水钢1350m³高炉护炉生产实践

周成林

(首钢水钢炼铁厂  贵州六盘水  553028)

摘要：水钢1350m³高炉通过钛矿护炉、适当提高炉温、控制气流分布、强化导热等一系列技术措施，实现高炉炉缸炉底温度下降，高炉炉况保持稳定，取得了较好的经济效益。

关键词：高炉；护炉；实践

1 前言

水钢1350m³高炉于2004年9月15日建成投产，该高炉采用了并罐无料钟炉顶、软水密闭循环冷却系统，铜冷却壁、陶瓷杯炭砖综合炉底、冷水转鼓渣处理工艺、比肖夫环缝煤气处理及TRT发电、双出铁场，液压开口机及泥炮等先进工艺及技术，开炉达产以来由于持续强化生产，至2015年每立方米有效容积产铁10375t/m³，炉缸炉底侵蚀严重，2016年初，因市场原因，1350m³高炉采取降料面停炉，在停炉前采取普通矿、萤石洗炉，3月高炉开炉时采取、适当放边、使用锰矿、萤石改善渣铁流动性的措施，随着高炉逐步强化冶炼，炉缸、炉底温度水平上升幅度大，2016年5月高炉炉底第三层炭砖最高温度上升至662℃（标高6.072米TE-4132点），侧壁温度最高达418℃（标高7.695米TE-4121点）。针对炉缸、炉底温度大幅上升，危及高炉安全生产，为此通过采取提高钛球比例、缩小风口面积、控制冶炼强度、强化炉缸传热、加强监控等措施，炉缸、炉底温度明显降低，炉况保持稳定顺行，技术经济指标相对稳定(见表1)，高炉实现了安全生产的目标。

表1  主要技术经济指标完成情况

2 采取的护炉措施

2.1 加强原燃料管理，为高炉护炉提供物质保证

2.1.1稳定焦炭强度

焦炭是高炉料柱的骨架，焦炭强度指标，对高炉冶炼顺利进行影响突出，高炉炉况大幅波动，往往与焦炭质量下滑密切相关。焦炭强度指标不仅要关注冷强度，更应该关注热强度。为保证在护炉期间高炉炉况稳定，为此加强焦炭配煤的管理，在克服焦炭资源紧张的情况下，稳定焦炭质量，焦炭质量的稳定性明显提高（见表2）。M₄₀在83%以上，M₁₀在6.5%水平。

表2  2015年-2016年高炉所用焦炭成分及指标

2.1.2 提高烧结矿强度，提高熟料率，降低入炉粉率

烧结矿比例在炉料结构中占75%水平，烧结矿质量的好坏直接影响高炉气流的稳定和炉况的稳定顺行，为此通过加强烧结工序的操作管理、配料管理、开展烧结杯试验优化配料等措施，烧结矿质量指标明显提高，同时很抓筛分管理，控制入炉粉末，对稳定炉况、搞好护炉工作提供物质保证。（见表3）

表3  高炉原料情况

2.2 合理控制边缘气流分布

在炉龄后期，为防止炉缸炉底温度上升，在气流分布上适当抑制边缘气流，减轻边缘热负荷，有利于控制炉缸炉底温度，因此我们在上下部制度上适当进行了调整。

（1）上部制度调整坚持适当抑制边缘气流，疏导中心通道的原则，通过摸索逐步将装料角度由C₂⁴⁵₂⁴³ ₂⁴¹₂³⁸₂³⁵₁³² O₃^44.5₂^42.5 ₂^40.5 ₂^38.5，角差2.2°调整为C₂⁴⁵₂^42.5 ₂^40.5₂^37.5₂^34.5₁²⁹ O₃⁴⁴₂⁴² ₂⁴⁰ ₂³⁸，角差2.3°，通过炉顶成像观察，明显呈现中心气流增强，边缘气流减轻的现象，休风时观察料面，出现中间大漏斗，边上有小平台的料面形状

（2）下部调剂，保持高鼓风动能，避免边缘气流发展。高炉下部调节主要是强调保持一定风量和风速，实现炉缸活跃，缩小死料柱，可减轻环流对炉缸的冲刷。针对炉缸炉底温度升高的情况，我们采取适当控制冶炼强度，由2015年的1.493t/m³降低至1.400t/m³.d,由于风量下降冶炼强度下降，降引起鼓风动能下降，边缘气流增强，不利于护炉。为此我们将铁口上方20^#风口由直径130mm换成直径120 mm，并逐步将全部130mm换成120mm。风口总面积由年初的0.2398m²缩小至0.2261m²，通过缩小风口面积，高炉风速及鼓风动能明显增加（见表4），将气流引向中心，从而减轻边缘气流对炉强的冲刷。

表4  高炉护炉期间风速、鼓风动能情况

2.3 增加钛球比例，开展钛矿护炉

钛矿护炉是高炉炉缸养护的强有力手段，含钛物中的TiO₂在高温还原条件下可生成高熔点的TiC、TiN及其连续固溶体Ti（CN),发育和集结，并与其他附近的渣、焦、铁一起凝结在砖衬上，起到保护炉衬的作用。在2016年视炉底、炉缸温度大幅上升，为此我们及时增加钛球比例，适当提高炉温下水平的措施。钛球比例由0%提高至10%水平，炉温下限由0.230%逐步提高至0.280%。实现生铁钛维持在0.150%-0.250%范围内，促进了高熔点的TiC、TiN的生成。有力地保护了炉缸、炉底。

表5  护炉期间生铁硅、钛水平及钛球比例情况

2.4 控制铁水Mn含量，减轻渣铁冲刷

铁水锰水平增加不仅增加热量消耗，同时将改善渣铁流动性，造成对炉缸冲刷加剧。我们通过积极协.调原料采购，控制高锰炉料采购，优化烧结配料，测算好烧结成分，控制烧结矿MnO%水平，争取实现高炉[Mn]≤0.400%，铁水锰水平从5月份过来逐步下降，由5月0.512%下降至0.380%水平。

2.5 加强铁口维护

铁口是炉缸最薄弱的部位，铁口的工作正常与否，威胁到高炉的使用生命，特别是3月1日开炉过来，西铁口区域窜煤气严重，炉皮出现大小不等的裂缝，炉缸侵蚀呈加剧趋势。为此我们采取提高炮泥强度，使用强度较高、稳定性好、快干速硬性能更好的炮泥，减少重出二次铁的频率。在铁口深度上要求控制铁口深度大于2.5米，要求铁口合格率达95%以上；精心处理铁口，发现钻不动吃力时要及时退回更换钻头，同时充分的利用好雾化，结合实际选取好钻头大小，减少使用氧气烧开铁口。严禁潮铁口出铁和闷炮操作，遇铁口潮时，采取分段钻入，待铁口潮气去除才能逐步钻进，发现铁口侧漏钻不开时，采取堵铁口重钻，严禁闷炮操作。加强铁口眼、铁口角度检查，确保铁口通道稳定，位置准确。钻铁口前，必须检查钻杆是否对准铁口中心线，只有铁口眼对正后方可钻铁口，防止铁口偏离中心线。每个星期一白班对铁口角度进行校核，发现偏离及时纠正。

2.6 加强炉体传热，保证耐材强度

我们利用长期计划休风机会组织对炉缸等各段进行灌浆，灌浆孔主要集中在冷却壁热流强度高的部位和炉缸各段，在两块冷却壁之间进行开孔，焊长度150mm的Ф48mm厚壁无缝灌浆管，管子的一端的外部套住粗牙螺纹。为了达到较好的灌浆效果，采用了高压灌浆设备，灌浆机选用uH4—8B型灰浆联合机，功率11kW，最大工作压力10MPa。灌浆料选导热性好的炭质浆，将灌浆料粉料与结合剂配合，通过灌浆机压入灌浆孔，发现相邻的灌浆孔冒浆则停止灌浆操作，在压入灌浆作业完毕后将所有的灌浆短管用带螺纹的灌浆球阀严密拧上。通过灌浆炉缸窜煤气得到了有效控制，也促进了炭砖的传热。在2016年我们灌浆6次，累计使用灌浆料10吨。

2.7 加强监控，及时发现问题

建立关键部位和薄弱环节重点监测检查台账（铁口两旁的冷却壁、炉底水冷管、渣口两旁冷却壁水温差、炉皮温度、炉缸、炉底炉皮温度等）。加强特护检查频率和频次，车间全员参与检查，发现异常情况可以及时汇报、及时处理。在后期，我们在炉皮增设电偶，监测温度变化，。在水冷管上开孔，引出冷却壁进出水，测量温差情况测算热流强度，作为检测手段，通过上述措施便于及时发现问题，及时处理。

3 结语

我厂1350m³高炉通过采取钛矿护炉、控制冶炼强度、调整上下部制度、加强铁口维护、强化导热等护炉措施后，炉缸、炉底温度逐步呈下降趋势，炉底温度水平由最高时的662℃下降至600℃水平，侧壁最高温度由418℃下降至375℃水平，并日趋稳定，同时高炉炉况稳定，高炉利用系数达2.7t/m³.d，护炉取得阶段性成功，实现了长寿与高产并驾齐驱。

参考文献

周传典.高炉炼铁生产技术手册.北京;冶金工业出版社2002,398-402.

作者简介

周成林(1971～),男,炼铁工程师,首钢炼铁厂生产安全环保室。