李  楊  王德軍  趙  晗  高哲龍  宋小龍

（通化鋼鐵公司煉鐵事業(yè)部）

摘  要  針對爐缸側(cè)壁溫度偏高問題，課題組自2016年7月開始通過采取鈦礦護(hù)爐、增加冷卻強(qiáng)度、堵高溫區(qū)對應(yīng)的風(fēng)口等措施，解決了由于側(cè)壁溫度偏高給高爐安全生產(chǎn)帶來的威脅，高爐操作參數(shù)處于高水平運(yùn)行，日產(chǎn)穩(wěn)定在5600-5800噸，取得經(jīng)濟(jì)效益1670萬元。

關(guān)鍵詞  鈦礦護(hù)爐  冷卻強(qiáng)度  參數(shù)調(diào)整　穩(wěn)定　實(shí)踐

近幾年國內(nèi)高爐爐缸燒穿事故頻發(fā)，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)損失，鋼鐵企業(yè)對高爐爐缸的日常護(hù)理以及重視程度不斷在提高。通鋼煉鐵廠3號高爐為通鋼第二座大型高爐，有效爐容2680m3，2014年7月12日點(diǎn)火開爐，到2016年6月爐缸一層側(cè)壁溫度點(diǎn)T1107-11、T1107-13、T1107-15電偶溫度值呈快速上升趨勢，其中T1107-13點(diǎn)溫度最高時(shí)達(dá)到604℃，已經(jīng)威脅到高爐安全生產(chǎn)。

1  研究的目的和意義

通鋼3號高爐于2014年7月投產(chǎn)，投產(chǎn)后高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行，2016年6月爐缸側(cè)壁溫度快速升高，最高達(dá)到600℃以上，參照最近幾年國內(nèi)幾家鐵廠爐缸燒穿事故， 3號高爐爐缸隨時(shí)有燒穿的可能，保證3號高爐安全生產(chǎn)是通鋼經(jīng)營的關(guān)鍵，為此我廠組織相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行研討，制定措施盡快把爐缸側(cè)壁溫度降到200℃左右，保證爐缸側(cè)壁溫度穩(wěn)定在200-300℃之間運(yùn)行，在整個控制過程中要把產(chǎn)量損失降到最低。

2  研究的方法和步驟

為了能夠快速有效的降低側(cè)壁溫度，為高爐創(chuàng)造一個安全穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)境，根據(jù)自身切實(shí)環(huán)境制定一套系統(tǒng)的措施：

（1）對爐缸測溫電偶進(jìn)行全面系統(tǒng)的校對，確保監(jiān)測手段的準(zhǔn)確性。

（2）對高爐爐缸高溫區(qū)域，采用爐缸壓漿方法確認(rèn)是否是是由于竄煤氣引起側(cè)壁溫度大幅度上升。

（3）提高焦炭質(zhì)量，保持爐缸活躍，改善中心死料柱的透液性以及降低鐵水環(huán)流的不利影響。            

（4）將高溫區(qū)域的風(fēng)口面積調(diào)小，減少邊緣鐵水的沖刷。

（5）加強(qiáng)日常鐵口圍爐工作，保證鐵口深度達(dá)到3200mm。

（6）加強(qiáng)對高溫區(qū)域的水溫差及熱流強(qiáng)度的監(jiān)測，如有大幅度的上升及時(shí)果斷處理。

（7）嚴(yán)格控制生鐵含[Si]0.45-0.5%、生鐵含[S]小于0.03％，適當(dāng)增加鐵水粘度，以減小鐵水對爐缸的沖刷同時(shí)保證石墨碳的沉積。

（8）入爐鈦礦進(jìn)行護(hù)爐，保證鐵水[Ti]含量達(dá)到規(guī)定值，已達(dá)到護(hù)爐的目的，保證護(hù)爐效果。

（9）加強(qiáng)高溫區(qū)域的冷卻強(qiáng)度，對熱流強(qiáng)度高的部位，改工業(yè)高壓水。

（10）當(dāng)側(cè)壁溫度持續(xù)升高，降低高爐冶煉強(qiáng)度，堵高溫區(qū)域?qū)?yīng)的上方風(fēng)口。

（11）加大看水工的日常管理工作，加強(qiáng)對高溫區(qū)域處爐皮的測溫工作。

3  研究過程和結(jié)果

3.1  爐缸側(cè)壁溫度的演變過程

3.1.1  爐缸側(cè)壁溫度第一次演變（2016年6月-2016年8月）

2016年6月份的中下旬爐缸一層，標(biāo)高7.795m處1107-11、1107-13、1107-15的熱電偶（插入深度300mm）溫度整體出現(xiàn)升高的趨勢，其中1107-13溫度點(diǎn)在2016年7月份開始上升的幅度顯著加劇，2016年8月7日溫度最高達(dá)到604℃，同時(shí)爐缸熱流強(qiáng)度監(jiān)測系統(tǒng)對應(yīng)的冷卻壁的熱流強(qiáng)度也明顯升高。

3.1.2  爐缸側(cè)壁溫度第二次演變（2017年2月-2017年5月）

2017年的2月份爐缸一層，標(biāo)高7.795m處3個插入深度為300mm電偶點(diǎn)再次出現(xiàn)升高的趨勢，其中爐缸一層側(cè)壁內(nèi)環(huán)最高點(diǎn)（1107-13）溫度5月1日最高達(dá)到578℃，同位置的外環(huán)1107-14（插入深度500mm）達(dá)到375℃。

3.2  實(shí)施措施與效果

3.2.1  第一階段護(hù)爐措施

（1）爐缸電偶校對及壓漿

2016年5月4日定修時(shí)，首先對爐缸電偶進(jìn)行系統(tǒng)的校對，校對結(jié)果無異常，同時(shí)對爐缸壓漿，共灌入6噸炭質(zhì)灌漿料；2016年7月20日定修時(shí)，再次對爐缸壓漿，新開了10個灌漿孔，同時(shí)對5月4日所開灌漿孔全部重新灌漿，此次壓漿效果不好，只灌入2.4噸料。這兩次壓漿后效果不理想，爐缸側(cè)壁高溫點(diǎn)溫度仍繼續(xù)上升，兩次灌漿具體情況如下：

根據(jù)爐缸壓漿后效果以及爐缸側(cè)壁溫度電偶的校對結(jié)果分析引起爐缸側(cè)壁上升原因?yàn)闋t缸碳磚被侵蝕，故進(jìn)一步采取護(hù)爐措施。

（2）堵爐缸側(cè)壁溫度高區(qū)域上方風(fēng)口

2016年7月中旬爐缸側(cè)壁溫度逐步升高，2016年7月20日定修時(shí)，堵高溫點(diǎn)部位上方的17#、18#風(fēng)口，8月7日四點(diǎn)班T1107-13點(diǎn)溫度最高升至604℃，休風(fēng)堵18-20#風(fēng)口，期間高爐控制冶煉強(qiáng)度及冶煉參數(shù)，熱風(fēng)壓力小于360kPa；爐溫0.5-0.6%；頂壓200kPa；富氧小于2000m3/h，日產(chǎn)控制在5000噸以下，8月7日以后，風(fēng)壓控制小于300kPa，日產(chǎn)控制在4000噸以內(nèi)（具體參數(shù)見表1），8月12日計(jì)劃檢修，復(fù)風(fēng)開17#風(fēng)口。隨側(cè)壁溫度繼續(xù)下降，8月19日開20#風(fēng)口，8月25日開18#風(fēng)口，8月26日開19#風(fēng)口，至此3號高爐全風(fēng)口工作。

7月中旬至8月生鐵日產(chǎn)趨勢圖

爐逐步強(qiáng)化，鐵中含鈦量控制在0.15%，8月28日停吃鈦礦。

（4）高溫區(qū)域冷卻壁改高壓工業(yè)水，加大冷卻水量，強(qiáng)化冷卻

2016年8月12日計(jì)劃檢修16小時(shí)，將爐缸二段第20塊（5進(jìn)5出，水管編號為092#-096#）、第21塊（4進(jìn)4出，水管編號為097#-100#）冷卻壁改為工業(yè)水提高冷卻強(qiáng)度，其中096#、097#、100#為二段單獨(dú)改工業(yè)水，其余6根管因鐵口區(qū)及電纜槽排布改為一二段單獨(dú)供工業(yè)水，共計(jì)9根水管，其中094#水管新增流量計(jì)一臺。改水后初期供水壓力為400kPa，總流量390m3/h，后逐漸提高供水壓力，至8月16日，供水壓力提高至619kPa，總流量為542m3/h。

（5）第一階段護(hù)爐效果

采取一系列護(hù)爐措施之后，爐缸側(cè)壁溫度上升的勢頭的得到有效的控制且溫度下降到正常范圍之內(nèi)，高爐冶煉強(qiáng)度、利用系數(shù)以及參數(shù)指標(biāo)恢復(fù)到正常水平, 爐缸側(cè)壁溫度變化情如下：

3.2.2  第二階段護(hù)爐措施

（1）增加鈦礦入爐量

進(jìn)入2017年4月高爐爐缸側(cè)壁溫度再次出現(xiàn)大幅度上升的趨勢時(shí)引起我們的高度重視，故經(jīng)研究決定逐步增加入爐的鈦礦量，最高達(dá)到每批3.5噸，控制鐵水含[Ti]平均在0.20%以上，隨著側(cè)壁溫度的降低逐漸減少鈦礦入爐量但鐵水中鈦含量必須保證0.08%以上。

（2）再次降低冶煉強(qiáng)度

2017年5月1日爐缸側(cè)壁溫度1107-13點(diǎn)溫度達(dá)到572℃， 利用5月4日高爐定修，堵與1107-13點(diǎn)相對應(yīng)的上方17#、18#、19#風(fēng)口，風(fēng)口面積由0.3561m3/min縮小至0.3290m3/min，期間控制風(fēng)量、氧量以及高爐產(chǎn)量，5月22日1107-13點(diǎn)溫度下降至433℃，開19#風(fēng)口，風(fēng)口面積由0.3290m3/min擴(kuò)至0.3403 m3/min， 5月31日1107-13點(diǎn)溫度下降至391℃，開18#風(fēng)口，風(fēng)口面積由0.3403 m3/min擴(kuò)至0.3507m3/min，隨著側(cè)壁溫度的下降，6月18日開17#風(fēng)口，風(fēng)口全部打開后，高爐的各項(xiàng)冶煉參數(shù)逐漸恢復(fù)到正常。

（3）進(jìn)一步增強(qiáng)爐缸冷卻強(qiáng)度

2017年4月20日通過增加一臺工業(yè)水泵，將工業(yè)水流量由原來的560m3/h提升到660m3/h，水壓由0.60MPa提升到0.74MPa，單管流速由原來的5.37m/s提高到6.33m/s；4月21日進(jìn)一步增加工業(yè)水流量和壓力，工業(yè)水流量達(dá)到675 m3/h，單管流速提高到6.48 m/s，同時(shí)將工業(yè)水進(jìn)水溫度由原來的31.5℃降低到18.2℃，進(jìn)一步加強(qiáng)了冷卻強(qiáng)度。

（4）第二階段護(hù)爐效果

高爐自4月份開始逐漸增加鈦礦入爐量，同時(shí)適當(dāng)控制冶煉強(qiáng)度及操作參數(shù)，但效果不明顯，4月下旬開始進(jìn)一步增強(qiáng)了高溫區(qū)域的冷卻強(qiáng)度，5月份高爐通過堵高溫區(qū)域的風(fēng)口大幅度降低冶煉強(qiáng)度，側(cè)壁溫度得到了有效的控制并且下降到安全范圍之內(nèi)。溫度具體變化趨勢如圖所示：

4  技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）當(dāng)爐缸側(cè)壁溫度超過300℃時(shí)，生鐵含Si量控制在0.45-0.55%，鐵水含S量小于0.03%，鐵水含Ti量控制0.15-0.20%，鐵水溫度不低于1470℃，保證鐵水有足夠的溫度、增加鐵水粘度提高護(hù)爐效果。

（2）當(dāng)爐缸側(cè)壁溫度超過550℃時(shí)，休風(fēng)堵該部位上方2-3個風(fēng)口，同時(shí)降低冶煉強(qiáng)度20%，快速降低爐缸側(cè)壁溫度，當(dāng)側(cè)壁溫度降到250℃以下后，說明該部位TiC、TiN以及連接固溶體Ti（CN）已經(jīng)形成一定厚度，對爐缸已經(jīng)形成保護(hù)，防止?fàn)t缸堆積應(yīng)該陸續(xù)開風(fēng)口、提高冶煉強(qiáng)度，逐漸恢復(fù)冶煉參數(shù)。

（3）當(dāng)爐缸側(cè)壁溫度超過550℃時(shí)，說明鐵水已經(jīng)滲透到離冷卻壁較近部位，高爐需要長期入爐鈦礦，同時(shí)裝料制度要發(fā)展中心為主，減少鐵水環(huán)流，緩解鐵水沖刷爐缸側(cè)壁，杜絕爐缸燒穿事故。

5  結(jié)論

（1）2016年5月4日、7月20日兩次爐缸壓漿效果不理想，壓漿后溫度仍然持上升，說明側(cè)壁溫度升高不是爐缸竄氣影響。

（2）進(jìn)入2016年8月份后，集中采取多種護(hù)爐措施：7月30日入爐鈦礦；控制產(chǎn)量不超過4000噸；8月7日休風(fēng)堵18-20#風(fēng)口（此時(shí)共堵了4個風(fēng)口）；8月12日將20#、21#冷卻壁水管改為工業(yè)強(qiáng)化冷卻。通過上述多項(xiàng)措施的采取，從8月8日開始，側(cè)壁溫度開始下降，從8月18日開始，爐缸側(cè)壁溫度進(jìn)入快速下降的趨勢，但進(jìn)入2017年4月側(cè)壁溫度再次大幅度上升，高爐繼續(xù)入爐鈦礦；控制產(chǎn)量4400噸；4月22日進(jìn)一步強(qiáng)化工業(yè)水冷卻；5月4日休風(fēng)堵18-19#風(fēng)口，5月18日后側(cè)壁溫度開始出現(xiàn)快速下降趨勢，兩次都能夠有效控制側(cè)壁溫度，說明入爐鈦礦、加強(qiáng)冷卻強(qiáng)度、堵風(fēng)口降低冶煉強(qiáng)度相結(jié)合效果明顯。

（3）目前爐缸側(cè)壁測溫點(diǎn)T1107-13溫度值穩(wěn)定在250℃左右，鈦礦繼續(xù)入爐、爐缸高溫區(qū)繼續(xù)強(qiáng)化冷卻、風(fēng)口已全部打開，高爐操作參數(shù)處于高水平運(yùn)行，日產(chǎn)穩(wěn)定在5600-5800噸，同時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注測溫點(diǎn)的趨勢，防止側(cè)壁溫度再次出現(xiàn)大幅度反彈。