摘  要  在鞍钢1号高炉上，利用风口喂线技术将含钛物料包芯线通过煤枪孔喂入高炉内，取得了很好的护炉效果项工作 并解决了喂线速度、联结装置两大技术难点，成功地开发出一种钒钛矿护炉新方法。

关键词 风口 包芯线 护炉

1  引言

    鞍钢1号高炉本代炉役于1987年大修开炉，高炉容积为633 m³，炉底、炉缸采用炭砖和高铝砖的综合结构，炉缸部位采用光面冷却壁，水冷炉底。由于采取砂洗、高压风吹扫等手段加以维护，使得l号高炉的冷却系统基本保持了良好的工作状态。但从2001年9月炉缸二段4号～10号冷却壁水温差开始上升，其中5号冷却壁最高水温差在0．2 MPa水压下达到4℃(正常要求小于3 ℃)。为了高炉的安全、稳定运行，决定从炉顶加钒钛矿护炉，每批料(16t)加500 kg钒钛矿，Ti02负荷为5．87 k/t，并将炉缸二段4号～10号冷却壁的水压由0．2 MPa提升至0．8 MPa，10天之后冷却壁水温差基本稳定在1．6℃以内，热流强度小于10．14 kW／m²。

    为了延缓炉缸部位炉衬的侵蚀，全面抑制炉缸水温差的升高，2002年10月再次提高炉缸二段4号～10号冷却壁的冷却水压力，由0．8 MPa提升至1．0MPa，此后每批料仍然加300～500 kg钒钛矿进行护炉，使[Ti]保持在0．10％～0．15％。

    为了寻求快速、有效、经济和针对性强的抑制局部异常侵蚀的护炉方法，鞍钢炼铁总厂与东北大学于2005年1月在鞍钢1号高炉进行了风口喂线定向修复炉缸的技术试验。

2试验原理及准备

    所谓风口喂线定向修复炉缸技术，就是在炉缸需要修补部位上方风口，通过窥视孔或煤枪孔将含钛物料包芯线用喂线机送人炉内，包芯线穿过风口、进入回旋区熔化并熔入渣、铁之中，形成局部高浓度钛渣，进而被还原生成TiC、TiN并粘附于炉缸形成保护层。本次试验的工艺流程如图1所示。

    其中，用于连接喂线机和煤枪孔的联结装置(如图2所示)，是喂线试验顺利进行的重要一环它既要保证炉内高压气流不往外喷出，又要保证包芯线能够正常喂入炉内，因此是本次试验解决的难点之一。

    试验所用含钛物料包芯线的质量标准及实物量见表1。

    另外，包芯线中的含钛矿粉粒度要求在80～320目，包裹钛精矿粉的钢带材质为Q235～B、厚为0．3 mm。

    试验过程中专门监测了炉缸二段4号～10号冷却壁的水温差，每隔2 h检测一次，用以检测护炉效果，温度计的精度为0．1 ℃。

3试验过程及其讨论

  风口及炉缸侵蚀部位见图3。

     2005年1月24日～31日，从1号高炉3号和4号风口共喂入包芯线62843．9m，约32t。由于是第一次风口喂线试验，没有相关经验值得借鉴，操作方法和包芯线的喂入速度需要逐渐摸索，因此开始两天喂线速度比较低，一般控制在0．3 m／s左右，经过两天的观察和试验，逐步提高了喂线速度，后两天提高到0．6m／s。实践证明，这是1号高炉能够接受的理想速度，也是本次试验需突破的另一个难点之一。因每座高炉的条件不同，接受喂线速度也不相同。喂线速度主要受以下几方面因素影响：

3．1风口前的燃烧温度

  由于包芯线喂入炉内之后，必须快速软化和熔化，脱离回旋区，当冶炼条件一定时，燃烧温度主要取决于风温，因此风温的高低决定了软化和熔化速度的快慢。如1号高炉风温1000℃时，喂线速度可达0．6 m／s，而风温降至800 ℃时，喂线速度需降至0．5m/s，以保证包芯线的连续喂入。

3．2风口回旋区大小

    包芯线喂入高炉风口时，呈漂浮状进入炉内，因此当回旋区越大时，包芯线在炉内的自由游动空间也越大，有足够的软化和熔化时间，不会立即触及回旋区周围的焦炭疏松层而影响包芯线的喂人。

3．3材料规格及设备的影响

    包芯线钢带的厚度及喂线机的咬合力等都不同程度地影响喂线速度。在试验过程中，我们发现现行喂线机驱动轮过小，咬合力不足，常常出现打滑现象。钢带厚度对喂线速度也有很大影响，我们曾经用过厚度0．3 mm、O．4 mm两种规格的包芯线，后者使喂线机矫直非常困难，不易咬人。另外，在喂线过程中喂线机与煤枪孔尽可能在同一水平线上，以减少包芯线的弯曲和摩擦阻力。

4试验结果及分析

    图4是试验过程中炉缸二段4～10号冷却壁水温差实际记录曲线。

  从图中可以看出，开始两天由于对喂线机的操作不熟悉，喂线速度控制得比较慢(0．3 m／s)，喂人  量少，还原生成的TiC、TiN及其连续固溶体出铁工Ti(C、N)浓度低，水温差仍然保持了一段相对稳定 线，使得钛过程。此后随着喂线速度的加快，炉缸水温差有了明显的下降趋势，以水温差最高的6号冷却壁为例，强化局部护炉的水温差由1．5℃降到1．2℃。通过2005年2月、3月两个月的观察，炉缸二段4号～10号冷却壁水温差基本保持在O．8℃～1．2℃。

  从风口喂线进行护炉的．TiO₂入炉量只有1．85 kg／t，而从炉顶加入钒钛矿护炉的TiO₂入炉量一般在5．87 k/t。从现场操作来看，风口喂线进行护炉不需要改变任何操作制度，而且对放渣、作没有任何影响。由于从风口喂入包芯氧化物在炉内风口下局部形成较高的浓度，有利于在炉衬上形成钛化物保护层，达到目的。