摘要结合陶瓷杯结构炉衬在马钢2号高炉投产以来的实践，探讨了陶瓷杯结构炉衬使用后对高炉的一些影响。实践表明，陶瓷杯结构炉衬对改善炉缸工作&t况、降低消耗及指标提升等均有较大的帮助，但对炉温控制的影响规律还需重新认识，要开发新的铁口维护技术。

关键词 高炉 炉缸 陶瓷杯 炉温

       20世纪90年代以来，我国的高炉炼铁在原料、操作以及装备等方面的水平提高非常快，高炉生产各项经济技术指标有了明显的改善。随着高炉的大型化和冶炼强度的进一步提高，高炉内衬的工作条件越来越恶化，侵蚀状况逐渐加剧的趋势。高炉长寿的两个限制性环节，一是炉缸炉底寿命，二是炉身下部(炉腰和炉腹)的寿命。对于后者则可以采用遥控喷补或硬质压人造衬技术进行维护修补，而炉缸炉底的修补技术在我国尚未成熟。因此，采用合理的炉缸炉底结构以及相应的高炉操作制度来延缓内衬的侵蚀，是高炉实现长寿的重要措施。

  目前，马钢有2座2500m³高炉，分别于1994年4月和2003年10月投产。2座高炉在设计上的最大区别是炉缸、炉底结构形式的不同：

  (1)1号高炉为传统的全炭砖结构。炉底炉缸全部采用半石墨质炭砖，在炭砖的内侧采用345 mm的高铝砖。

  (2)2号高炉则采用薄炉底厚侧壁的改进型陶瓷杯结构。杯底将原法国传统的“满杯”陶瓷杯的800mm厚的莫来石砖减为500mm，适当增加炭砖的厚度；在侧壁的铁口区域为防止铁口组合砖向外位移，首次采用刚玉大型预制块组合结构，同时其宽度和深度方向都有所增加。

  以下结合马钢2号高炉投产以来的实践，探讨陶瓷杯使用后对高炉的一些影响。

l对炉缸工作状况的影响

      由于陶瓷砌体导热性较低的特点，使炉缸在热量保有上具有明显的优势。陶瓷杯采用的是“隔热、保温”技术，选用低导热、高荷软、抗渣铁侵蚀性能好的刚玉质预制块砌筑于炭块内侧，使1150℃等温线高度集中在低导热的陶瓷层内，使炭块免受高温渣铁侵蚀。这种结构减少了热损失，可以有效提高铁水温度。2号高炉开炉以来，铁水温度与使用全炭砖结构的1号高炉相比，有了明显的提高(如图1所示)。在生铁含硅相同的条件下，2号高炉的铁水温度要比1号高炉高10～15℃，充分体现了陶瓷杯的保温特性。

      由于炉缸物理热提高，使炉缸工作状况得以改善。无论是1号高炉还是2号高炉，长期以来一直用“炉芯温度”(炉底炭砖中心温度)作为表征炉缸工作状况的重要参数，而炉芯温度与铁水温度之间存在很强的相关性(如图2所示)。两者相互影响、相互促进，炉芯温度升高表明炉缸活跃，有利于提高铁水温度，而铁水温度的提高可以改善炉缸死焦堆的渗液性，减少炉缸内渣铁存留量，促进炉缸工作状况的改善，形成良性循环。

2对燃耗的影响

2号高炉投产以来燃料比水平比1号高炉有了明显的降低。由于陶瓷杯’的“隔热、保温”作用减少了热损失，提高了铁水温度，使2号高炉可以在保证充足炉缸物理热的条件下，生铁含硅量降低至0．25％～0．3％的水平，因此，燃料比的降低是必然的。而更重要的是，由于使用陶瓷杯后炉缸工作状况的改善，使高炉接受高煤比的能力明显增强。1号高炉全炭砖炉底散热量大的特点所造成的炉缸容易堆积的问题，使其在高煤比操作时，煤粉燃烧率及置换比降低，造成炉尘量增加，会出现燃料比大幅度升高的拐点，这一拐点的煤比大约为150kg/t。而2号高炉在目前煤比已达180～200 kg/t的情况下，燃料比的升高仍保持在合理的范围内(如图3所示)。因此，陶瓷杯对降低高炉燃耗的作用在高煤比时更加突出。

3对炉温控制的影响

    陶瓷砌体的“隔热、保温”特性，使其在某种程度上成为一个高容量的蓄热体，对外界条件变化的反应具有很强的“热滞后”性，这种“热滞后”性对炉温控制的影响是多方面的。首先，在正常的炉温平衡中，它有利于炉温的稳定，可以降低硅偏差，2号高炉能够实现低硅冶炼与保持0．1％左右的硅偏差是密切相关的。其次，它在应付一些突发性事故时，对防止炉凉是非常有益的，2号高炉在开炉后一段时间内，曾数次发生断煤事故，均平稳过渡至全焦冶炼，甚至未出废品，应该得益于此。第三，在出现低炉温或高炉温进行增热和减热调节时，因“热滞后”使操作者在判断上容易出现偏差，调节量过大，造成反向波动，严重时导致难行，这还需要在今后的操作中逐步摸索、总结。

4对铁口的影响

    1号高炉的出铁制度经过10年的摸索实践，已非常成熟，无论是炮泥的选择还是铁口的维护均可满足大高炉高冶强操作。但这种经验在2号高炉上却遇到了挑战。表现出的问题主要有：铁口喷溅严重，炉前劳动强度增大；出铁次数多，日平均维持在14次／d，炉前资材消耗大幅度增加。究其原因，主要是此次设计时考虑到铁口结构的稳定性，采用了大块刚玉预制件，同时增加了铁口的宽度和深度。由于预制件的制造精度没有炭砖高，与炭砖之间的缝隙偏大，加上预制件的重量大，施工难度增加，造成铁口区域预制件与冷却壁之间的填料难以施工致密，造成开炉后铁口跑煤气严重。同时，增加铁口的宽度和深度方向均采用预制件，陶瓷砌体的导热性较低，炮泥在压入铁口孔道后，不容易被快速烧结，埋棒过程又进一步破坏了孔道的稳定性，造成铁口抗渣铁冲刷性严重降低，从而导致铁口喷溅、出铁时间缩短等。

    虽然期间进行了各种尝试，如取消埋棒、原有炮泥中加入氮化硅等，但效果均不理想，并带来铁口难开等一系列问题。2005年进行了合作生产炮泥的试验，取得了较好效果，具体见表1。

    使用新炮泥后，满罐时间基本在60～70 min，渣铁流速稳定，炉内成渣铁量与出渣铁量趋于均衡，有利于炉温的稳定，气流稳定性趋好，炉缸工作状况改善。同时，炉前现场环境改善，出铁时喷溅小，烟尘少；铁流稳定，有利于标准化操作，减少事故发生；出铁次数减少，炉前工劳动强度有较大幅度下降。

5结语

  马钢2号2500m³高炉2年多的生产实践表明，炉缸炉底采用陶瓷杯结构，对改善炉缸工作状况、降低消耗及指标提升等均有较大的帮助，但对炉温控制的影响规律还需重新认识。此外，对铁口用材质也应进一步的认识，结构发生变化，其相应的砌筑技术应有进一步的提高，同时炮泥的生产技术也应进行大量的改进，才能满足高炉生产的需要。