[科普中国]-管道行程

简介

炉况表现为风压逐渐下降，风量逐渐上升，崩料后“管道”堵塞，风压遽升和风量遽降而且不稳；料尺不匀，出现炉况难行、炉料停滞和陷落；靠近边沿“管道”外的炉喉及炉顶温度升高，温度曲线分散，严重时“管道”方向的上升管烧红而且有炉料撞击声；炉身冷却水温差上升；“管道”部位的炉喉煤气曲线CO2值下降；风口工作不匀且不稳定，靠近“管道”的风口可见生料下降。“管道”的成因主要是料柱透气性与风量不相适应：炉料质量差、粉末多；风量过大，炉温过高或过低，炉渣碱度过高，高炉布料制度不合适，低料线，炉内型不规则，炉顶装料设备缺陷或工作失常等。

“管道”初现时可采用发展边沿的装料制度调剂；连续装几批双装料以改变煤气流分布；装几批净焦疏松料层促使煤气流均匀，并有防凉作用，然后补回全部或部分矿石；利用炉顶布料设施(如旋转布料器或无料钟溜槽)向“管道”部位偏布料以堵塞“管道”；降低炉顶压力使煤气流重新分布；减小风量使料尺、风压及风量都达到稳定状态；如由于炉热，可多减风温或喷吹的燃料；如炉渣碱度过高可降低碱度；如某方向经常产生“管道”，可缩小该方向的风口直径或堵死。如“管道”严重，各种措施都难于奏效，同时炉温充足，可采用坐料(见悬料与坐料)以破坏“管道”，回风时压差应低于正常值；如“管道”较严重而且处理时间较长应多减轻负荷。

我国的大型高炉配备大型轴流式风机以后，生产得到进一步强化，本钢2000米³5号高炉在1977年10月综合冶炼强度曾达0,95吨/米³炉容利用系数为1.77吨/米³，随着钢铁生产的发展，大型高炉将发挥越来越大的作用。但是，在大型高炉强化过程中，操作上遇到一个问题—巨型管道行程，这种管道行程的特点是来的突然，反映剧烈，处理棘手，后果严重。

5号高炉发生了三次巨型管道行程，第一次处理24小时，炉况方恢复正常，损失生铁两千余吨，焦炭四百吨，出号外铁一千吨。第三次造成了炉缸冻结，经过艰苦的历时五天的抢救，方使炉缸恢复正常，又经过七天恢复，生产指标才达到原水平。损失生铁两万余吨，焦炭数千吨，加上其它抢救物资，价值是惊人的。

根据5号高炉的事故实例，就大型高炉巨型管道行程的特征、原因、处理和予防等方面进行初步的讨论，以期加深认识，设法克服之1。

巨型管道的特征1.远期特征

发生前一段时间，往往高炉顺行状况不佳，风压水平高，且不稳，压差水平高出正常值，料尺滑陷较多，自动调节的炉顶压力有向上尖峰，顶温带不规则，炉喉温度各点距离较大，元周工作不均匀。虽然没有悬料和较大的崩料，高炉的冶炼进程仍可照常进行，但是炉料的运动和煤气的流通已显紧张，此时已孕育着发生管道的因素。

2.临近特征

风压不稳，呈齿状和龙状，在短时间内(1-2小时)风压爬坡0.2--0.4公斤/厘米2f较正常值提高10--15%，料尺滑陷十分严重，有难行慢下现象，压差值远高出正常水平(1100--1200毫米汞柱)达到1350--1400毫米汞柱。

3.发生的特征

(1)风压极不稳定，连续出现大的(0.2--0.3公斤/厘米²)上下尖峰。

(2)顶压出现特大的向上尖峰(0.3—0.8公斤/厘米²)持续时间长，尖峰过后仍高出正常值，所有调节阀全开也无济于事。

(3)压差出现向上和向下的尖峰，向上尖峰是风压引起的，向下尖峰是顶压引起的，压差水平突然降低。

(4)顶温在数分钟内，由正常的450℃一条线地上升到1100℃,上升管道烧红，经大减风处理下降也很缓慢。

(5)料尺在炉顶压力出现高压尖峰的同时，料尺突然下陷，由1.5米降到3.5米以下，料尺无影，经减风后连装10批料方能赶到正常料线，整个料柱相当于下降2一3米。

(6)风口大面积甚至全部风口前，都出现大量生料，风口前温度显得不足，有的风口涌渣。

(7)渣铁管道发生后，渣铁温度较上次铁突然下降，铁水物理热不足，硫出格，渣子变黑，流动性极差，甚至难以从炉内流出。

以上是巨型管道的特征。而一般管道行程的特征是风压下降，风量增多，管道侧料尺滑陷，顶压有尖峰，顶温分家。两者最重要的区别在于，无论高炉的压力和温度的变化在程度上(上部的和下部)，巨型管道都表现为极为猛烈。即顶压有特大尖峰，风压有大的上下尖峰，料尺突然无影，顶温迅速升高，风口前大量生降，渣铁立即变凉。

只有善于区别一般管道行程和巨型管道行程，才能正确地及时有效地采取措施，迅速挽回失常的炉况，减少经济损失。

原因分析凡是管道行程的产生，都是由于炉料透气性的恶化与鼓风量不相适应，致使煤气流的正常分布受到破坏，煤气的流通受阻，压头损失增大，下部的煤气静压越憋越高，因而具有更大的能量，终于在某一较疏松的局部吹穿，形成管道行程。

产生管道行程的一般原因概述如下。炉顶布料不均匀;炉型不规则;原燃料质量差;强度不足;粉末多;造渣制度不良;不能及时出演出铁;风量过吹;炉温趋热;操作制度不良;边缘过重或中心堆积。

巨型管道产生的特殊原因:除了上述一些基本原因之外，产生巨型管道必有它特殊的原因。

这种管道能够使炉顶压力从0.7公斤/厘米²升到1. 4公斤/厘米²。炉顶温度由450℃升到1100℃以上的特征，说明料柱发生“短路”，使炉内全压差在瞬间降低了0.4公斤/厘米²。

因此，这种管道是一组直径较大，取道捷直由下而上的巨大管道，在炉缸内与各循环区成放射线状的连接，大部分煤气集中于通道内高速度运行，大量的粉料和小块料被吹出，局部通道地区短时间出现小比重炉料的流态化，两者相辅相成，管道越加扩大。管道期比正常时炉尘吹出量增加了三倍。炉缸的高温煤气直达炉顶，大量上部含铁生料坐落炉缸，气流不断地吹穿，料柱连续崩塌，在短时间内料柱全部破坏，高炉下部特别是炉缸的热储备耗尽。

能够产生如此巨大的管道，需要煤气流有足够大的能量，才能将透气性恶化的料柱吹穿形成短路。

在高炉条件下，动能和位能比静能小得多(一般不大于5%)，总机械能主要以静能形式表现出来。因此说，高炉的风压越高，风量越大，鼓风的机械能越大，煤气流的机械能也越大。

生产实践表明，五高炉在0.75--0.85综合冶炼强度下，相对的风压较低，风量较量小(2.1--2.2公斤/厘米²，3500米³/分)，没有产生过巨型管道。一旦炉料透气性变坏较易悬料，而在0.9--1.0综合冶炼强度下，风压较高，风量较大(2.3--2.5公斤/厘米², 4300米³/分)，虽不易悬料，但六生管道的机会就多。容积1070米³的三、四高炉，多年的生产实践，也没有遇到如此严重的巨型管道，都是由于鼓风的营、机械能较小的缘故。

风机的类型和特性对管道的形成和发展影响也异。5500米³叶流式风机与4250米³离心式风机相比除鼓风能力不同外，是轴流式风机(有自动调节定子叶片角度能力)在风压波动时，维持稳定的给风量。

离心式风机的给风量随风压变化，当高炉不顺、风压“爬坡”时，离心式风机给风量往往自动减少，因而使风压“坡”变缓，而轴流式风机，继续稳定原有风量，相当于自动加风作用，因而使风压爬坡更陡。结果，‘客观上是强制加风，鼓风能量不断提高，而料柱更加无法接受。因此，犬型轴流或风机在炉料透气性恶化时，有助于吹出巨型管道。

总结五高护这三起巨型管道的实例，归纳其共性的具体原因是:

1.料柱透气性恶化

原料供应紧张、吃槽底，烧结矿粉末大墙，同时焦炭强度不足(主焦煤只15%)，使炉料的孔隙度下降，在管道发生前的一次或数次铁，渣铁罐晚点，炉缸积存了80--100立方米的渣铁，使下部料柱的透气性尤加恶化，引起风压大幅度爬坡。这是产生巨型管道的基本原因。

2.高压差操作

透气性的变坏，引起了炉况不顺，而在高炉操作上，仍企图保持原有的大风量 (4200--4300米³/分)，势必造成高压差操作，超出正常压差0.2--0.3公斤/厘米²，这是产生巨型管道的操作上的原因。

3.对风机特性认识不足

如前所述，使用轴流式风机，在炉况不顺时，要多加小心，要求高炉操作者采取及时准确措施，不宜廷误。

处理经验巨型管道发生后，料柱遭到严重破坏，煤气的能量利用极差，尤其是大量上部生料，落入炉缸和下部高温区，风口前温度大幅度下降，伴随涌渣的出现，管道和崩料往往连续不止。在这种情况下，立即果断采取措施，挽救炉缸，集中加焦，消除管道和崩炼减少一切，热量支出，做好出渣出铁，使冶炼进程继续进行，是处理的基本方针。实践证明，处理得当，在轻料下达后炉况可以很快恢复正常。反之，可能招致炉缸冻结的事故。具体措施分述如下。

1.大减风盆

大减风量是处理的最应急措施。其目的是消除连续不止的管道和崩料，减缓冶炼进程。为达此目的减风要迅速，数量要足够，较正常风量应减少20--40%，使压差较正常下降值0.3--0.5公斤/厘米²，以适应破坏了的料柱和减少炉缸热量的消耗。减风后崩料可减少和逐渐消除。值得指出，崩料·减少和管道刚消除后，不要急于加风.如果炉缸很凉，风口涌渣，加风会重新引起崩料，结果处理变得更加困难。当然，大减风后容易导致悬料，应千方百计避免。使高炉在困难情况下，不再恶化，继续工作，迎接轻料下达。

2.轻负荷

集中加焦是处理的根本的措施。它能使炉缸迅速的热起来，并有效地疏通料柱。严重巨型管道，没有足够净焦的下达，这类事故是不能根本扭转的，炉况谈不上恢复正常。所以加焦在时间上要早，在数量上要够，实践证明集中加焦量40--60车，即400米³是成功的。同时减轻焦炭负荷10--20%。此外要把炉渣搞酸些，也可以加一定量的锰矿或其他洗炉剂。巨型管道发生后，铁水中硅和硫的变化，及采取集中加焦后炉缸很快转热的情况。净焦车数是该次铁下达炉缸的焦量。炉温下滑显快，是正常料负荷减轻不足。

3.避免休风

这项工作意义在于防止炉缸内粘稠的半熔化的渣铁因长期休风而终于凝结和创造条件，让净焦层及早下达。

除了设备系统加强维护外，要加强炉前工作，看好吹管和风口。因为在此情况下，灌渣是随时都可能发生的，而如何防止灌渣此时已经无能为力，须要做的是不能烧穿，不能因灌渣造成烧穿，逼迫高炉休风。若是休风，往往时间需要很长。

4.加强出渣出铁

过冷的流动很坏的渣铁，能否放出是处理成败的关键。此时出渣出铁是一项十分困难的工作，渣铁流常常很小，结壳，甚至凝死。所以铁口眼要开大，渣口要用氧气烧开，并要勤捅。要组织足够人力清理渣铁沟，保证下次正点出渣出铁。只要渣铁能放出来，高炉的新陈代谢得以维持，就大有希望，随着炉温上升，渣铁很快具有较好流动性，炉缸就能渐渐活起来。

5.炉况恢复

如前所述，不合时机地加风可能会导致管道崩料复发，前功尽弃。风量长期过少，炉缸又难以活跃和正常，所以选择适宜时机加风很重要。加风的条件是:风压平稳、风压风量相称无崩料，风口前见焦无涌渣现象，渣铁口均能把熔化的渣铁如牧放出来，炉温上行或净焦层即将下达。

护缸开始热起来以后，恢复风量要摆在一首位，由于负荷轻，加风也较易。风量上来后，恢复负荷和其他各项制度就比较容易了2。

预防措施1.改善和稳定原燃料质量

精料是基础，大型高炉在强化中无疑的对原燃料质量有更高的要求，高质量的沪料，才能获得良好的炉料透气性，这是防止炉况失常、发生管道行程的根本措施。

根据五高炉的生产实践，应努力满足如下的原燃料质量要求:焦炭转鼓鼓内>74,鼓外