2#高炉长期高有害元素及减风操作后停炉从中心死料柱的反向推理

照片中为2#高炉在停炉后,扒炉到风口区域时,发现炉缸中心有死料柱现象,“立柱式分层的未熔化铁柱”,结合高炉冶炼原理和操作经验,对停炉前的炉况进行如下深度分析:

1. 核心问题:中心死料柱的形成与滞留

  • 铁柱的本质​:照片中位于风口区中心的未熔化铁柱,实际上是高炉死料柱(Deadman)的固态残留物。死料柱是炉缸焦炭与液态铁水混合物长期停滞形成的半固态结构。
  • 异常现象​:正常停炉扒炉时,死料柱应被完全熔化或清除;残留大型固态铁柱表明炉缸中心长期处于不活跃状态,热量和熔融物流无法穿透中心区。

2. 停炉前炉况的深层问题分析

​(1) 炉缸活跃性严重不足

  • 铁水温度偏低​:死料柱未熔化直接反映炉缸实际温度低于铁熔点的临界值(约1150°C)。正常生产时炉缸铁水温度应维持在1450-1500°C。
  • 原因推测​:
    • 风口送风分布不均​:风口动能不足导致中心气流微弱,无法搅动死料柱。
    • 焦炭质量下降​:碎焦过多降低了料柱透气性,阻碍高温煤气向中心渗透。
    • 炉缸堆积(如石墨碳沉积)​​:降低炉缸有效容积和导热性,加剧中心低温。

​(2) 煤气流分布失常

  • 中心气流完全阻塞​:
    • 固态铁柱占据风口上方核心区域,表明中心煤气通道被彻底堵塞
    • 生产时煤气被迫过度发展边缘气流(从铁柱周围橙红光点推测)。
  • 后果​:
    • 边缘气流冲刷导致炉墙温度升高、冷却壁烧损风险增大
    • 煤气利用率(CO利用率)显著下降,燃料比升高。

​(3) 原料与操作缺陷

  • 粉末入炉​:照片中大量碎石、焦粉堆积是炉料含粉率高的直接证据(如烧结矿强度差、焦炭强度劣化)。
  • 碱金属/锌循环富集​:未熔铁柱的分层结构暗示有害元素(K, Na, Zn)在中心区的反复冷凝-氧化循环,加剧炉缸堆积。
  • 操作参数失当​:
    • 长期低风温、低富氧导致炉缸热量储备不足。
    • 未能及时采取洗炉措施(如加萤石、锰矿)消除堆积。

​(4) 冷却系统效能异常

  • 炉缸冷却壁可能局部失效​:铁柱紧贴炉墙区域(背景内壁)出现高温红点,提示该位置冷却强度不足,导致炉衬异常升温甚至烧穿隐患。

3. 停炉操作关键判断

  • 主动停炉的征兆​:若停炉计划为主动检修,该铁柱证明高炉已有长期炉况恶化趋势​(如铁水质量下降、炉压波动),继续生产风险极高。
  • 被迫停炉的可能性​:若属事故停炉(如风口烧穿),该铁柱可能是炉缸冻结的直接诱因——铁水环流受阻导致局部过热熔损冷却壁。

4. 潜在风险与后续行动建议

  1. 炉缸侵蚀评估​:
    • 必须通过红外热成像或钻孔检测确认死铁层厚度,验证炉缸耐材是否因异常侵蚀需大修。
  2. 有害元素检测​:
    • 对铁柱分层取样,分析K/Na/Zn/Pb含量,制定开炉后原料控制策略。
  3. 冷却系统检修重点​:
    • 检查铁柱周边对应位置的冷却壁水管堵塞情况,更换破损部件。
  4. 操作制度优化​:
    • 开炉后需提高风速与鼓风动能(≥12 kJ/s),强制发展中心气流。
    • 建立炉缸活性监控指标(如铁水物理热目标≥1480°C)。

结论

该未熔铁柱是炉缸严重“失活”的标志性产物,直接指向焦炭质量劣化、煤气流紊乱、有害元素富集及冷却效能不足等系统性问题。停炉前高炉已处于低效、高风险运行状态,需彻底排查设备与原料缺陷,并重构操作模型以恢复中心透气性和透液性。