摘  要  水鋼1350m3高爐西鐵口冷卻壁燒穿后，通過采取鐵口整體澆注，恢復(fù)西鐵口出鐵，避免了高爐無計(jì)劃停爐大修。在西鐵口出鐵期間，通過采取使用長(zhǎng)風(fēng)口、調(diào)整上下部制度、適當(dāng)降低冶煉強(qiáng)度、降低鐵水錳水平等技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了高爐鐵口穩(wěn)定工作長(zhǎng)達(dá)半年以上。取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞  高爐  鐵口  再生  實(shí)踐

1 前言

水鋼1350m3高爐于2004年9月15日建成投產(chǎn)，該高爐采用了并罐無料鐘爐頂、軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，銅冷卻壁、陶瓷杯炭磚綜合爐底、冷水轉(zhuǎn)鼓渣處理工藝、比肖夫環(huán)縫煤氣處理及TRT發(fā)電、雙出鐵場(chǎng)，液壓開口機(jī)及泥炮等先進(jìn)工藝及技術(shù)，開爐達(dá)產(chǎn)以來技術(shù)指標(biāo)逐步改善，進(jìn)入爐齡后期，鐵口長(zhǎng)期受渣鐵侵蝕、熱應(yīng)力作用，加之鐵口日常操作維護(hù)不當(dāng)，鐵口侵蝕嚴(yán)重。2016年7月18日發(fā)生鐵口冷卻壁燒穿事故，事故發(fā)生后，我們通過休風(fēng)利用更換冷卻壁時(shí)機(jī)，在不清理爐缸情況下對(duì)東西鐵口進(jìn)行整體澆注，利用自流澆注料替代損壞的鐵口組合磚保護(hù)鐵口冷卻壁，恢復(fù)鐵口出鐵功能，通過采取一系列維護(hù)鐵口的技術(shù)措施，高爐在保持相對(duì)較高的冶煉強(qiáng)度下，持續(xù)生產(chǎn)長(zhǎng)達(dá)半年以上，實(shí)現(xiàn)鐵口工作穩(wěn)定，鐵口冷卻壁水溫差下降0.3℃。達(dá)到了安全生產(chǎn)的目的。

2  進(jìn)行鐵口澆注前的鐵口維護(hù)

西鐵口冷卻壁燒壞后，堵上鐵口后檢查發(fā)現(xiàn)鐵口大量來水，檢查發(fā)現(xiàn)TB1號(hào)冷卻壁36號(hào)水冷管漏水，鐵口冷卻壁水溫差穩(wěn)定在0.8℃，采取停止西鐵口出鐵，用東鐵口單獨(dú)出鐵的措施，并采取按8小時(shí)休風(fēng)計(jì)劃變休風(fēng)料，待休風(fēng)料下達(dá)爐腹后休風(fēng)檢查。通過休風(fēng)檢查，發(fā)現(xiàn)鐵口保護(hù)板被刺壞，摳開鐵口發(fā)現(xiàn)鐵口區(qū)域有空洞，并確認(rèn)西鐵口南下方冷卻壁燒壞（TB1號(hào)冷卻壁），為此采取下述措施。

2.1  進(jìn)行封堵

封堵TB1號(hào)冷卻壁36號(hào)水冷管，采取臨時(shí)澆注西鐵口、對(duì)西鐵口區(qū)域灌漿，將西鐵口框架內(nèi)的炮泥摳出，再進(jìn)行灌漿，封堵鐵口周圍的縫隙，此次灌漿及后續(xù)灌漿用去灌漿料10噸，確保鐵水不再竄至冷卻壁。

2.2  對(duì)西鐵口冷卻壁加強(qiáng)監(jiān)控

采取人工測(cè)量冷卻壁水溫差，并在爐皮增設(shè)測(cè)溫點(diǎn)，每2小時(shí)測(cè)量1次，制定鐵口燒穿的應(yīng)急預(yù)案、鐵口水溫差T控制范圍及處理措施：T≤0.5℃（熱流強(qiáng)度11882KCal）時(shí)正常生產(chǎn)； 0.5℃<T<0.8℃時(shí)減風(fēng)退頂壓至120KPa、停氧、控制冶煉強(qiáng)度；T≥0.8℃（熱流強(qiáng)度≥19012Kcal）時(shí)休風(fēng)涼爐。

2.3  保證及時(shí)出渣鐵，加強(qiáng)東鐵口維護(hù)

采取提高炮泥強(qiáng)度，使用性能較好的炮泥；確保鐵量差合格率大于90％，鐵口合格率大于95％，每天檢查、測(cè)量鐵口中心位置，發(fā)現(xiàn)泥炮頭下垂或左右偏離，以及鐵口角度偏離要及時(shí)調(diào)整，并保持鐵口深度按≥2.5m以上控制，鐵口維護(hù)達(dá)不到上述要求，高爐爐前負(fù)責(zé)人及技術(shù)室爐前技師必須到現(xiàn)場(chǎng)跟蹤指導(dǎo)，確保鐵口工作正常。鐵次由14次改為12次，為了確保均勻正點(diǎn)出凈渣鐵，要求鐵罐調(diào)配時(shí)間小于35分鐘的合格率大于80%。

2.4  調(diào)整基本制度，控制冶煉強(qiáng)度

三高爐頂壓降低至150KPa，爐溫控制[Si]:0.300-0.600%,生鐵[Ti]：≮0.200%，鈦球比例根據(jù)生鐵[Ti]進(jìn)行調(diào)整。高爐以順行為主，杜絕崩滑料、懸料,在上部裝料制度上，保持中心開放，適當(dāng)抑制邊緣，堵西鐵口上方1#、20#風(fēng)口。減緩鐵口區(qū)域侵蝕。

19日恢復(fù)送風(fēng)后維持風(fēng)量3400m3/min，高爐頂壓由180kpa退至150kpa，縮礦批至34.8t，恢復(fù)退負(fù)荷至4.763t/t，送風(fēng)后，西鐵口漏煤氣嚴(yán)重，鐵口冷卻壁水溫差上升至0.7℃熱流強(qiáng)度達(dá)9233kcal/h，為保證高爐安全，18日18:35-19日3:34休風(fēng)再次對(duì)西鐵口區(qū)域灌漿、焊補(bǔ)開裂爐皮，通過灌漿處理，19日3:34堵西鐵口上方（19#、20#、1#）3個(gè)風(fēng)送風(fēng)，恢復(fù)生產(chǎn)維持頂壓150kpa,風(fēng)量3200m3/min水平縮礦批至32.2噸后，鐵口冷卻壁水溫差下降至0.4-0.5℃水平（鐵口區(qū)域水溫差情況見表1，并趨于穩(wěn)定，視冷卻壁加工完畢，各項(xiàng)準(zhǔn)備工作就緒，于28日8:58休風(fēng)更換鐵口冷卻壁并進(jìn)行東西鐵口澆注。 

3  鐵口澆注

3.1  鐵口澆注材料的選擇  

由于此次鐵口維修為熱態(tài)維修，且維修部位澆注口小，內(nèi)部侵蝕不規(guī)則；維修后簡(jiǎn)單烘烤后即投入使用。因此，要求材料必須具有：良好的自流性、熱硬性及快烘防爆性能（在熱態(tài)施工下，仍具有高強(qiáng)致密的特點(diǎn)）。B20結(jié)合鐵口修補(bǔ)專用自流澆注料即是榮大公司專門針對(duì)鐵口熱態(tài)維修所開發(fā)的一種專用料。其主要原料為剛玉、碳化硅，結(jié)合劑采用 B20納米溶膠，其特點(diǎn)在于，材料施工流動(dòng)性好，施工體在熱態(tài)環(huán)境及快速干燥的條件仍致密高強(qiáng)、耐渣鐵侵蝕。具體性能指標(biāo)見下表 1。

3.2  施工過程

（1）休風(fēng)及拆除護(hù)板，休風(fēng)前出凈渣鐵。

（2）鐵口區(qū)域清理。

（3）恢復(fù)鐵口護(hù)板并安裝鐵口套管。完成鐵口吹掃后，即可進(jìn)行冷卻壁恢復(fù)及鐵口護(hù)板安裝（同時(shí)開設(shè)澆注孔并焊接下料孔槽參見圖 1、圖 2 分別為西鐵口和東鐵口清理及澆注示意圖。

（4）澆注施工。

（5）養(yǎng)護(hù)（2-3h）及澆注孔鋼殼恢復(fù)。

（6）出鐵前烘烤（5-8h）。

4  澆注后的鐵口維護(hù)

鐵口通過澆注后，鐵口具備出鐵功能，但高爐必須保證安全生產(chǎn)，因此如何維護(hù)好鐵口，減緩鐵口區(qū)域耐材的侵蝕與破壞，就成為高爐生產(chǎn)后的重要任務(wù)。為此我們制定首鋼水鋼煉鐵廠三高爐大修前特護(hù)管理規(guī)定對(duì)鐵口進(jìn)行保護(hù)。主要措施有

4.1  加強(qiáng)鐵口維護(hù)

鐵口工作環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期受高溫渣鐵沖刷，因此鐵口的維護(hù)顯的尤為重要。為此圍繞要求鐵量差合格率大于90％，鐵口合格率大于95％，鐵口深度按≥2.5m以上進(jìn)行控制。為保證鐵口強(qiáng)度，我們選用性能更好的無水炮泥，并對(duì)開口機(jī)功能進(jìn)行提高。在鐵口維護(hù)達(dá)不到上述要求時(shí)，高爐爐前負(fù)責(zé)人及生產(chǎn)安全環(huán)保室爐前技師必須到現(xiàn)場(chǎng)跟蹤指導(dǎo)，確保鐵口工作正常，鐵口維護(hù)主要措施有。

（1）加強(qiáng)鐵口泥套維護(hù)和制作，鐵口泥套深度≥100mm，泥套缺損時(shí)及時(shí)做泥套，做泥套嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，嚴(yán)禁做假泥套。（2）打泥量根據(jù)鐵口情況控制，確保每次鉆鐵口時(shí)鐵口孔道底部有100mm左右夾干泥，避免鐵口過潮。（3）鐵口操作時(shí) ①注意觀察鐵口吹出炮泥、火焰、渣鐵情況。如發(fā)現(xiàn)鐵口冒黃煙，證明有潮泥，停止前鉆，把開口機(jī)霧化和風(fēng)及時(shí)關(guān)死后，退回開口機(jī)，用氧氣燒干一段再鉆再燒，直到鉆完潮泥燒干鉆開。②只有在鐵口炮泥過硬或過干可用沖擊。其它情況嚴(yán)禁使用沖擊，防止鐵口孔道震裂，造成鐵口側(cè)漏。③鉆鐵口開霧化要根據(jù)具體情況確定。鐵口炮泥過硬或過干可以開霧化，開霧化時(shí)水量適宜，達(dá)到霧化即可。（4）非特殊情況嚴(yán)禁重出二次鐵。避免重出二次鐵打泥時(shí)間短，炮泥未完全燒結(jié)，造成潮鐵口出鐵導(dǎo)致鐵口斷、鐵口側(cè)漏、渣鐵出不凈等不正常情況。（5）爐前嚴(yán)禁“悶炮”操作。鐵口“悶炮”操作必須經(jīng)生產(chǎn)廠長(zhǎng)或主任工程師批準(zhǔn)。（6）在特護(hù)期間采用強(qiáng)度較好的炮泥組織生產(chǎn)，操作維護(hù)好鐵口；同時(shí)加強(qiáng)對(duì)出鐵場(chǎng)設(shè)施檢查及維護(hù)，確保高爐正常生產(chǎn)。（7）保持鐵口角度穩(wěn)定，每周一、三、五對(duì)鐵口角度進(jìn)行測(cè)量校對(duì)。8、渣鐵連續(xù)出不凈，造成鐵口掉或者跑大流，必須減風(fēng)出鐵，出凈渣鐵。

通過采取上述措施，高爐鐵口合格率由采取措施前的92.45%上升至98.64%，鐵量差合格率達(dá)95%以上。

4.2  堅(jiān)持適當(dāng)抑制邊緣氣流、發(fā)展中心氣流操作制度

（1）調(diào)整送風(fēng)制度。送風(fēng)制度就是指在一定的冶煉條件下，確定適合的鼓風(fēng)動(dòng)能和風(fēng)口進(jìn)風(fēng)狀態(tài)，以達(dá)到煤氣合理分布，使?fàn)t缸工作均勻活躍。爐況穩(wěn)定順行。不同的送風(fēng)制度對(duì)爐缸的侵蝕程度不同，一般在爐齡后期，為減輕對(duì)爐缸的侵蝕，要求采取高爐風(fēng)口適當(dāng)增長(zhǎng)，鼓風(fēng)動(dòng)能提高的措施，為此我們對(duì)東、西鐵口上方的（1#、10#、11#、20#）風(fēng)口使用長(zhǎng)風(fēng)口，風(fēng)口長(zhǎng)度由480mm調(diào)整為520mm，同時(shí)對(duì)風(fēng)口面積進(jìn)行調(diào)整，逐步將直徑為∮130mm的風(fēng)口調(diào)整為∮120mm的風(fēng)口，風(fēng)口面積逐步由0.2457m2調(diào)整0.2261m2，避免控強(qiáng)度后鼓風(fēng)動(dòng)能降低，而造成鐵口侵蝕加強(qiáng)。高爐在鐵口澆注前后高爐風(fēng)速及鼓風(fēng)動(dòng)能情況見表3

（2）調(diào)整裝料制度。裝料制度是對(duì)爐料裝入方法的有關(guān)規(guī)定，主要是保持適宜的煤氣分布，在保證高爐順心的情況下最大限度改善煤氣利用，可以通過布料延長(zhǎng)高爐壽命，邊緣氣流過分發(fā)展，必然加劇爐墻侵蝕，通過布料控制邊緣氣流保護(hù)爐墻。通過摸索逐步將裝料角度由C245243 241238235132 O344.5242.5 240.5 238.5，角差2.2°調(diào)整為C245242.5 240.5237.5234.5129 O344242 240 238，角差2.3°，針對(duì)風(fēng)量下降，我們適當(dāng)縮小礦批，礦批水平由2015年39-41噸水平縮小至33-35噸水平，并根據(jù)風(fēng)量變化適當(dāng)調(diào)整礦批大?。ㄒ姳?），通過礦批及布料傾角的調(diào)整，適當(dāng)增強(qiáng)了中心氣流。通過爐頂成像觀察，明顯呈現(xiàn)中心氣流增強(qiáng)，邊緣氣流減弱，同時(shí)高爐冷卻壁水溫差水平就2015年的4.2℃-5.0℃下降至3.2℃左右水平，休風(fēng)時(shí)觀察料面，出現(xiàn)中間大漏斗，邊上有小平臺(tái)的料面形狀。

4.3  堅(jiān)持鈦礦護(hù)爐

鈦礦護(hù)爐是高爐爐缸養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)有力手段，含鈦物中的TiO2在高溫還原條件下可生成高熔點(diǎn)的TiC、TiN及其連續(xù)固溶體Ti（CN)，發(fā)育和沉結(jié)，并與其他附近的渣、焦、鐵一起凝結(jié)在磚襯上，起到保護(hù)爐襯的作用。在2016年視爐底、爐缸溫度大幅上升，為此我們及時(shí)增加鈦球比例，適當(dāng)提高爐溫下水平的措施。鈦球比例由0%提高至10%水平，爐溫下限由0.230%逐步提高至0.280%，項(xiàng)目研究期間鐵水鈦情況（見表5）。實(shí)現(xiàn)生鐵鈦維持在0.150%-0.250%范圍內(nèi)，促進(jìn)了高熔點(diǎn)的TiC、TiN的生成并沉積于爐缸、爐底，有力地保護(hù)了爐缸、爐底磚襯免遭侵蝕。

4.4  控制鐵水Mn含量，減輕渣鐵對(duì)爐缸的沖刷

含鐵爐料帶入錳量增加，鐵水含錳水平上升，錳還原耗熱較鐵還原所需熱量高，不僅增加熱量消耗，造成焦比上升，同時(shí)因原料錳含量上升，造成鐵中錳含量上升與渣中氧化錳上升，將造成爐渣、鐵水流動(dòng)性增強(qiáng)，造成對(duì)爐缸沖刷加劇，不利于高爐爐缸的維護(hù)。在2016年上半年由于增加省內(nèi)礦資源，燒結(jié)礦氧化錳水平較高，致使生鐵錳水平達(dá)0.500%水平，不利于高爐護(hù)爐需求，為此我們通過積極協(xié)調(diào)原料采購(gòu)，控制高錳爐料采購(gòu)。主要是控制國(guó)內(nèi)礦配比，如氧化錳含量高的有焙燒粉為1.62%、48中粉為1.80%、磁選粉為1.24%。優(yōu)化燒結(jié)配料，測(cè)算好燒結(jié)成分，控制燒結(jié)礦MnO%水平，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)高爐[Mn]≤0.400%，鐵水錳水平從5月份過來逐步下降，由7月0.432%下降至0.350%水平。鐵水錳情況及燒結(jié)氧化錳情況見表6。

4.5  控制冶煉強(qiáng)度

高爐冶煉強(qiáng)度是指高爐每立方米高爐容積一天燃燒的焦炭量。是高爐強(qiáng)化程度的重要指標(biāo)，在保持燃料比不變，冶煉強(qiáng)度提高產(chǎn)量上升，同時(shí)因強(qiáng)化冶煉會(huì)加劇渣鐵、煤氣對(duì)爐墻、鐵口的沖刷侵蝕，因此控制冶煉強(qiáng)度是保護(hù)爐缸、鐵口最有力的手段，但這會(huì)給產(chǎn)量造成大的損失。為保證鐵口安全，我們采取退頂壓，高爐頂壓由正常180kpa降低至170kpa，風(fēng)量水平由3900-4000m3/min降低至3600-3700m3/min，高爐綜合冶煉強(qiáng)度明顯降低。高爐綜合冶煉強(qiáng)度情況見下表7

4.6  加強(qiáng)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題

為及時(shí)掌握爐缸炭磚熱流強(qiáng)度的變化情況，控制好爐缸爐底溫度，為此對(duì)關(guān)鍵部溫爐缸二、三段冷卻壁的進(jìn)出水管開孔（特別是鐵口冷卻壁），引出進(jìn)水和出水，對(duì)冷卻壁水溫差進(jìn)行人工檢測(cè)，測(cè)算熱流強(qiáng)度，指導(dǎo)我們對(duì)爐缸侵蝕情況作出判斷。同時(shí)我們建立關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)檢查臺(tái)賬（鐵口兩旁的冷卻壁、爐底水冷管、渣口兩旁冷卻壁水溫差、爐皮溫度、爐缸、爐底爐皮溫度等），要求2小時(shí)檢查一次，作好記錄、進(jìn)行對(duì)比。發(fā)現(xiàn)異常情況可以及時(shí)匯報(bào)、及時(shí)處理。在后期，我們?cè)跔t皮增設(shè)電偶，監(jiān)測(cè)溫度變化，通過觀察爐皮溫度變化，反映高爐鐵口侵蝕變化情況，并對(duì)《水鋼煉鐵廠三高爐大修前特護(hù)管理規(guī)定》補(bǔ)充規(guī)定的再次修訂，對(duì)不同水溫差、爐皮溫度、炭磚溫度情況的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行細(xì)化，通過上述措施便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。制定應(yīng)急預(yù)案，確保安全。

3  結(jié)語(yǔ)

鐵口再生技術(shù)在水鋼1350m3高爐實(shí)現(xiàn)了成功應(yīng)用，通過對(duì)鐵口的整體澆注，恢復(fù)了鐵口出鐵功能，實(shí)現(xiàn)了在不清理爐缸的情況下對(duì)鐵口修復(fù)。同時(shí)采取鐵口維護(hù)綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高爐在高冶煉強(qiáng)度下，鐵口工作穩(wěn)定，鐵口冷卻壁水溫差穩(wěn)定，鐵口冷卻壁在燒穿后，測(cè)量出水溫差最高為0.8℃，熱流強(qiáng)度最高達(dá)11371Kcal/m2?h，采取鐵口再造技術(shù)后，鐵口冷卻壁水溫差最高達(dá)0.5℃，熱流強(qiáng)度為6373 Kcal/m2?h，實(shí)現(xiàn)了高爐安全生產(chǎn)。持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月以上，避免了長(zhǎng)時(shí)間等待大修材料準(zhǔn)備及大修工作，經(jīng)濟(jì)效益明顯

4  參考文獻(xiàn)

[1] 周傳典. 高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè).北京;冶金工業(yè)出版社2002,398-402.