摘  要：針對(duì)舞鋼1260m3高爐爐缸長(zhǎng)壽維護(hù)的措施及效果進(jìn)行了分析總結(jié)。對(duì)高爐內(nèi)部耐材受損以及低爐溫操作導(dǎo)致?tīng)t缸侵蝕加快，爐缸局部溫度持續(xù)升高的問(wèn)題，采取灌漿、建立爐缸侵蝕模型、加強(qiáng)冷卻制度管理、加強(qiáng)鐵口維護(hù)，調(diào)整送風(fēng)制度等措施進(jìn)行維護(hù)處理，使?fàn)t缸溫度逐步得到控制并逐步降至正常值以?xún)?nèi)，高爐安全生產(chǎn)得到了保障，爐缸維護(hù)效果顯著。

關(guān)鍵詞：爐缸  長(zhǎng)壽  侵蝕 維護(hù)

2014年3月6日，舞鋼1260m3高爐開(kāi)爐。舞鋼高爐爐缸采用復(fù)合爐底結(jié)構(gòu)，即熱壓炭磚加陶瓷杯組合結(jié)構(gòu)，高爐開(kāi)爐前兩年陶瓷杯一直存在，隨著冶煉的進(jìn)行，陶瓷杯逐步被完全侵蝕，高爐在投產(chǎn)兩年后，即2016年7月份開(kāi)始，高爐爐缸局部溫度快速升高，個(gè)別溫度點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到了行業(yè)的警戒值。本文針對(duì)舞鋼高爐爐缸長(zhǎng)壽維護(hù)采取的措施及效果進(jìn)行總結(jié)分析。

一  高爐生產(chǎn)前后對(duì)高爐長(zhǎng)壽狀況的影響

1、投產(chǎn)前狀況對(duì)長(zhǎng)壽的影響

舞鋼1260m3高爐是舞鋼公司唯一一座高爐，擔(dān)負(fù)著為公司提供鐵水（日產(chǎn)鐵水3500噸）和高爐煤氣（日產(chǎn)煤氣500萬(wàn)立方米）的任務(wù)，高爐的重要性不言而喻。由于高爐開(kāi)爐前擱置了三年（未進(jìn)行烘烤），內(nèi)部耐材部分受損（其內(nèi)部結(jié)晶水受溫度影響熱脹冷縮）。

2、投產(chǎn)后狀況對(duì)長(zhǎng)壽的影響

舞鋼1260m3高爐開(kāi)爐后短短4個(gè)月，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)迅速改善提升，6月份產(chǎn)鐵達(dá)到9.9萬(wàn)噸，利用系數(shù)達(dá)到2.7，超出設(shè)計(jì)水平，隨后在2015年1月9日因高爐爐頂打水，導(dǎo)致高爐大涼一次，采取附加凈焦，配加螢石等措施進(jìn)行恢復(fù)爐況，后期爐況一直不穩(wěn)定，尤其在3月1日計(jì)劃休風(fēng)后，爐況一直難行，在生產(chǎn)過(guò)程中，低硅低物理熱時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致?tīng)t缸長(zhǎng)期處于欠熱狀態(tài)，加之鐵口維護(hù)不到位，渣鐵排放困難。同年5月1日因高爐出管道氣流導(dǎo)致高爐大涼一次，而兩次爐涼加上中間較長(zhǎng)時(shí)間的低硅低物理熱操作，不但使?fàn)t缸死料柱的狀態(tài)、大小和透液性發(fā)生變化，加速了渣鐵對(duì)爐缸側(cè)壁的沖刷，并且造成死料柱下沉，死料柱下沉到爐底，鐵水難已穿過(guò)，鐵水環(huán)流加劇，爐缸側(cè)壁侵蝕加劇。

二  爐缸長(zhǎng)壽的維護(hù)

1、建立合理的灌漿制度

冷卻壁與爐殼之間因出現(xiàn)空隙而串煤氣，造成爐殼過(guò)熱甚至安全問(wèn)題；炭磚與冷卻壁之間形成氣隙熱阻，造成爐內(nèi)熱量傳不出來(lái)，炭磚溫度升高，給爐缸安全造成威脅。利用休風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)存在氣隙的部位進(jìn)行壓漿處理是目前普遍采用的方法。但是也應(yīng)看到，目前的灌漿操作仍缺乏科學(xué)的指導(dǎo)，一旦操作不當(dāng)將成為爐缸燒穿事故的誘因，與高爐其他部位灌漿不同，爐缸內(nèi)存在炙熱的渣鐵水，過(guò)大的灌漿壓力不但會(huì)造成冷卻壁損壞、爐缸整體砌磚結(jié)構(gòu)變形，形成鐵水滲入通道，甚至在侵蝕嚴(yán)重部位直接破壞磚襯；而灌漿壓力過(guò)小，很多區(qū)域泥漿填充不到，達(dá)不到預(yù)期效果，所以建立合理的灌漿制度至關(guān)重要。

結(jié)合舞鋼1260m3高爐爐缸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定了詳盡的爐缸灌漿制度，見(jiàn)表1。

通過(guò)灌漿機(jī)制的建立，2016年舞鋼1260m3高爐共計(jì)爐缸灌漿3次，有效的消除了爐缸煤氣逸散的現(xiàn)象；尤其是9月9日的爐缸灌漿后，爐缸高溫區(qū)溫度明顯下行，效果十分明顯。

2、爐缸侵蝕模型的建立及應(yīng)用

（1）爐缸侵蝕模型計(jì)算的建立依據(jù)如下：

a、爐缸處于相對(duì)穩(wěn)定的一維傳熱狀態(tài)，根據(jù)熱傳導(dǎo)的相關(guān)原理進(jìn)行計(jì)算；

b、對(duì)于爐缸側(cè)壁而言，其熱量被冷卻水帶走，公認(rèn)的爐缸碳磚的侵蝕線(xiàn)為1150℃等溫線(xiàn)，鐵水在1150℃時(shí)才能形成粘稠的保護(hù)層，進(jìn)而阻止或減慢爐缸碳磚的進(jìn)一步侵蝕；

C、侵蝕模型的計(jì)算主要依據(jù)：熱電偶淺點(diǎn)插入深度（130mm）、熱電偶深點(diǎn)插入深度（280mm）、碳磚導(dǎo)熱系數(shù)選定（9w/m?k）、熱面溫度選擇（1150℃），最終根據(jù)兩點(diǎn)溫差及導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算出1150℃等溫線(xiàn)（侵蝕線(xiàn)）的位置；

d、將這些數(shù)據(jù)通過(guò)曲線(xiàn)繪出趨勢(shì)圖，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐缸侵蝕狀態(tài)的動(dòng)態(tài)管理。

（2）爐缸侵蝕模型的應(yīng)用

a、應(yīng)用一

2016年7月底舞鋼1260m3高爐標(biāo)高8.7m第六點(diǎn)爐缸溫度持續(xù)升高，8月29日最高點(diǎn)溫度上升至580℃，嚴(yán)重威脅著爐缸工作的安全。根據(jù)爐缸侵蝕模型的情況，對(duì)相關(guān)高溫區(qū)進(jìn)行測(cè)算，計(jì)算出炭磚厚度800mm（為原始厚度），未侵蝕到炭磚，說(shuō)明爐缸處于安全狀態(tài)。測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表2：

從上表中可以看出，炭磚熱面溫度1106℃〈1150℃，所以炭磚未得到侵蝕，之所以爐缸溫度急劇上升，原因是爐缸內(nèi)部陶瓷杯脫落，在沒(méi)有形成保護(hù)層（導(dǎo)熱系數(shù)低）期間，全由導(dǎo)熱系數(shù)較高的炭磚進(jìn)行，最后爐缸側(cè)壁溫度上升較快。

根據(jù)測(cè)算未侵蝕到爐缸炭磚，所以的工作狀態(tài)安全可靠。

b、應(yīng)用二

2016年9月25日起，舞鋼1260m3高爐標(biāo)高8.7m第六點(diǎn)爐缸溫度最高點(diǎn)上升至713℃，同樣采用侵蝕模型進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表3。

根據(jù)測(cè)算，得出炭磚厚度已被侵蝕近100mm，為后續(xù)采取相關(guān)措施提供了理論依據(jù)，

C、應(yīng)用三(爐缸侵蝕模型的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè))

根據(jù)爐缸侵蝕模型的計(jì)算，針對(duì)爐缸西南側(cè)高溫區(qū)，繪制出爐缸侵蝕局部示意圖。

從上圖中可以看出舞鋼1260m3高爐西南側(cè)標(biāo)高8.7m處，位于二段冷卻壁中段，有明顯的侵蝕，紅線(xiàn)代表保護(hù)層，尤其是第八層炭磚出現(xiàn)了局部侵蝕，為爐缸最薄弱環(huán)節(jié)，需進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，如再有大幅度溫度攀升，需果斷采取措施。

3、冷卻制度管理

    本高爐軟水密閉循環(huán)冷卻水總量為4100m3/h，針對(duì)本高爐的冷卻制度，在管理方面執(zhí)行以下措施：

（1）控制好進(jìn)水溫度：

    進(jìn)水溫度控制在36℃，水量控制在4100m3/h，每天密切注意爐身冷卻壁、熱負(fù)荷曲線(xiàn)的變化和渣皮脫落的情況，根據(jù)水溫差的實(shí)時(shí)情況，控制進(jìn)水溫度使之維持在36℃，水溫差控制在3℃-3.5℃，以提高爐缸冷卻能力，在炭磚熱面形成渣皮凝結(jié)層，保護(hù)陶瓷杯侵蝕后的碳磚。

（2）監(jiān)控好補(bǔ)水情況：

    隨時(shí)觀察膨脹管液位，以便于監(jiān)測(cè)補(bǔ)水曲線(xiàn)變化。如有異常立即檢查軟水系統(tǒng)，找明原因，并且采取措施，防止事故發(fā)生，影響高爐壽命。

（3）加強(qiáng)與動(dòng)力泵站聯(lián)系：

要求泵站定期清洗換熱器，保證軟水質(zhì)量，防止質(zhì)量不過(guò)關(guān)，使冷卻壁結(jié)垢，影響冷卻強(qiáng)度，造成高爐壽命直接的縮短，同時(shí)要求泵站穩(wěn)定水量、水壓以及水溫，以防止大幅波動(dòng)造成渣皮脫落和燒壞冷卻壁等情況。

（4）將二段第3、4塊冷卻壁冷卻水改為工業(yè)水冷卻，增大冷卻強(qiáng)度，更快的形成穩(wěn)定保護(hù)層，降低爐缸炭磚侵蝕速度。

4、出渣出鐵管理

（1）出鐵管理：加強(qiáng)爐前管理，出凈渣鐵，爐前作業(yè)的好壞與爐況及爐缸側(cè)壁是相互影響的，對(duì)高爐生產(chǎn)強(qiáng)化和長(zhǎng)壽非常重要，針對(duì)本高爐爐前設(shè)備的實(shí)際情況，主要采取的措施有：

    a、維護(hù)好鐵口：加強(qiáng)對(duì)鐵口泥套、開(kāi)口機(jī)和泥炮的檢查維護(hù)，使之處于正常工作狀態(tài)；維持穩(wěn)定且均勻的鐵口深度，實(shí)踐表明鐵口深度在2.8m~2.9m的水平最有利，減少兩個(gè)鐵口出鐵偏差，保證出鐵均勻，從而保證爐缸圓周方向的均勻性。

    b、選取合適的炮泥及套泥，考慮炮泥的透氣性，避免潮鐵口出鐵，也要考慮是否有利于泥包形成以及穩(wěn)定，防止因泥包導(dǎo)致鐵口過(guò)深、過(guò)淺、跑泥甚至減風(fēng)堵口等情況發(fā)生，避免因泥包因素而影響鐵口區(qū)域的爐缸側(cè)壁。

（2）抓好INBA系統(tǒng)沖渣管理：

加強(qiáng)對(duì)水沖渣的管理，每次鐵前對(duì)?；M(jìn)行檢查，及時(shí)清理粒化塔積渣和?；^，對(duì)轉(zhuǎn)鼓、1#2#皮帶、渣倉(cāng)等多巡檢，多維護(hù)，對(duì)轉(zhuǎn)鼓篩網(wǎng)出現(xiàn)損壞利用鐵間隔及時(shí)組織更換，保證正常的出渣，避免了因沖渣導(dǎo)致的帶鐵堵口或者減風(fēng)堵口，保證了高爐的正常渣鐵排放，防止高爐長(zhǎng)期憋鐵憋渣，對(duì)高爐長(zhǎng)壽提供有力的保障。

5、送風(fēng)制度調(diào)整

利用高爐計(jì)劃休風(fēng)期間，針對(duì)標(biāo)高8.7m第六點(diǎn)（西南側(cè)爐缸側(cè)壁）爐缸溫度高現(xiàn)象，堵西南方向13#風(fēng)口，西南方向12#、14#號(hào)風(fēng)口由470mm加長(zhǎng)至500mm，直徑由120mm改為110mm，風(fēng)口面積由0.2344m2縮小為2339m2，以以達(dá)到增加風(fēng)口回旋區(qū)長(zhǎng)度，使風(fēng)口回旋區(qū)向爐缸中心推進(jìn)，活躍爐缸中心，降低環(huán)流對(duì)炭磚的侵蝕。

6、爐缸維護(hù)成效

舞鋼1260m3高爐自2016年8月至2017年4月經(jīng)過(guò)9個(gè)月的時(shí)間，采取以上措施對(duì)爐缸進(jìn)行長(zhǎng)壽維護(hù)，2016年10月20日以后爐缸溫度逐步得到控制，2017年3月之后爐缸溫度逐步降低至250℃以下，（如圖2）在爐缸溫度得到控制后自2016年12月之后高爐開(kāi)始強(qiáng)化冶煉，2017年開(kāi)始平均煤比達(dá)到170kg/t以上，期間爐況未發(fā)生變化，高爐安全生產(chǎn)得到了保障，爐缸維護(hù)效果顯著。

三  結(jié)語(yǔ)

1、高爐長(zhǎng)壽從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)看應(yīng)當(dāng)是鋼鐵工業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要措施，可以有效提高高爐的生產(chǎn)率，大幅度降低高爐大修的投資減少損失，實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定順行，高效低耗。

2、舞鋼1260m3高爐爐缸溫度升高主要原因一是高爐開(kāi)爐前擱置了三年（未進(jìn)行烘烤），內(nèi)部耐材部分受損，二是兩次爐涼加上中間較長(zhǎng)時(shí)間的低爐溫操作，兩種原因?qū)е聽(tīng)t缸侵蝕加快。

3、針對(duì)舞鋼1260m3高爐出現(xiàn)的問(wèn)題，及早的采取了一系列的措施進(jìn)行長(zhǎng)壽維護(hù)，避免了溫度持續(xù)升高導(dǎo)致高爐爐缸狀況惡化，使高爐壽命縮短，為高爐的順行創(chuàng)造有利條件。

4、建立起舞鋼1260m3高爐爐缸灌漿管理制度，嚴(yán)格控制相關(guān)參建立爐缸侵蝕模型，根據(jù)測(cè)溫?zé)犭娕疾迦胩看u深度、溫度梯度變化、炭磚導(dǎo)熱系數(shù)等參數(shù)計(jì)算出炭磚熱表面溫度，找出1150℃等溫線(xiàn)，即為爐缸的侵蝕線(xiàn)，做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；建立侵蝕模型，實(shí)現(xiàn)爐缸炭磚剩余厚度的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；利用爐缸一維熱傳導(dǎo)，進(jìn)行模擬溫度梯度計(jì)算，推導(dǎo)出爐缸侵蝕狀態(tài)；采用提高冷卻強(qiáng)度方式減緩炭磚侵蝕速度，實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽。

四  參考文獻(xiàn)

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