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首钢长钢9#1080m³高炉护炉操作实践

侯毅磊,  李迎辉

（首钢长治钢铁公司， 山西 长治 046031）

摘要：对首钢长钢9#高炉护炉操作实践进行了总结，通过采取优化装料制度、合理控制冶炼强度、增加含钛球团用量等等一系列有效的护炉措施，稳定了冷却壁水温差，并很好地处理了高炉生产与炉缸安全之间的矛盾。

关键词：护炉； 冶炼强度； 冷却壁水温差

1 前言

    高炉长寿是现代高炉追求的目标，高炉长寿就意味着经济效益的提高。大量事实表明，影响现代高炉一代炉役寿命主要取决于以下因素的效果：一是高炉大修设计或新建时采用的长寿技术，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工艺管理和优质的原燃料条件。四是有效的炉体维护技术。

    实践及理论证实，高炉炉缸炉底的侵蚀，主要是由于陶瓷杯被侵蚀严重，铁水渗透到碳砖中，使碳砖脆化变质再加之炉缸内铁水环流的冲刷作用而形成的，另外死料柱直接沉降在炉底上，减小了死料柱与炉底之间的铁流通道，降低了炉缸透液性加重了铁水环流缩短了炉缸炉底的寿命。

2 首钢长钢9#高炉炉缸侵蚀状况

   首钢长钢炼铁厂9#高炉有效容积1080m³，设计利用系数2.7t/m³ ·d，日产生铁2900吨，年产量105.84万吨，一代炉龄为12年，设有2个铁口，20个风口，九高炉于2009年6月28日投产，截至2013年8月运行四年零两个月，共产生铁522万吨，单位炉容产铁量达4834吨。投产至今，高炉利用系数平均3.14t/m³ ·d。2009年燃料比511kg/t，2010年煤比192kg/t， 2011年利用系数3.47 t/m³ ·d，分别为历年来最好指标。9#高炉采用陶瓷杯碳砖综合炉缸，水冷炉底。炉缸冷却为中压水，水压0.50MPa,炉缸一到三段冷却总水量约1000m³/h。炉缸基本构造如图所示：

图1 炉缸砌筑简图

炉底为五层碳砖和两层棕刚玉砖，碳砖厚度400mm,棕刚玉砖厚度345mm。炉缸侧壁为超微孔碳砖和刚玉砖。

九高炉投产后在较长时间内，炉缸热流强度整体上维持三段冷却壁略高于二段的趋势，三段平均维持5000 kcal/m²·h，二段平均维持4000 kcal/m²·h。随着炉役增加，炉缸热流强度也随之逐步升高。2011年10月二段冷却壁热流强度平均突破5000 kcal/m²·h。2012年5月，炉缸二段冷却壁热流强度整体较之前明显上升，6月份二段热流强度水平开始超过三段热流强度，10月份二段9组冷却壁热流强度突破8000 kcal/m²·h，改高压水后，冷却水流量由中压水时的17t/h提高至28t/h，之后热流强度得到控制，维持在7500 kcal/m²·h左右。

炉缸二段17组冷却壁（18#风口下方）热流强度于 2013年1月30日升高7900 kcal/m²·h，改高压水后，降至6500 kcal/m²·h，4月1日升高至7400 kcal/m²·h。4月22日升高至8300 kcal/m²·h，5月6日升高至8800 kcal/m²·h。6月14日热流强度升高至10020 kcal/m²·h，并且8.2米L点热电偶（内环）温度升高至342℃，超高2012年12月该点历史最高温度329℃。2013年6月16日14:00热流强度升高至10750 kcal/m²·h，8月19日重点监测部位热电偶温度继续上升，7.4米17组竖缝处为125℃，6.9米4/5#风口处温度为118℃，同步二段热流强度也升高至4#9478 kcal/m²·h、13#8959 kcal/m²·h、17A10299 kcal/m²·h、17B10430 kcal/m²·h。

1）侵蚀模型截图（黄色的线指示剖面方向）

图2 17组冷却壁方向

图3 约为9组冷却壁方向

3 采取的护炉措施

1）  稳定的热制度和合理的造渣制度。

①稳定充足的炉温。操作方针规定炉温的控制范围是0.45-0.65%，并严格四班操作，确保炉温稳定。

②合适的炉渣碱度。炉渣碱度控制在1.13-1.19.生铁中S控制在0.020-0.040%

2）优化下部送风制度。

调整风口尺寸，缩小风口进风面积，风口孔径从450*125 mm缩小至460*115mm,并采取堵18#风口措施；将4#风口由斜125mm*450mm（斜5°）调整为直120mm*480mm 。

3）  炉体灌浆。

    6月27日在炉缸二段、三段开孔及安装灌浆头共计14个，灌浆量2.86t；炉腰及炉身下部七段、八段、九段也分别灌浆。

4）  加强监测，增设临时热电偶。

    在2011年安装9支热电偶的基础上，另安装4支临时热电偶插入深度250—280mm，位置：7.4米17组冷却壁、7.4米16组冷却壁、6.9米16组冷却壁、7.3米4组冷却壁。

5）增加冷却水流量，加大冷却。

    对热流强度较高的冷却壁由之前的中压水改为高压水冷却。目前对热流强度最高的4组、17组冷却壁采取了单拆措施。炉缸二段水量由1000t/h增加至1150t/h。

6）合理控制冶炼强度。

    采取控制冶炼强度是炉役后期护炉最安全有效的手段，炉体温度及水温差与有着很好的对应关系，随着冶炼强度的提高，炉体温度及水温差也随之上升，因此9高炉风量由之前3250m³/min控制至3050m³/min左右。

7）增加高钛承德球比例，将铁水中钛控制在0.10-0.12%，提高入炉钛负荷，减缓渣铁对炉缸的侵蚀。

4 护炉工作取得的效果

通过一系列的护炉措施调整，目前炉缸二段4组、17组热流强度稳定，各重点监控热点偶温度呈下降并逐步稳定状态，4组处临时热电偶83℃，17组处临时热电偶81℃,8.2米L点207℃，K点148℃。

炉缸一段最高1#1978 kcal/m²·h，最低15#1461 kcal/m²·h。炉缸二段最高17#B7855 kcal/m²·h，最低6#4364 kcal/m²·h。炉缸三段最高19#8474 kcal/m²·h，最低11#4010 kcal/m²·h。

铁口两侧冷却壁热流强度现为：

表1 铁口两侧冷却壁热流强度

表2 2013年6-12月生产指标情况

5 结语

一代高炉寿命取决于炉缸状况，随着高炉冶炼的强化、炉顶压力的提高、低硅冶炼、碱金属危害和硫负荷增加铁水含硫偏高，维护炉缸的重要日益突出。所以必须加强高炉操作管理和采用精料方针，减少碱金属等有害物质入炉，确保高炉长寿，实现高炉生产经济效益最大化。