摘  要  進入2017年柳鋼四號高爐爐缸側(cè)壁溫度異常升高，通過調(diào)節(jié)高爐冶煉參數(shù)、爐體冷卻強度、爐體灌漿和加釩鈦球護爐等技術(shù)，在保證爐況穩(wěn)定順行，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提下，爐缸側(cè)壁溫度得到了合理控制，為后期爐役的護理提供了寶貴經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞  高爐  護爐  控制

1  概況

柳鋼四號高爐有效容積2000m3，于2008年1月開始投入生產(chǎn)。爐缸采用陶瓷杯炭磚結(jié)構(gòu)，工業(yè)常壓水冷模式。爐缸側(cè)壁溫度監(jiān)控分五層，標高分別為7.40、8.40、9.40、10.4、11.4米，每層8至12個測溫點。2017年1月初，爐缸第二層東鐵口（標高10.4米）正下方（標高8.4米）T5，第三層西鐵口（標高10.4米）下西北方向（標高9.4米）T12熱電偶溫度開始斷斷續(xù)續(xù)升高，最高上升到570℃，高爐安全生產(chǎn)受到嚴重威脅。

2  爐缸側(cè)壁溫度升高原因分析

（1）爐役后期爐缸炭磚侵蝕。四號高爐設(shè)計一代爐齡10年，到2017年10月已生產(chǎn)9年7個月，高爐到了爐役后期。陶瓷杯在經(jīng)過長時間生產(chǎn)后，受有害元素腐蝕、鐵水環(huán)流侵害、鐵口深度長期偏淺等因素的破壞，發(fā)生了炭磚局部侵蝕，爐缸側(cè)壁溫度升高。

（2）堿金屬侵蝕。為降低生產(chǎn)成本，柳鋼高爐長期使用低成本高堿負荷礦，其中2013年和2014年入爐堿負荷最高月平均值達到4.5kg/t。嚴重超過高爐堿負荷3.5 kg/t的內(nèi)控標準。堿金屬進入高爐后富集循環(huán)，使爐缸耐火材料體積膨脹造成風口中套上翹，爐缸炭磚中炭素與堿金屬反應(yīng)，造成炭磚熔損，磚縫擴大，鐵水滲透到磚縫，爐缸側(cè)壁溫度升高。

（3）焦炭質(zhì)量差，柳鋼受自身焦炭產(chǎn)能影響，自產(chǎn)焦炭經(jīng)常不能滿足日常生產(chǎn)，遇焦化設(shè)備檢修、煉鐵產(chǎn)能提高等情況，焦化通過減少結(jié)焦時間、干濕轉(zhuǎn)換、采購低質(zhì)外購焦等措施來提高焦炭供應(yīng)量，焦炭質(zhì)量隨之下滑。低質(zhì)焦炭容易造成爐缸堆積，爐缸中心死料柱肥大，鐵水通道減小，更多渣鐵流向邊沿，單位時間通過爐缸邊沿的鐵水量增加，環(huán)流速度變快，加快了爐缸邊緣炭磚的侵蝕，使爐缸側(cè)壁溫度升高。

（4）爐墻長期存在氣隙。四號高爐風口區(qū)域爐殼長期漏煤氣，護爐期間每次采取爐體灌漿后爐殼外冒煤氣火均有所改善且爐缸側(cè)壁溫度隨之下降，說明在爐墻內(nèi)有氣隙存在。很有可能是在砌筑爐缸時，填縫料質(zhì)量不過關(guān)或施工疏忽。在高溫作用下，炭磚和冷卻壁受熱膨脹位移，填縫料擠壓收縮促使氣隙形成。高溫煤氣和鐵水滲透到炭磚氣縫造成爐缸側(cè)壁溫度升高。

3  側(cè)壁溫度升高后的護爐措施。

3.1  優(yōu)化高爐操作參數(shù)

（1）上部調(diào)節(jié)。保證高爐穩(wěn)定順行前提下，采取大批重，增大布料角度，增加中心布焦量，中心加焦等措施來發(fā)展中心氣流，抑制邊緣氣流。中心焦炭角度維持在15-18°。中心加焦的優(yōu)勢主要是改善料柱的透氣性透液性，利于打開中心氣流，相對減少邊緣氣流。改善爐缸鐵水環(huán)流情況。另外，在高爐使用釩鈦球護爐期間，爐缸中心不活，足夠的中心加焦能滿足高爐中心氣流發(fā)展的目的。

（2）下部調(diào)節(jié)。在不改變風口面積和長度的情況下，增加風量發(fā)展中心氣流。更換上翹的風口中小套，均勻高爐爐缸圓周進風狀況，避免局部氣流偏析，減少邊緣氣流對爐缸側(cè)壁的沖刷。

（3）適當降低頂壓。頂壓的高低影響到鐵口深度的維護和爐缸鐵水流速，過低頂壓不利于鐵口維護，鐵口泥包松垮，不經(jīng)沖刷，鐵口深度沒保證，容易造成爐缸側(cè)壁溫度升高。過高頂壓爐缸鐵水流速增加，對爐缸側(cè)壁炭磚沖刷加劇，爐缸側(cè)壁溫度升高。尋找合適的頂壓對控制爐缸側(cè)壁溫度至關(guān)重要。護爐期間四號高爐頂壓控制由最高時的225kpa降低到210kpa。

3.2加強入爐原料管理

（1）降低入爐原燃料堿負荷.降低入爐原燃料堿負荷，必須從源頭上控制高堿原燃料入爐量。球團礦含堿金屬高，燒結(jié)礦堿金屬含量相對球團偏少，但燒結(jié)用量大，固控制入爐堿量，關(guān)鍵是控制燒結(jié)礦堿含量。要求燒結(jié)配料時減少含高堿的高爐除塵灰、燒結(jié)機頭除塵灰、煉鋼灰的配比。

（2）確保焦炭質(zhì)量。爐缸側(cè)壁溫度升高跟爐缸中心不活邊緣過分發(fā)展有直接關(guān)系。焦炭質(zhì)量的好壞關(guān)系到爐缸中心的活躍程度，為此提高焦炭質(zhì)量是保障中心活躍，降低爐缸側(cè)壁溫度升高的關(guān)鍵。護爐期間對焦炭有嚴格的控制值，要求焦炭灰分小于13%，硫分小于0.8%，M10小于0.7%，M40大于86.5%，CSR大于62,遇焦炭檢修出水焦，水焦用量小于30%。每批料焦丁用量小于1700kg。   

3.3  適時控制冶煉強度

爐缸側(cè)壁穩(wěn)定急劇升高期間，高爐臨時降低冶煉強度，減少渣鐵量，達到降低爐缸熱負荷效果。渣鐵量減少的同時，鐵流對爐缸側(cè)壁的沖刷減弱，利于抑制爐缸側(cè)壁溫度的升高。

3.4  爐體灌漿

2017年以來利用休風機會三次對爐體灌漿，灌漿部位主要分布在缸側(cè)壁溫度偏高區(qū)域。三次灌漿時間分別是2017年的1月11日，2月15日，8月2 9日。灌漿孔12個，均勻分布在爐缸位置標高8.4米，孔深150mm，每次灌漿后爐缸側(cè)壁溫度都有明顯下降趨勢。

3.5  加強爐缸活度管理

（1）爐溫和鐵水成分的控制。穩(wěn)定合適的爐溫是穩(wěn)定爐況的基礎(chǔ)，同時可以減少爐缸熱負荷的波動。生產(chǎn)中物理熱控制 1500℃-1520℃。鐵水要求具有一定的黏度減少對爐缸側(cè)壁炭磚沖刷，鐵水成分 [Si]=0.55%-0.8%，[s]=0.010%-0.020%。

（2）爐渣堿度的控制。爐渣堿度一定程度滿足造渣要求使渣鐵順利分離，同時保證鐵水和爐渣具有一定的黏度，堿度R2=1.10-1.25.

3.6  加強爐前出鐵管理

鐵口是高爐排出渣鐵唯一通道，穩(wěn)定合適的鐵口深度是高爐及時排盡渣鐵的前提。過深的鐵口深度加劇了鐵流對爐缸爐底的沖刷，鐵口過淺，鐵口泥包對鐵口區(qū)域炭磚形成不了保護層，炭磚直接受渣鐵沖刷。保證合適的鐵口非常重要，要求控制[3.0-3.2米]。減小鐵口孔徑，開鐵口鉆頭由55mm改用45mm，延遲出鐵時間，減小鐵水流速，降低鐵口區(qū)域環(huán)流鐵水對爐缸側(cè)壁的沖刷。針對鐵水流量變小后采取零間隔出鐵，及時排除爐缸渣鐵。加強鐵口泥套維護，杜絕帶鐵堵口和潮鐵口出鐵，保證正常的出鐵秩序。

3.7  加入釩鈦球團護爐

高爐護爐主要是對爐缸、爐底的一些護爐方法。以往因爐缸爐底燒穿事故較多，主要通過提高鐵水硅來生產(chǎn)一段時間鑄造鐵和降低冶煉強度，在爐缸內(nèi)形成石墨沉積，達到護爐目的。近年來，隨著爐缸冷卻和材質(zhì)的提高，爐缸壽命大幅度提高。目前主要手段是在爐缸加入釩鈦礦。其原理：釩鈦礦中的TiO2在高爐內(nèi)高溫還原氣氛條件下，生成TiC、TiN及其固溶體Ti(NC)。他們的熔點都很高，純TiC為3150℃，TiN為2950℃。這些高熔點鈦的氮化物和碳化物在爐缸、爐底生成、發(fā)育和集結(jié)，與鐵水及鐵水中析出的石墨等形成黏稠狀物質(zhì)，凝結(jié)在離冷卻壁較近的唄侵蝕的爐缸、爐底的磚縫合內(nèi)襯表面，從而對爐缸、爐底內(nèi)襯起到保護作用。四號高爐2017年4月份開始配用釩鈦球團礦護爐，一開始采取嘗試的方法配用，護爐效果不明顯，后來根據(jù)爐缸側(cè)壁溫度情況分段分量配用。

3.8  加強爐缸監(jiān)控

完善爐缸側(cè)壁溫度的監(jiān)控，針對部分損壞無法更換的熱電偶，在該區(qū)域重新安裝溫度監(jiān)控點。同時在溫度偏高的危險區(qū)域安裝監(jiān)控視頻，確保對整個爐缸無死角區(qū)監(jiān)控。同時做好記錄，交接班向上級做好爐缸溫度數(shù)據(jù)匯報工作。同時制定爐缸燒穿應(yīng)急方案，確保一旦發(fā)生爐缸燒穿事故，確保無一例人員安全事故，使設(shè)備損壞最小化。 

4  護爐效果

通過以上護爐措施，四號高爐在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提下實現(xiàn)了爐缸側(cè)壁溫度最危險的兩個溫度點由最高的473℃、450℃降低到目前的291℃、314℃。

5  結(jié)語

（1）后期爐爐缸損壞的治理措施較多，從效果上看釩鈦礦護爐最好，同時應(yīng)該綜合配用其他護爐措施，根據(jù)爐缸具體損壞情況選擇護爐度，力爭在護爐的同時實現(xiàn)高爐生成優(yōu)質(zhì)高效。

（2）釩鈦礦護爐對爐缸影響較大，容易造成爐缸不活，應(yīng)該采取適當放開中心、抑制邊沿的操作方針。

（3）嚴格做好護爐監(jiān)控工作，監(jiān)控不留死角、不留盲區(qū)，確保高爐安全生產(chǎn)。

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