要分析各种炉况的主要特征。每种失常炉况，都有一个或几个现象是主要的，例如判断是否悬料，决定性质的反映是探尺停滞，其他如风压升高，风量降低，透气性指数下降等都是判断的补充条件。炉热、严重炉冷也有风压升高，风量降低，透气性指数下降的现象。而决定悬料是否在上部时，除探尺停滞还要观察上部压差是否升高。决定边缘煤气轻重的主要是炉喉煤气CO2曲线和炉顶十字测温，判断炉墙结厚的主要是热流强度和水温差。高炉炉况失常及处理一、正常炉况标志正常炉况的标志为：(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，渣温合适，流动性良好，渣中不带铁，上、下渣温度相近，渣中FeO含量低于0．5％，渣口破损少(3)铁水温度合适，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