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韶钢 1 号高炉高温区冷却器漏水原因分析及处理

邓 晖，袁铭杰，廖经文

( 广东省韶关钢铁集团有限公司，广东 韶关 512123)

摘 要: 通过对高炉高温区损坏冷却器漏水的原因进行分析，以果究因，制定出良好的处理措施和应对策略，保证了高炉的正常生产炉型不受破坏． 既保护好了冷却器的正常工作状态，而且高炉也取得了较好的各项经济指标．

关键词: 高温区冷却器; 漏水; 原因分析; 处理

1 概 述

广东省韶关钢铁集团有限公司( 以下简称“韶钢”) 1 号高炉于 2010 年 3 月大修，高炉有效容积420 m3，考虑到大修费用和施工期限，高炉原炉缸 1段，2 段，3 段，炉身 8 段，9 段，10 段冷却壁未进行更换，采用酸洗后利旧方式恢复使用． 韶钢 1 号高炉共设 10 段冷却壁，每段冷却壁为 28 块( 1 号高炉各段冷却壁连接方式见表 1) ．

 1 号高炉于 2010 年 11 月25 日开炉生产，2011 年 1 月 9 日开始，陆续发现 5段第 27 块，6 段第 18 块冷却壁漏水，后经检查，发现为冷却壁管头拉裂所致，经过修复恢复正常工作状态． 但其后从 2011 年 2 月 9 日至 4 月 21 日，总共发现 5 段冷却壁凸台有 7 块漏水，严重制约了高炉的正常生产． 高炉开炉不到半年，冷却器损坏如此严重，实属罕见，但经过高炉漏水冷却壁及凸台的逐步修复处理，其工作状态未受到大的影响，高炉各项经济技术指标也有了大的提升( 1 号高炉各期间各项经济技术指标见表 2) ．

2 漏水原因分析

2． 1 冷却壁的制造加工

韶钢 1 号高炉从 2010 年 3 月开始立项到按要求 6 月 20 日左右投产，时间仅为 3 个半月，而且要求控制好大修成本． 各种备件、耐火材料的订货计划都必须提前，订货周期短． 从计划到所需设备、耐材到大修现场，时间很短，这就导致了产品的加工周期短，势必会影响各种设备、耐材的质量指标． 冷却壁的加工也是如此，其各项理化性能肯定会受到一定的影响，特别是晶相结构组成等都会有大的缺陷． 在使用过程中就会逐步暴露出短期快速加工出来的冷却壁其中的缺陷，如抗急冷急热性，冷热面的膨胀不均匀性等，特别是在高温区段，冷却壁逐步出现了漏水的现象，并且有急剧恶化的趋势．

2． 2 大修施工

大修施工过程中，都是在赶时间，要求按预定计划完成高炉大修任务，包括冷却壁的安装，高炉内衬耐火材料的砌筑等，在施工质量标准制定和监督施工过程中要求都不是很严格，特别是在工程非常赶时间的情况下，导致施工质量存在着一定的问题． 如冷却壁的安装，本来要求冷却壁管头与炉皮开孔要留有一定的间隙，同时在安装之前必须对炉皮开孔去毛刺等，这些过程有时在施工过程中就被忽略． 高炉内衬耐火材料的砌筑过程中，特别是在风口以上部分，施工质量比较粗糙，在砖缝的要求方面有些放松，加上耐材的理化性能方面的一些影响，导致砖缝过大和高炉内型的不规则． 从而在高炉投产后，对冷却壁特别是高温区冷却壁的工作状态造成很大的冲击，加剧了冷却壁及凸台的损坏．

2． 3 高炉配矿

韶钢 1 号高炉是韶钢最小的一座高炉，其主要目的是为了处理转炉污泥及其广东本地的一些地方矿． 这些矿石的特性主要是碱金属含量高，同时铅锌的含量也非常高，在炉料结构方面，特别是在开炉初期，高炉入炉碱负荷基本维持在 3． 0 kg/t． Fe，铅负荷一般在 0． 3 kg/t． Fe，最主要的是锌负荷都是在 3kg / t． Fe 以上． 这些有害元素在高炉正常生产过程中都会产生循环富集的现象，轻则导致焦炭及矿石强度变差，影响高炉炉况的正常顺行，重则在高炉炉墙上凝结，导致高炉炉墙结厚，同时渗入到炉衬耐材中，导致耐材粉化爆裂损坏或者炉本体长高，严重影响到高炉的正常生产炉型，这些都会对冷却器的正常工作造成致命的冲击，加剧了冷却壁及凸台的损坏．

2． 4 工艺方面

高炉开炉初期，由于风口布置方面的原因，导致了煤气流有所偏行，特别是靠近热风总管和热风围管三岔口处的几个风口，边缘气流明显偏盛，加上都为斜 9°风口，在初始煤气流分布方面显示出不均匀性． 同时由于是高锌负荷冶炼以及焦炭质量不稳定，炉墙逐步出现结厚现象，煤气流分布比较紊乱，高炉很容易吹出边缘管道，特别是高温区形成的渣皮不稳定，很容易脱落，导致热流强度急剧波动，对冷却壁的工作造成大的影响． 以后，经过风口的逐步调整到位( 高炉开炉初期和调整后风口布置见表 3) ，以及认识到高锌冶炼对高炉正常生产的巨大危害，在配矿方面加以调整，使高炉锌负荷降到 3． 0 kg/t． Fe左右，同时焦炭质量改善，高炉顺行状况有了明显的好转，煤气流分布趋于合理． 高炉正常生产炉型形成，冷却壁损坏的情况得到了一定的遏制．

3 处理实践

3． 1 冷却器的修复

最初 5 段第 27 块和 6 段第 18 块冷却壁漏水，割开膨胀节，发现是冷却壁管头拉裂所致． 利用休风机会对拉裂处进行焊补，恢复了冷却壁的正常工作状态． 其后发现 5 段冷却壁凸台漏水，经检查确定为凸台损坏． 利用几次休风机会对损坏凸台进行串管作业． 所谓串管作业就是用一条软性金属管串入原凸台蛇形管内，然后再在蛇形管与新串的金属软管之间进行碳素料灌浆，目的就是加强其导热性能． 经过对损坏凸台进行了重新串管，凸台正常工作，有利于正常生产炉型的形成．

3． 2 工艺保护

在工艺操作上，充分考虑到高温区渣皮的稳定状态以及合理稳定的煤气流分布是对冷却器工作状态的最好保护． 因此，在操作制度的制定上以及日常的操作中，力求做到上稳下活，充分抑制边缘煤气流的发展，开放中心煤气流，同时抓住高炉操作的“牛鼻子”炉温，做好“中硅、中硫、低碱度”操作制度的贯彻执行． 这样既有利于炉况的长期稳定顺行，又有利于利用较强的中心煤气流和较低的渣碱度，充分排放高炉循环富集的碱金属和锌铅等有害元素，保护了入炉矿焦热强度和还原性，同是还可以避免这些有害元素对高炉内衬耐材的侵蚀，间接保护了高炉冷却器的工作状态． 高炉出现炉况不顺，受冲击最大的就是高炉的内衬耐材以及冷却器．

3． 3 日常维护

在日常生产中，要求管工充分做好冷却器工作状态的监控和维护，特别是高温区冷却器工作状态的检查监控． 一旦发现冷却器水温差超标或水头变小，要立即进行强制冷却，并查找原因，及时解决处理，有效地避免了冷却器的继续损坏．

4 结 语

虽然从开炉以来短时间内陆续发现高温区冷却器损坏比较严重，并且有恶化的趋势，但通过科学的分析和精心的操作，做到对症下药，标本兼治，冷却器再损坏的现象没有再发生． 并且通过对高温区损坏冷却器的再修复，受损冷却器的工作状态没有受到影响，对高炉正常的生产炉型和高炉各项经济指标也没有造成大的冲击