汉钢2号高炉炉缸烧漏事故调查

汉钢2高炉(450m3)自2008年开炉生产以来，高炉运行平稳，生产指标逐步提高，因炉顶设备更换为无料钟炉顶后，热风压力和炉顶压力都得到提高，高炉利用系数由中修前的2.8 t/m3·d提高到3.1t/m3·d。 2008年7月开始炼铁厂三座高炉较大比例配用本地球团矿(硫酸渣和精矿粉焙烧而成)，而本地球团矿中铅、锌和砷的含量大大超过公司内控制标准，在本地球团矿配加达到15%以上时，从铁口炮泥往外渗铅，每炉铁后，渣、铁沟里都有铅，渣沟的流嘴处吊着5～10kg的铅坠子，休风换风、渣口小套时，铅、锌液会不断流出。陆续3年使用含铅锌的球团矿致使高炉内重金属积存严重超标。2012年2月2日9：52’，20高炉发生了炉缸烧漏事故，从炉缸烧漏处排出的铅液(块)总重约2.5 t，排放的炉渣约10 t左右。事故发生后，高炉大放风、采取紧急切煤气和出铁等措施，于10：20’左右高炉安全休风。因炉缸烧漏时高炉刚出完铁19分钟，铁面尚未到达炭砖开裂高度，从而避免一起恶性事故。 

1炉缸烧漏前的高炉维护 

1.1炉缸生产现状调查 

2011年10月份，炼铁厂对2。高炉生产运行进行了细致的调查分析，认为高炉炉缸存在着较大的安全生产隐患。炉缸冷却壁水温差偏高(2.1℃～3℃)、炉底温度波动大，炉料中碱金属及有害元素(Pb、zn、As)含量高，高炉操作面临炉役后期风险加大的不利局面。 

1.2护炉措施 

针对高炉炉缸隐患，2011年10月25日炼铁厂制定并下发了《高炉护炉措施》。 

(1) 降低冶炼强度，强化炉况工艺管理与操作，发展中心、抑制边缘气流，严格控制低料线、减少或杜绝高炉崩料悬料，促进炉况长期顺行。(2)配加钒钛球团矿护炉，减少本地球团矿使用。(3)强化风、渣口区和炉缸冷却壁水温差的测量与监控，看水工每班必须检查炉缸四次，并要求每班认真测量l～3段冷却壁水温差及炉壳表面温度不少于两次。(4)利用红外线测温设施对炉缸炉壳表面温度定时、逐块测量。(5)严格控制八段及以上冷却壁水量，强化高炉下部冷却。(6)严格控制[si]在0.4%～0.7%;[s]在0.015%～O.040%}[Ti]在0.15%～0.20%。(7)禁止高炉配加锰矿、萤石洗炉。(8)强化铁口操作与维护，出尽渣铁。(9)炉前工配备专用防尘口罩，加强炉前除尘设备管理，保证员工身心健康，减少环境污染。 

2炉缸烧漏情况调查 

2.1烧穿部位 

2#高炉发生了炉缸烧漏事故，停炉后现场调查确认，发现炉缸烧漏位置在南渣口下方炉缸二段第8块与第9块冷却壁之间、距渣口大套法栏下沿约400 mm处。 

2.2侵蚀状况 

(1) 冷却壁：炉缸一至三段为光面冷却壁，由于渣铁侵蚀，以及铅富集，导致环形炭砖开裂，铅和炉渣通过第二段第八块冷板(2～8)与第九块冷板(2～9)之间的缝隙烧损炉壳流出。(2～8)冷板与(2～9)冷板位于南渣口下方，因正对安装接缝处三层环形炭砖纵向开裂，与炉内贯通，铅液从裂缝渗出，破坏掉冷板竖缝填料，直接与炉壳接触，随温度变化而对炉壳产生巨大径向压力，胀破炉壳，积存的铅液流出之后，炉渣随之倾泄而出，烧损冷板，面积达0.6 m2。 

(2) 炉缸环形炭砖：24高炉共9层环形炭砖，在清理炉缸时，发现整个炉缸环形炭砖有三处大的裂缝，分别在铁口、两个渣口处，环形炭砖中渗铁多处，砖衬较薄。 

①炭砖裂缝：炉缸烧漏，主要是因为正对(2～8)冷板与(2～9)冷板接缝的炭砖处开裂所致。该裂缝处位于南渣口正下方，纵向有一条通透裂口，与(2～8)和(2～9)冷板间竖缝相平。距法兰高度200 mm、350 mm、600 mm处，炭砖裂缝宽度分别约为600 mm、110mm、 

320 mm，裂缝近于垂直到一段冷板上沿，共计高708 mm，裂缝内充满残铁、渣及不连片的铅片。 

②环形炭砖侵蚀：铁口中心线下100 mm处，环形砌炭砖有一条向外环形凹槽，是渣铁排出时环流冲刷所致。铁口框处侵蚀最深，残余砖厚仅330 mm，南渣口下方砖厚约420 mm，西渣口下方砖厚约480 mm，铁口北面砖厚仅120 mm。环形炭砖块与块、层与层之间都有铅和铁，铁口下方最多。 

(3) 炉底侵蚀：此次扒炉后在清理炉底炭砖时，发现从炉基耐热混凝土到炉身砖衬之间都含铅。南渣口下方一段冷板(1～9)和(1～10)与炉壳间所灌泥浆全被铅片包围，在两块冷板与炭砖间有连片铅片;各层炭砖水平面铅片厚约10 mm;在残铁底部与第二层炭砖侵蚀面内，有直径约3500 mm的椭圆形铅饼，重约1500 kg;在碳素捣料与混凝土界面上，有一直径达600 mm、厚约10 mm的圆形铅饼。炉底侵蚀最最深处，残余炭砖厚约540 mm，中心炭砖布满裂纹，最宽处约5 mm。 

3分析 

(1)2#高炉服役时间长，未能及时停炉大修是本次炉缸烧漏的重要原因。24高炉2003年2月大修开炉至2012年2月历时8年10个月，单位出铁量达到6634.10t，已属炉役末期;且炉缸炭砖破损、侵蚀加剧，致使炉缸烧漏的机率增大。 

(2)原料中铅和锌等重金属含量超标，是这次炉缸烧漏直接原因。从2008年到2012年2月份，高炉吃进本地球团矿中，铅、锌含量最高达到了0.31%，超过公司内控标准的3～6倍。因球团矿带入的铅量最高达0.315 kg/t Fe，铅负荷最高达0.356 kg/t Fe。 

(3)24高炉渣口部位采用粘土浇注料与环形炭砖结合砌筑，存在较大的工艺缺陷。浇注料与环形炭砖不是同一种材质，在高温条件下，易产生裂纹，渣铁极易侵蚀炉缸环形炭砖及砌缝;日常放渣时又对渣口附近耐火材料造成的冲刷，致使渣口下方的炭砖被大量侵蚀，环形炭砖逐步形成贯通缝。 

(4)每年的年修焖炉及设备大检修，频繁开、停炉造成的高炉工艺性升温与降温，以及炉役后期的过分强化，对炉缸炭砖的破坏有着不可估量的负面影响。(5)晚点出铁、边缘气流抑制不够、工艺休风多等因素，加剧了炉缸内铁水环流对炉缸炭砖的侵蚀和炉缸热负荷的过度增加，加剧了炉缸炭砖的破损。 

4结语 

(1) 定期对入炉矿中碱金属及Pb、zn、As含量的检验，并根据化学成分调整配料方案，降低有害元素的入炉负荷，定期适时对炉底排铅。(2)在炉役后期，及时成立护炉小组，制定护炉措施，加强冷却水温度、压力的监控。高炉操作上控制合适的冶炼强度，控制边缘、发展中心，减少铁水环流对炉缸的侵蚀强度。(3)采用适量的钒钛磁铁矿配加在炉料中，形成适量的含钛炉渣以保护炉缸和炉底。