九江1780m3高炉-
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高炉和一个人、一部车、一台机器一样，需要精心维护 与保养，才能保证稳定、长寿运行。
➢ 完善的高炉本体自动化检测
高炉本体设置4了完善的自动化检测 ，为高炉操作者提供可靠的操作依据， 做到及时发现，及3时处理，保证高炉稳 定顺行。
炉底满铺炭砖部分设置了4层热电 偶，共73点。 2
在炉缸不同高度微孔炭上砖 布置六层热电偶 ，特别是炉底、炉1缸半石异墨炭砖常侵蚀区布置四 层,共88点。
冷却壁设置11层冷却壁壁体测温，共 84点。
（0.978、
进口球团
97.8
（0.01、0.01）
0.978）
（6.194、
联达球团
309.7
（0.04、0.02）
3.097） （4.646、
铜陵球团
（0.03、0.01）
1.549）
（44.318、
合计
26.433）
从上表可以看出，如忽略燃料及溶剂中带入的碱金属，炉料中带入Zn
：0.44kg/t、Pb：0.26kg/t。
➢ 高炉冷却结构
炉体冷却结构设计采用薄壁、薄炉衬方式，炉底炉缸采用4段光面铸铁 冷却壁（材质为RTCr），每块设4根φ76x6冷却水管，冷却水设计流速 >1.6m/s, 水管间距240mm。冷却壁设计表比面积为0.994。在国内同类高 炉设计中冷却强度相对比较高，完全满足冷却要求。
九江3号高炉
➢ 高炉炉缸、炉底耐材结构
九江3号高炉
➢ 高炉本体设计总结
九江3号1780m3高炉设计上充分吸收国内大、中高炉特别是同级别高炉 设计和生产上的经验。高炉本体采用成熟、实用的长寿技术，如高炉体结 构的选择、炉型的设计、炉体热负荷参数的选取、冷却设备的结构和材质 以及耐材指标的提出等方面满足高炉长寿的要求。
九江公司就3号高炉炉底、炉缸修复方案邀请国内多名专家进行讨论。 讨论结果是九江3号高炉炉底、炉缸修复方案维持原设计方案，碳砖和炭 素捣料选用国内方大炭素的优质的碳砖和炭素捣料。 3号高炉已于2012年 底恢复生产，到目前炉底、炉缸温度正常。
九江3号高炉
➢高炉炉底炉缸炭砖质量和碳素捣料不过关
武钢技术研究 院对残存的炭砖 和碳素捣料进行 了取样化验,化验 的结果表明:微孔 炭砖的微孔率、 导热系数和抗铁 水溶蚀等指标没 有达到设计要求
碳素倒料的导 热系数只有 4~5w/mk ,没有达 到设计要求.
九江3号高炉
➢ 高炉维护不力直接导致烧穿
九江3号高炉
二.炉底、炉缸设计简介
九江1780m3高炉本体系统设计上充分吸收国内同级别高炉设计和生产 实践经验。积极稳妥地采用成熟的、已行之有效的炉型、耐材以及冷却设
备等。
➢ 高炉内型
高炉实际有效容积为1800.6m3。高炉内型设计时特别注意适当加深死 铁层深度，死铁层深度h0=2100mm，h0/d＝21.54%。以尽可能减少铁水环 流对炉缸侧墙的冲刷，减轻“象脚”区的侵蚀。
炉底、炉缸设计采用 国产大块炭砖+小块陶瓷杯 复合结构。
炉底、炉缸耐材如炭砖 和陶瓷杯设计上提出理化性 能指标完全满足甚至高于国 家标准
根据总包合同约定，采 用招标形式，最后确定九江 3#高炉耐材采用河南科瑞的 炭砖和巩义中原的陶瓷杯
九江3号高炉
➢ 高炉本体水系统
高炉本体冷却系统采用软水密闭循环和开路循环系统，软水密闭循环 系统设计总循环水量4030m3/h（合同附件3670），其中高炉本体冷却壁3120 m3/h（合同附件2890）。在设计最大热负荷条件下，最高进出水温差为8℃ ，软水供水温度45℃，水道专业空冷器换热能力按10℃设计，系统完全可以 安全运行。
九江3号高炉
高炉生产和操作维护不力是3号高炉烧穿的直接原因。 在生产操作 中，应尽早发现炉缸的危险的蛛丝马迹，操作上采取相应的措施以阻止 烧穿事故的发生。高炉出现险情都会有征兆，就像本报告分析的有许多 温度极度异常而被无视，高炉处在极度的危险中而没有采取任何的维护 措施，最终直接导致炉缸烧穿。
盲目的追求产量，不顾高炉安全的操作思想是决定要不得的，这种 做法的结果只有一个：就是最终导致烧穿事故的发生。高炉投产后一代 炉役生产期间，要时刻注意仔细观察。出现危险的信号后应立即采取行 之有效的措施，才能使高炉稳定高效生产。
九江3号高炉
三.烧穿情况
➢ 烧穿部位
3#高炉于10月27日2：07分左右发生炉缸烧穿事故，烧穿部位高度～ 1000mm，宽度～1200mm。烧穿的现场照片见图3。烧穿部位在13#风口与 14#风口之间正下方(高炉铁口中心线下~1600mm)炉缸第二段冷却壁位置. 。
现场观察从烧穿部位检查发现风口 以上炉料已大部分从烧穿部位吹出，烧 穿部位上方三层冷却壁约有12根进排水 管烧坏，炉缸陶瓷杯已不存在，只剩环 型碳砖，烧穿部位区域的炭砖侵蚀严重 。
四.烧穿原因分析
➢过高利用系数、高产量的影响
九江3#高炉设计利用系数2.327t/m3.d，日产铁量4142t，出铁次数为12 次，年产铁量145万t。现场调研3#高炉的利用系数2.6~2.8，出铁次数 15~16次，有时达到18次。下图是3#高炉事故前2012.10.23的生产报表，
从报表上看10.23的生铁产量为5338t.利用系数达到2.9以上。追 求高利用系数、高产量，铁水环流加剧，增加铁水机械冲刷和热流 强度，势必加重炉缸的“象脚”侵蚀，缩短高炉寿命。
2012.10.23软水回水2开始漏水
九江3号高炉
➢入炉料有害元素zn以及碱金属的影响
九江钢铁公司2011.1月入炉原燃料锌负荷情况见下表：
名称
单耗kg/t
（Zn、Pb）%
ห้องสมุดไป่ตู้
收入量kg%
烧结矿（1225.3）
精粉
1300
（0.06、0.03）
（23.4、 11.7）
富粉
（0.01、0.01） （9.1、9.1）
➢ 炉底炭砖的侵蚀情况
炉底炭砖侵蚀情况
炉底炭砖渗铅严重
炉底炭砖侵蚀情况，中心陶瓷垫侵蚀完毕，第4层满铺炭砖略 有侵蚀，深度大约200~300mm。炉底炭砖渗铅严重，一直渗透至炉 底第2层炭砖，砖缝中都有铅。炉料含铅负荷较重，大概是正常值 的3倍。炉底清理出大约800kg左右的铅（拆炉工人估计）。
九江3号高炉
九江3#高炉(1780m3)炉缸烧穿事故分析
九江3号高炉
一.概述 二.炉底、炉缸设计简介 三.烧穿情况 四.烧穿原因分析 五.专家分析结论
六.结语
九江3号高炉
一.概述
九江3#、4#高炉是中冶京诚EPC项目，3#高炉于2007年6 月开始施工图设计， 2008.12.27号上午11点18分顺利出铁 ，3#高炉于2012.10.27凌晨2点左右发生炉缸烧穿事故。此 高炉连续生产接近4年。
有害元素在炉内循环富积，不仅破坏高炉的稳定顺行、降低焦炭强
度，而且能与耐火材料形成化合物，使其体积膨胀，有的高达50%，
易对炉缸炭砖的造成破坏。
九江3号高炉
➢高炉炉缸堆积严重
死铁层中残铁极少
从扒炉情况看，陶瓷垫还部分残存，炉底仅有及其少量残铁，厚 度约50mm，且仅局部区域有一点。
炉缸堆积的存在，这就大大加剧了铁水环流。从拆炉过程中可以看 出，炉底陶瓷垫部分残存，“象脚”区炭砖侵蚀非常严重，残铁量较 少，这也证实了高炉由于长期操作不当，造成炉缸堆积，从而加剧铁 水环流对象脚区的侵蚀。
采取有效的措施是炉缸烧穿的原因之一。
九江3号高炉
六.结语
高炉长寿是一个系统工程：一是高炉设计时采用的长寿技术，如合理 的炉型、优良的设备制造质量、高效的冷却系统、优质的耐火材料。二是 良好的施工水平。三是稳定的高炉操作和优质的原燃料条件。四是有效的 炉体操作维护技术，这四者缺一不可。
炉底、炉缸耐材如炭砖和炭素捣料质量对高炉寿命起着重要的作用， 九江3号高炉采用河南科瑞的碳砖和炭素捣料,质量未达到设计要求是炉缸 烧穿的重要原因。
九江3号高炉
➢ 高炉操作、维护不力直接导致烧穿
TE1238
TE1235
2012.10.12 TE11238温度一度达到～1000℃
TE13244
2012.10.12 TE11235温度一度达到～1000℃， 软水回水1
软水回水2
2012.10.21 冷却壁TE1324 一度超过500℃, 超过500℃
九江3号高炉
➢炉内侵蚀情况
烧穿部位附近炉墙（正南)
即将烧穿部位的炉墙（正北）
第7~9层环炭侵蚀非常严重，总体上此标高区域一圈都有严重侵蚀 ，侵蚀呈现明显“蒜头状”，其中最严重的侵蚀发生在远离铁口的正南 和正北方位（图纸为0°和180°方位），而铁口正下方和铁口附近区域 相对侵蚀并不很严重。
九江3号高炉
受九江萍钢公司和中冶京诚委托 ，由9名 炼铁界专家组成的专家组， 听取了双方设计、施工、生产运行以及大修破损调查介绍，专家组就3号烧 穿原因进行分析,形成如下意见: ➢ 炭砖和碳素捣料部分指标未达到设计标准,是造成炉缸异常侵蚀的重要
原因。 ➢ 生产过程对炉缸冷却及侵蚀缺乏有效监控,高炉出现异常未及时发现并
对现场采集的数据（烧穿前一周，再前数据无记录） 分析得知，炉底满铺炭砖的温度、炉缸炭砖的温度特别是 “象脚”区炭砖的温度、冷却壁温度以及软水回水等较多 数据已长时间存在异常，足以说明高炉已处于极度危险的 状态中，高炉操作没有采取任何行之有效的护炉措施，导 致高炉炉缸烧穿事故的发生。
九江3号高炉
五.专家分析结论
➢ 完善的高炉本体自动化检测
高炉本体设置4了完善的自动化检测 ，为高炉操作者提供可靠的操作依据， 做到及时发现，及3时处理，保证高炉稳 定顺行。
炉底满铺炭砖部分设置了4层热电 偶，共73点。 2
在炉缸不同高度微孔炭上砖 布置六层热电偶 ，特别是炉底、炉1缸半石异墨炭砖常侵蚀区布置四 层,共88点。
冷却壁设置11层冷却壁壁体测温，共 84点。
（0.978、
进口球团
97.8
（0.01、0.01）
0.978）
（6.194、
联达球团
309.7
（0.04、0.02）
3.097） （4.646、
铜陵球团
（0.03、0.01）
1.549）
（44.318、
合计
26.433）
从上表可以看出，如忽略燃料及溶剂中带入的碱金属，炉料中带入Zn
：0.44kg/t、Pb：0.26kg/t。
➢ 高炉冷却结构
炉体冷却结构设计采用薄壁、薄炉衬方式，炉底炉缸采用4段光面铸铁 冷却壁（材质为RTCr），每块设4根φ76x6冷却水管，冷却水设计流速 >1.6m/s, 水管间距240mm。冷却壁设计表比面积为0.994。在国内同类高 炉设计中冷却强度相对比较高，完全满足冷却要求。
九江3号高炉
➢ 高炉炉缸、炉底耐材结构
九江3号高炉
➢ 高炉本体设计总结
九江3号1780m3高炉设计上充分吸收国内大、中高炉特别是同级别高炉 设计和生产上的经验。高炉本体采用成熟、实用的长寿技术，如高炉体结 构的选择、炉型的设计、炉体热负荷参数的选取、冷却设备的结构和材质 以及耐材指标的提出等方面满足高炉长寿的要求。
九江公司就3号高炉炉底、炉缸修复方案邀请国内多名专家进行讨论。 讨论结果是九江3号高炉炉底、炉缸修复方案维持原设计方案，碳砖和炭 素捣料选用国内方大炭素的优质的碳砖和炭素捣料。 3号高炉已于2012年 底恢复生产，到目前炉底、炉缸温度正常。
九江3号高炉
➢高炉炉底炉缸炭砖质量和碳素捣料不过关
武钢技术研究 院对残存的炭砖 和碳素捣料进行 了取样化验,化验 的结果表明:微孔 炭砖的微孔率、 导热系数和抗铁 水溶蚀等指标没 有达到设计要求
碳素倒料的导 热系数只有 4~5w/mk ,没有达 到设计要求.
九江3号高炉
➢ 高炉维护不力直接导致烧穿
九江3号高炉
二.炉底、炉缸设计简介
九江1780m3高炉本体系统设计上充分吸收国内同级别高炉设计和生产 实践经验。积极稳妥地采用成熟的、已行之有效的炉型、耐材以及冷却设
备等。
➢ 高炉内型
高炉实际有效容积为1800.6m3。高炉内型设计时特别注意适当加深死 铁层深度，死铁层深度h0=2100mm，h0/d＝21.54%。以尽可能减少铁水环 流对炉缸侧墙的冲刷，减轻“象脚”区的侵蚀。
炉底、炉缸设计采用 国产大块炭砖+小块陶瓷杯 复合结构。
炉底、炉缸耐材如炭砖 和陶瓷杯设计上提出理化性 能指标完全满足甚至高于国 家标准
根据总包合同约定，采 用招标形式，最后确定九江 3#高炉耐材采用河南科瑞的 炭砖和巩义中原的陶瓷杯
九江3号高炉
➢ 高炉本体水系统
高炉本体冷却系统采用软水密闭循环和开路循环系统，软水密闭循环 系统设计总循环水量4030m3/h（合同附件3670），其中高炉本体冷却壁3120 m3/h（合同附件2890）。在设计最大热负荷条件下，最高进出水温差为8℃ ，软水供水温度45℃，水道专业空冷器换热能力按10℃设计，系统完全可以 安全运行。
九江3号高炉
高炉生产和操作维护不力是3号高炉烧穿的直接原因。 在生产操作 中，应尽早发现炉缸的危险的蛛丝马迹，操作上采取相应的措施以阻止 烧穿事故的发生。高炉出现险情都会有征兆，就像本报告分析的有许多 温度极度异常而被无视，高炉处在极度的危险中而没有采取任何的维护 措施，最终直接导致炉缸烧穿。
盲目的追求产量，不顾高炉安全的操作思想是决定要不得的，这种 做法的结果只有一个：就是最终导致烧穿事故的发生。高炉投产后一代 炉役生产期间，要时刻注意仔细观察。出现危险的信号后应立即采取行 之有效的措施，才能使高炉稳定高效生产。
九江3号高炉
三.烧穿情况
➢ 烧穿部位
3#高炉于10月27日2：07分左右发生炉缸烧穿事故，烧穿部位高度～ 1000mm，宽度～1200mm。烧穿的现场照片见图3。烧穿部位在13#风口与 14#风口之间正下方(高炉铁口中心线下~1600mm)炉缸第二段冷却壁位置. 。
现场观察从烧穿部位检查发现风口 以上炉料已大部分从烧穿部位吹出，烧 穿部位上方三层冷却壁约有12根进排水 管烧坏，炉缸陶瓷杯已不存在，只剩环 型碳砖，烧穿部位区域的炭砖侵蚀严重 。
四.烧穿原因分析
➢过高利用系数、高产量的影响
九江3#高炉设计利用系数2.327t/m3.d，日产铁量4142t，出铁次数为12 次，年产铁量145万t。现场调研3#高炉的利用系数2.6~2.8，出铁次数 15~16次，有时达到18次。下图是3#高炉事故前2012.10.23的生产报表，
从报表上看10.23的生铁产量为5338t.利用系数达到2.9以上。追 求高利用系数、高产量，铁水环流加剧，增加铁水机械冲刷和热流 强度，势必加重炉缸的“象脚”侵蚀，缩短高炉寿命。
2012.10.23软水回水2开始漏水
九江3号高炉
➢入炉料有害元素zn以及碱金属的影响
九江钢铁公司2011.1月入炉原燃料锌负荷情况见下表：
名称
单耗kg/t
（Zn、Pb）%
ห้องสมุดไป่ตู้
收入量kg%
烧结矿（1225.3）
精粉
1300
（0.06、0.03）
（23.4、 11.7）
富粉
（0.01、0.01） （9.1、9.1）
➢ 炉底炭砖的侵蚀情况
炉底炭砖侵蚀情况
炉底炭砖渗铅严重
炉底炭砖侵蚀情况，中心陶瓷垫侵蚀完毕，第4层满铺炭砖略 有侵蚀，深度大约200~300mm。炉底炭砖渗铅严重，一直渗透至炉 底第2层炭砖，砖缝中都有铅。炉料含铅负荷较重，大概是正常值 的3倍。炉底清理出大约800kg左右的铅（拆炉工人估计）。
九江3号高炉
九江3#高炉(1780m3)炉缸烧穿事故分析
九江3号高炉
一.概述 二.炉底、炉缸设计简介 三.烧穿情况 四.烧穿原因分析 五.专家分析结论
六.结语
九江3号高炉
一.概述
九江3#、4#高炉是中冶京诚EPC项目，3#高炉于2007年6 月开始施工图设计， 2008.12.27号上午11点18分顺利出铁 ，3#高炉于2012.10.27凌晨2点左右发生炉缸烧穿事故。此 高炉连续生产接近4年。
有害元素在炉内循环富积，不仅破坏高炉的稳定顺行、降低焦炭强
度，而且能与耐火材料形成化合物，使其体积膨胀，有的高达50%，
易对炉缸炭砖的造成破坏。
九江3号高炉
➢高炉炉缸堆积严重
死铁层中残铁极少
从扒炉情况看，陶瓷垫还部分残存，炉底仅有及其少量残铁，厚 度约50mm，且仅局部区域有一点。
炉缸堆积的存在，这就大大加剧了铁水环流。从拆炉过程中可以看 出，炉底陶瓷垫部分残存，“象脚”区炭砖侵蚀非常严重，残铁量较 少，这也证实了高炉由于长期操作不当，造成炉缸堆积，从而加剧铁 水环流对象脚区的侵蚀。
采取有效的措施是炉缸烧穿的原因之一。
九江3号高炉
六.结语
高炉长寿是一个系统工程：一是高炉设计时采用的长寿技术，如合理 的炉型、优良的设备制造质量、高效的冷却系统、优质的耐火材料。二是 良好的施工水平。三是稳定的高炉操作和优质的原燃料条件。四是有效的 炉体操作维护技术，这四者缺一不可。
炉底、炉缸耐材如炭砖和炭素捣料质量对高炉寿命起着重要的作用， 九江3号高炉采用河南科瑞的碳砖和炭素捣料,质量未达到设计要求是炉缸 烧穿的重要原因。
九江3号高炉
➢ 高炉操作、维护不力直接导致烧穿
TE1238
TE1235
2012.10.12 TE11238温度一度达到～1000℃
TE13244
2012.10.12 TE11235温度一度达到～1000℃， 软水回水1
软水回水2
2012.10.21 冷却壁TE1324 一度超过500℃, 超过500℃
九江3号高炉
➢炉内侵蚀情况
烧穿部位附近炉墙（正南)
即将烧穿部位的炉墙（正北）
第7~9层环炭侵蚀非常严重，总体上此标高区域一圈都有严重侵蚀 ，侵蚀呈现明显“蒜头状”，其中最严重的侵蚀发生在远离铁口的正南 和正北方位（图纸为0°和180°方位），而铁口正下方和铁口附近区域 相对侵蚀并不很严重。
九江3号高炉
受九江萍钢公司和中冶京诚委托 ，由9名 炼铁界专家组成的专家组， 听取了双方设计、施工、生产运行以及大修破损调查介绍，专家组就3号烧 穿原因进行分析,形成如下意见: ➢ 炭砖和碳素捣料部分指标未达到设计标准,是造成炉缸异常侵蚀的重要
原因。 ➢ 生产过程对炉缸冷却及侵蚀缺乏有效监控,高炉出现异常未及时发现并
对现场采集的数据（烧穿前一周，再前数据无记录） 分析得知，炉底满铺炭砖的温度、炉缸炭砖的温度特别是 “象脚”区炭砖的温度、冷却壁温度以及软水回水等较多 数据已长时间存在异常，足以说明高炉已处于极度危险的 状态中，高炉操作没有采取任何行之有效的护炉措施，导 致高炉炉缸烧穿事故的发生。
九江3号高炉
五.专家分析结论