高爐結瘤

高爐煉鐵過程中的一種故障。指爐料粘附在高爐內襯上生成瘤狀物。爐瘤對生產危害極大，它破壞高爐的正常內形，縮小其有效容積，破壞正常高爐操作及縮短一代壽命。

基本介紹

• 中文名：高爐結瘤
• 外文名：Blast furnace knot 
• 學科：冶金工程
• 領域：高爐煉鐵
• 類別：故障
• 危害：破壞高爐的正常內形

簡介

高爐結瘤按其生成部位可分為上部爐瘤與下部爐瘤，前者，頂端可至爐身上部，而根部在爐身中、下部或爐腰；後者則主要生成在爐腰、爐腹。從截面上看，爐瘤或成環形或位於爐襯之一側。

危害

高爐結瘤後使爐內型縮小、變形，使爐料的分布和下降受到很大的破壞，煤氣流分布紊亂，易產生偏料、崩料、懸料，使工長們上下調劑失靈，冶煉過程遭到破壞，形不成穩定的爐況，使高爐無法正常生產，產量和能耗等指標無法達標。結瘤的高爐難以操作，爐前工特別艱辛，勞動強度大，也會給高爐生產帶來巨大損失，而處理結瘤也需要較大的代價。

出現徵兆

高爐結瘤的徵兆有：風壓上升而不穩，風量下降且與風壓不相稱；爐頂煤氣壓力曲線出現大尖峰；在有環形瘤時爐頂溫度曲線變窄而且波動；存在非環形瘤時則爐頂溫度曲線分散；位於爐瘤上方的爐喉溫度下降；爐瘤處的爐身溫度及冷卻水溫下降；當煤氣取樣管下有瘤時爐喉煤氣曲線第一點值高，最高點移向爐瘤的對側，有環形瘤時中心值高。位於瘤根以下的爐身溫度及冷卻水溫差都高；下料不勻，爐瘤處下料慢，出現偏料、停滯及崩料；生鐵含硫量上升；爐塵量明顯增多。確定結瘤及其位置必須根據爐況的各種徵兆綜合判斷，最可靠的是直接鑽孔探測爐牆。

爐瘤的結構

爐瘤是由還原過的礦石（有時有部分金屬鐵）、焦炭和溶劑等混合物組成的。從爐喉到爐腹的爐牆均可能長出爐瘤，爐身下部成渣帶附近長瘤的機會最多。爐瘤的外表是一層硬殼，內部為不同化學物質的混合凝結物。上部爐瘤的瘤根在爐身上中部。下部爐瘤的瘤根生在爐腰、爐腹和爐身下部。
按爐瘤的化學組成可將爐瘤分為鐵質爐瘤、鈣質爐瘤、渣質爐瘤和鋅質爐瘤：

（1）鐵質爐瘤：長期堵某部分風口或冷卻設備漏水，使金屬鐵凝結於爐腹的爐牆上。其含鐵在60%～85%（2）鈣質爐瘤：瘤根在成渣帶上沿。根部為鈣質，內部有焦炭、石灰石、礦粉等混合物，表面為一層厚的FeO渣皮。這種瘤有的長在爐內一側，也有呈環狀的；嚴重時可長到爐喉保護板處。含鈣在40%～60%。（3）渣質爐瘤：一般在成渣區生成。高鹼度的高爐可能在爐腰和爐腹區結成環行瘤。（4）鋅質爐瘤：用含鋅高礦石冶煉的高爐，鋅蒸發後凝結於爐喉保護板或煤氣上升管及煤氣下降管壁上，呈灰黃色，疏鬆，用鋼釺可打落。（5）碳質爐瘤：在焦炭質量差、粉末多時，在下降過程中與熔化的初渣混合，使爐渣黏稠，再凝固。煤粉在風口區燃燒不充分時，也會有游離碳上升，與爐渣結合，渣再凝結為瘤。（6）混合質爐瘤：瘤是由多種礦物質凝結在一起形成的。

產生機理

高爐結瘤的基本過程是爐料的熔融與原有渣相的再凝固。在這裡溫度起著主導作用。高爐工作正常時各處的溫度波動幅度相對地較小。一旦溫度大幅度上升而且波動，礦料，特別是其中的粉末，被熔融並包裹其他爐料，粘附在爐牆上，熔化生成的FeO渣被還原成高熔點的金屬鐵，這樣，形成了瘤根，這種瘤稱鐵質瘤。另一種情況是原來已熔化的爐渣由於溫度下降較多或因熔劑被裝在爐牆邊，分解後使鹼度明顯升高，也同其他爐料一起粘附在爐牆上，這樣，就形成了瘤根，這種瘤稱石灰質瘤。在適當的條件下（特別是溫度的波動）它們逐漸長大成為爐瘤。

生產中生成爐瘤的具體原因與原料、設備和高爐操作有關：原料質量差或成分波動大，粉末多，軟熔溫度低或含鹼金屬量高的礦石都易結瘤（鹼金屬在高爐下部揮發而在上部凝集）；由於設備問題造成布料不勻或將石灰石布至爐牆處以及冷卻設備漏水都能導致結瘤；高爐操作不當；爐況順行受到破壞，出現管道行程、崩料、懸料等失常爐況，邊緣煤氣流過分發展，高溫區溫度過高而不穩定，爐溫波動大，爐渣鹼度突然升高等都是高爐結瘤的原因。

處理措施

處理高爐結瘤的措施首先是洗爐，即劇烈發展邊緣氣流並加熔化溫度低的洗爐料（如錳礦、加熱爐渣、螢石等）；減輕負荷，加淨焦，降低爐渣鹼度等。這些措施對處理下部爐瘤較易奏效；對於已長大且瘤根位置高的上部爐瘤則效果較差。有時洗爐不當，爐瘤反而長大。如洗爐無效，只有炸瘤。休風前將料線降至瘤根以下，休風后在爐牆適當位置開一觀察用視窗。對環形瘤最好先將其爆炸切成幾段，然後分別炸掉。炸瘤的重點在瘤根，而且必須徹底炸掉，否則易重新長大。炸藥不可緊貼爐牆以免損壞爐牆，還須注意人身安全。在休風料中已有一定數量的淨焦，根據實際觀察的爐瘤大小，在炸瘤前再補上不足的淨焦量，不然，送風后大量爐瘤碎塊進入爐缸將造成爐涼。休風中處理好漏水的冷卻器與有缺陷的爐頂設備。