高炉炉凉事故doc.docx
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高炉炉凉事故doc.docx
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高炉炉凉事故doc
YJ0309-高炉炉凉事故
案例简要说明:
依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求,归纳提炼出所包含的知识和技能点,弱化与教学目标无关的内容,使之与课程学习目标、学习内容一致,成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
该案例是高炉炉凉事故分析案例,体现了热风炉控制、煤粉喷吹控制、炉料结构和重量控制等岗位技能,包含着高炉四大操作制度、炉凉判断和预防措施等相关知识,与本专业高炉炼铁等课程炼铁常见事故及预防单元的教学目标相对应。
案例名称
高炉炉凉事故
适用说明
本案例适合中职、高职、职业本科等院校冶金技术专业,在转炉炼钢、炉外精炼、连续铸钢或相似的综合性课程教学中使用,更适合在高炉炉前工、控制室操作工、热风炉工、煤粉工等工种的职工培训中使用。
案例背景
某钢铁集团炼铁厂高炉于2011年建成投产。
高炉的有效容积为1260m³,共有20个风口,采用无料钟炉顶。
由于高炉受后道工序炼钢生产能力的限制,高炉始终没有达到全风作业,自开炉以来只有12个风口送风。
由于堵风口的原因,高炉长期慢风,加之原燃料的突然变化,在2012年11月2日和7日晚发生炉凉事故,经过较长时间的处理,高炉炉凉得以制止。
案例所涉及的知识点
炉凉事故预判断——各个参数的变化范围,异常情况的判断;
热风炉工艺、煤粉控制工艺、上料工艺。
案例所涉及的技能点
对各个参数的综合判断;热风炉的控制;煤粉喷吹的控制;炉料结构和重量的控制;各个岗位的协作
案例工作任务的分解
热风炉温度控制,压力控制;炉前出铁堵铁口控制;煤粉喷吹的控制;上料工艺的控制。
各个参数的变化趋势及相应的调节措施的确定。
教学目标
(1)了解事故发生征兆,综合判断,进行事故判定;
(2)掌握高炉炉凉的成因和相关的预防处理措施;
(3)严细操作,注重岗位接口沟通。
(4)全面复习所学知识,并将知识转化为能力。
案例建议的教学时间
4~6学时
案例的操作演示
现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。
案例点评
高炉炉凉事故的案例教学可实现现场案例与所学理论知识的有机结合,将书本分散的知识点进行综合应用,学会综合判断,举一反三灵活运用。
本案例还可提高职工的预判能力和协作能力,及时预防和减小生产事故,培养职工的应急处理能力
1.背景介绍
某钢铁集团炼铁厂高炉于2011年建成投产。
高炉的有效容积为1260m³,共有20个风口,采用无料钟炉顶。
由于高炉受后道工序炼钢生产能力的限制,高炉始终没有达到全风作业,自开炉以来只有12个风口送风。
由于堵风口的原因,高炉长期慢风,加之原燃料的突然变化,在2012年11月2日和7日晚发生炉凉事故,经过较长时间的处理,高炉炉凉得以制止。
图1高炉结构
2.主要内容
2.1.事故经过
11月2日当天产量总计1836.7吨铁水,水渣651吨,平均Si含量为1.38%,平均S含量为0.052%,炉渣碱度平均为0.92,较前期产量有明显大幅提升,Si含量有明显降低趋势。
当日高炉各项参数如表1。
表1高炉各项参数
时间
风量
风压
顶压
上压差
下压差
风速
风温
8:
00
1719
266
127
85
53
251
989
11:
00
1543
238
110
79
49
226
990
14:
00
1662
251
122
78
51
243
987
17:
00
1619
258
128
78
51
237
1012
20:
00
1640
214
94
70
48
240
1075
当天因为转炉故障不接受铁水,于10:
50减风25kpa,在18:
10因炉缸向凉高炉发生不间断滑尺现象减风50kpa。
当日铁水温度趋势见表2.
表2铁水温度趋势
铁次
物理热
Si
S
炉渣碱度
496
1487
1.49
0.036
0.93
497
1482
1.60
0.029
0.94
498
1494
1.41
0.070
0.92
499
1490
1.25
0.047
0.92
500
1485
1.18
0.051
0.89
501
1456
0.84
0.084
0.89
11月2日下午发现高炉开始有崩料现象,风口有生料下降,明显是向凉进程,在减风制止崩料的同时,采取了集中加净焦两批,后又补加净焦两批,后期炉况逐渐转好加风至230kpa,加风时机没有选对,加风后又出现崩料现象。
图2高炉主要参数曲线
11月3日0:
00夜班接班后出铁炉温[Si]=0.84、[S]=0.084,炉渣流动性变差,炉渣发黑。
炉内被迫减风至200kpa维持,崩料制止,同时加净焦2批。
后期炉况逐渐稳定,待甲班所加净焦下降到风口后,凉势彻底制止,之后炉内将风量加回正常水平,炉况恢复正常。
在11月7日早上8:
00,丙班接班风压为230kpa,视上一班次发生多次小滑尺的情况下提风温至1000℃,炉况顺行转好,炉料下降顺畅均匀。
一次铁炉温[Si]=1.54、[S]=0.039,二次铁炉温[Si]=1.30、[S]=0.050。
二次铁后11:
30加风至252kpa,出现滑尺现象。
撵料线过程中仍有滑尺现象,炉内被迫减风至230kpa,但下料仍不均匀。
14:
25继续降热风压力至215kpa,关冷风大闸全风温操作,崩料滑尺制止。
15:
00打开铁口出铁,炉温[Si]=0.96、[S]=0.073,物理热1492℃。
7日下午16:
00接班后,维持热风压力215kpa操作,高炉顺行。
17:
00出铁炉温[Si]=1.2、[S]=0.039,物理热=1468℃。
17:
15炉内出现滑尺现象,东尺无影、西尺2.94m,之后下料过程中连续滑尺,风口工作状况一般,班中第7批加焦7.8×1批=7.8t。
由于撵料线过程过仍出现连续滑尺被迫几次分别降热风压力至208kpa、200kpa、190kpa、180kpa、160kpa、150kpa。
第20批加焦8.0×1批=8.0t,第22批集中加焦8.0×2批=16.0t。
第二次铁炉温[Si]=0.93、[S]=0.055,物理热=1461℃。
第三次铁水炉温[Si]=0.39、[S]=0.071,物理热=1411℃,铁水暗红、炉渣流动性变差,炉渣发黑,至此炉凉已成事实。
11月8日夜班甲班0:
00接班后,为了恢复炉况,热风风压降至135kpa,第3批集中加焦8.0×3批=24.0t,凌晨2:
00继续降热风压力至125kpa,第11批集中加焦8.0×4批=32t。
班中两次铁炉温分别为[Si]=0.26、[S]=0.114,[Si]=0.25、[S]=0.124。
到早晨8点,炉况逐渐稳定,所加净焦下降到风口后,凉势制止,之后炉内将风量加回正常水平,炉况恢复正常。
2.2.事故原因分析
1.烧结矿碱度和TFe%波动范围太大。
由于厂内的烧结矿停止生产,高炉全吃落地烧结矿。
落地烧结矿碱度在1.85-1.97之间,品位55.00左右,但是粉末极多。
11月7日烧结矿碱度下降到1.65。
下午化验四个矿仓,碱度在1.4-1.49,全铁56%左右。
与11月前相比,入炉烧结矿强度、粒度、碱度、品位均达不到大高炉生产的要求,并且波动比较大,是炉凉的一个原因。
2.外购焦炭质量下降,焦炭灰分、水分波动较大。
11月初开始高炉所吃焦炭为前几月外购焦炭中料场库存中剩余的槽存焦,基本是一个夏天在水中浸泡过的,水分极大,最大化验水分19%,水分基本波动在15%左右,焦炭灰分平均在14%。
对于新购焦,质量波动也很大,水分从8%-15%,灰分在13.89%左右,固定碳降低。
从以上分析高炉所用焦炭从11月初开始水分、灰分波动均比较大,固定碳低,焦炭发热低;灰分增加,高炉冶炼时消耗的熔剂量增加,造成高炉热消耗增多,导致炉缸工作恶化。
3.炉内操作加减风控制力度不够。
11月2日下午高炉在崩料制止的情况下炉内回风至230kpa,回风后崩料,回风时机不对。
11月7日白班在接班后炉况顺行转好情况下,二次铁炉温[Si]=1.30、[S]=0.050,较一次铁炉温[Si]=1.54、[S]=0.039有下行趋势,并且由于夜班的多次滑尺,炉料没有完全下达至软融带。
中午11:
30加风至252kpa,加风后滑尺,加风时机不对。
应在夜班滑尺撵料线的炉料完全平稳度过软融带,炉温基础好的情况下加风。
在加风滑尺后炉内采取了减热风压力至215kpa,滑尺制止,这时候由于炉温基础不是很好,应该加两批净焦防止炉凉。
7日下午二班接班后维持热风压力215kpa操作,顺行。
一次铁后又出现滑尺现象,之后下料过程中连续滑尺,炉内进行多次减风,每次减风在l0kpa左右,减风幅度不够,连续崩料,使大量未进行充分预热和还原的炉料进入炉缸、直接还原增加,炉缸热平衡打破,最后在三次铁后炉渣发黑炉凉己成事实。
对于连续滑尺现象,炉内操作减风要彻底、到位,控制住崩料为止,考虑当时炉温仍是下行状况,应在发生第二次滑尺后及时大幅度减风30%-40%。
每次减风l0kap左右在炉温下行的趋势下难以制止继续崩料,崩料难以制止只能加剧事态的发展和产生炉凉。
4.长期堵多个风口操作,炉缸及高炉内部各种场状态不均匀
本高炉共有风口20个,开炉以来只有12个风口工作,而且在8月24日到9月16日期间,由于外部条件限制,高炉一直在80kpa-130kpa风压下工作了16天,而高炉的设计工作风压为130kpa,其长期超低风压工作势必导致高炉内部各种场状态极端不正常。
而且,本高炉设计时取消了炉顶称量罐的称量系统,也取消了高炉炉喉十字测温系统,由于取消了这两大非常主要的炉顶系统,结果是对高炉炉顶煤气流温度和强度无法分析,更没有手段进行煤气流操作控制。
由于高炉一直堵了8个风口进行生产作业,导致高炉内部从炉缸到炉身的物理热量温度场,煤气流的流体场,料柱结构的物料组成差异都非常不均匀,最主要的是导致炉缸内部局部温度过热,整体热量不足,而且更主要的是整体热量储备不足。
这种温度不均匀的结果就是高炉铁水温度表面含[Si]%非常高,但是一旦由于外界条件波动导致炉温下滑,其下滑速度非常块,而且下滑幅度也非常大,稍有疏忽就下滑到炉凉程度。
2.3.预防措施
1.保证原燃料质量的稳定
高炉对原燃料的要求高,保证原料稳定,严格控制粉末入炉,烧结矿<5mm的粉末应小于5%,<10mm的粉末应小于30%。
焦炭的冷强度M40应在84%以上,水分波动应小,同时热强度、反应性应作为考核指标,对这几个指标能具备定期检验条件,采购应保证外购焦炭质量的稳定,否则易造成炉况失常,引发炉凉事故。
2.保证炉缸有足够热量
大高炉热惯性大,炉温管理以趋势管理为主,当铁水温度低于1460℃时,炉温基础不好的情况下,表明炉缸热损失大,应果断集中加焦以尽快提高炉缸热量,同时加焦量要足够,通过此次事故总结加焦至少在16t(约两批净焦)以上。
3.炉温向凉减风要果断到位
当出现炉温向凉,炉内频繁滑尺,高炉操作者一定要重视。
频繁滑尺必然伴随着减风,减风要把握尺度,要及时、到位准确。
对于发生炉凉如果批重过大,上部调节在加净焦的同时宜将批重,以改善炉料的透气性,增加中心煤气流,提高煤气利用率。
下部应抓住机会堵部分风口,提高风速和鼓风动能,利于炉况的尽快恢复,减少损失程度。
3.分析路径
学生走上工作岗位,减少事故是保证企业经济效益,稳定生产,保证质量的重要项目。
炉凉是高炉炼铁生产中常见的事故,当炉温向凉而未能及时制止,炉温继续向凉发展,这时,不仅炉温很低,炉渣流动性差,炉况顺行也遭到破坏,炉况变成大量。
大凉进一步发展,就会造成炉缸冻结。
处理起来难度大,耗时长,给生产带来严重的损失。
事故预防与分析是高技能人才的重要能力,牵涉到“人、机、料、法、环”多方面因素,事故分析与处理也是一个很好的代表性工作任务。
下面以某厂高炉生产炉凉为例,通过对事故经过、事故原因分析、提出预防改进措施,说明案例教学的经过。
该案例是高炉生产过程中所遇到的一类典型的生产事故,本生产案例体现了高炉炼铁生产中相应的热风炉、煤粉喷吹、高炉的四大操作制度及高炉失常路况的处理等知识点和相应的岗位技能,与冶金技术专业炼铁生产课程第七单元的教学目标相对应。
根据国家职业标准关于高炉特殊工种要求,对应教学目标,从此生产案例归纳提炼出所包含的知识和技能点,弱化与教学目标无关的内容,使之与课程学习目标、学习内容一致,成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
采用图片展示和讲解等手段,引导学生通过自学、讨论分析等方式学习炉况的判断方法,即高炉冶炼各个系统相关的生产、操作及理论知识,掌握相应的高炉炉况的预判技能、应急操作技能,协作技能,达到教学目标要求。
4.教学目标
(3)了解事故发生征兆,综合判断,进行事故判定;
(4)掌握高炉炉凉的成因和相关的预防处理措施;
(3)严细操作,注重岗位接口沟通。
(4)全面复习所学知识,并将知识转化为能力。
5.教学方式方法
进行现场调研,事故视频观看,问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。
具体教学过程设计如下:
5.1.课前计划
(1)学生掌握知识:
高炉炼铁生产的基本原理、工艺,炉况的判断方法;
(2)进行学生分组,指定组长;
(3)与现场联系,进行现场教学准备,包括安全教育、劳保用品、行走路线,现场兼职教师,现场教室等;
(4)安全教育,教师带领学生下厂调研,记录高炉炼铁生产工艺参数,收集事故相关资料;
(5)学生根据所学知识和实习、调研中获得的资料,总结高炉炉凉事故的产生原因、预防措施;
(6)与技术人员交流,请技术人员准备讲授高炉生产中出现的事故。
(可选)
(7)教室设置成学习岛,准备投影,为每组准备2张0开白纸,大号记号笔1支、作业纸每人2张。
5.2.课中计划
(1)学生按小组就座学习岛周围,选举记录人、发言人。
(2)采用头脑风暴法,每人总结一条炉凉事故的产生原因并提出预防措施,按顺时针顺序轮流发言,记录人将操作要点在0开白纸上按人、机、料、法、环分别记录。
要求每人发言,可以轮空,直到所有人员无法补充为止,时间15-20分钟;
(3)整理完成后,小组发言人上台展示0开白纸上的记录,并向全体师生汇报交流炉凉事故的产生原因和预防措施;发言学生汇报完成后,同组学生可以补充。
汇报完成,本组自评,其它组进行点评打分,现场技术人员参与对学生汇报的操作要点评价,指出优点和不足,每组时间8-10分钟;
(4)技术人员讲授实际生产中高炉炉凉事故案例,时间20分钟;
(5)教师讲授事故案例,引导学生分析事故案例产生的原因,熟悉预防措施,时间30分钟。
5.3.课后计划
布置作业,见6.3
6.思考题及考评
6.1.课前思考题
布置课前思考题,保证学生下厂调研知道找什么材料、看什么操作、思考为什么如此操作。
(1)什么是高炉炉凉?
(2)怎样用直接或间接的手段判断炉况?
(3)高炉炉温向凉的产生原因、处理手段和预防措施是什么?
6.2课堂练习
课堂提问或者集体回答,目的:
及时复习、巩固知识,检查教学效果。
练习题
1、炉凉进一步发展,使渣铁不能从渣铁口自由流出,炉缸处于凝固或半凝固状态称为________。
答案:
炉缸冻结
2、正常炉况的主要标志是,炉缸工作________,炉温________,煤气流分布________,下料________。
答案:
均匀活跃;充沛稳定;合理稳定;均匀顺畅
3、 在炉凉情况下,铁口角度往往会变深,铁口眼应_____。
(B)
A.维持正常B.适当加大C.适当减小D.大量减小
4、炉温剧凉而又悬料时,处理过程中________。
(B)
A、以处理悬料为主B、以处理炉凉为主C、见渣后坐料
5、下列不属于减风条件的是________。
(D)
A、料速过快可能会导致炉凉或生铁出格时
B、悬料、连续崩料、管道行程
C、严重失常导致煤气流失常时
D、炉温有上行趋势时
6、处理炉凉时,首先要采用减风的方法,来控制炉料下降速度。
()答案:
×
7、炉凉时,炉前操作的中心任务是尽快排除凉渣铁。
()
答案:
×
6.3课后作业
课后作业,复习巩固知识、提升能力。
(1)每人记录10炉以上高炉操作数据。
(2)每人结合自己调研结果,选择一个现场事故案例结合原理分析原因,提出预防措施。
(3)高炉炉温向凉的主要原因是什么?
如何防止?
(4)试述炉凉的处理原则?
6.4评价
学生考核评价实施表
评价方式
评价内容
评价结果
得分
过程性
评价
(100%)
学生精神状态
(10%)
上课认真听讲,积极举手发言,敢于提出不同的想法并大胆尝试。
8~10
上课认真听讲,有参与讨论,能够表达自己的想法。
5~7
上课无心听讲,极少参与讨论,不敢尝试或表达自己的看法
1-5
课堂参与
(50%)
小组评价
(20%)
小组合作融洽,讨论能达到预定的目标
16~20
小组合作比较融洽,讨论基本达到预定的目标
10~15
小组合作相对融洽或不融洽,讨论未达到预定的目标
1~9
展示评价
(20%)
条理清楚、语言流畅,展示内容完整,
4~20
现场教学
评价
(10%)
遵守现场规章制度,有良好的安全意识。
0~10
完成作业
(30%)
思路清晰,格式规范,内容正确
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