趙國磊1  王善增2  孫劉恒1  黃東升1  沈  濤1

（1. 中冶華天工程技術(shù)有限公司；2. 寶武集團廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司）

摘  要  韶鋼7號高爐于2005年8月18日投產(chǎn)，至今已穩(wěn)定運行約15年，單位爐容產(chǎn)鐵量超過12600t，綜合指標位居國內(nèi)同級別高爐前列。該高爐設(shè)計初始即采用了一系列先進工藝技術(shù)裝備和長壽設(shè)計技術(shù)，結(jié)合優(yōu)異的日常操作維護綜合技術(shù)，實現(xiàn)了高爐長壽高效運轉(zhuǎn)。該高爐國內(nèi)首次采用全干法布袋除塵器、TMT開鐵口機、爐缸爐底內(nèi)襯燒蝕自動診斷系統(tǒng)等，設(shè)計上采取了合理的爐型結(jié)構(gòu)、耐材結(jié)構(gòu)配置和冷卻系統(tǒng)，為高爐長壽運行和高效生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞  韶鋼  高爐  長壽

1  前言

廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司（簡稱“韶鋼”）7號高爐（公稱容積2200m3）于2005年8月18日點火投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)鐵水200萬噸，投產(chǎn)以來高爐運行良好，綜合指標位居國內(nèi)同級別高爐前列，截止目前無大修穩(wěn)定運行約15年，單位爐容產(chǎn)鐵量已達12600t以上，是名副其實的“長壽高爐”。

韶鋼7號高爐是由中冶華天工程技術(shù)有限公司采用總承包模式建設(shè)的當時國內(nèi)最大的高爐項目，也是當時建成的華南地區(qū)最大、技術(shù)裝備水平最高的高爐工程。并創(chuàng)造了多項第一：第一次在大型高爐上采用全干法布袋除塵器，且無備用系統(tǒng)；第一次引進TMT開鐵口機；第一次引進了俄羅斯的高爐爐缸爐底內(nèi)襯燒蝕狀況自動診斷系統(tǒng)（簡稱FK系統(tǒng)）等國內(nèi)外先進技術(shù)及裝備。[1-3]

按照高起點、低投入、長壽命、高效益的原則，該高爐在設(shè)計上采用了當時國際上成熟、可靠、先進、實用的先進工藝技術(shù)及裝備，使高爐主要技術(shù)經(jīng)濟指標、整體技術(shù)裝備水平和自動化程度達到了國內(nèi)高爐先進水平。該工程曾先后榮獲多項行業(yè)及省級工程和技術(shù)獎項。

2  主要工藝技術(shù)

礦槽及上料系統(tǒng)：高爐礦、焦貯槽為雙排結(jié)構(gòu)，設(shè)有6個燒結(jié)礦倉、5個焦倉、3個球團礦倉、2個塊礦倉、2個雜礦或熔劑倉，碎焦、碎礦倉單獨設(shè)置。槽上設(shè)置三條卸料膠帶機，槽中所有物料最終通過稱量斗卸到槽下主膠帶機上，然后通過上料主膠帶機加到爐頂料罐。上料系統(tǒng)采用分散篩分、分散稱量，膠帶運輸?shù)墓┝戏绞健Y(jié)礦、球團礦及塊礦、焦炭經(jīng)振動篩篩分后，合格礦石（≥5mm）及焦炭（≥25mm）分別進入對應(yīng)的稱量漏斗準確稱量；雜礦、熔劑則直接由振動給料機給入對應(yīng)的稱量漏斗進行稱量；稱量后的原燃料再由槽下主膠帶運輸機運至上料主膠帶運輸機再轉(zhuǎn)運至爐頂。篩下的粉礦及碎焦分別經(jīng)各自的膠帶運輸系統(tǒng)進入粉礦倉及碎焦倉。

爐頂裝料系統(tǒng)：高爐爐頂由爐頂裝料設(shè)備、料罐均排壓設(shè)施、爐頂液壓站、潤滑站、爐頂溜槽傳動齒輪箱的水冷卻設(shè)施、爐頂探尺、檢修設(shè)施及爐頂框架等組成。采用靈活的爐料分布技術(shù)，設(shè)置中心卸料式串罐無料鐘爐頂裝料設(shè)備，減少爐料裝入過程中的偏析。

出鐵場系統(tǒng)：設(shè)置三個鐵口，不設(shè)渣口，設(shè)兩個縱向布置的矩形出鐵場，緊湊式渣鐵溝布置，兩側(cè)均設(shè)有渣鐵處理設(shè)施。南側(cè)出鐵場設(shè)置兩個鐵口，出鐵場下設(shè)四條鐵水罐車停放線；東側(cè)出鐵場設(shè)置一個出鐵口，下方設(shè)兩條鐵水罐車停放線。高架公路連通出鐵場及風(fēng)口平臺，配置液壓泥炮，首次引進進口TMT開鐵口機，采用輕便型擺動流咀，爐前操作機械化水平高。在鐵口兩側(cè)及頂部、主鐵溝撇渣器及擺動流嘴等處均設(shè)有強力抽風(fēng)除塵點，出鐵場環(huán)境大為改善。

渣處理系統(tǒng)：采用當時先進的新型攪籠法爐渣處理工藝，安全環(huán)保。每個出鐵口下渣設(shè)一臺沖制箱，各臺沖制箱出來的水渣通過水渣溝，再分別與兩套水渣攪籠機裝置相聯(lián)，形成每個出鐵場分別對應(yīng)一套水渣攪籠機裝置。水渣攪籠機裝置設(shè)備能力大，允許用戶實際生產(chǎn)時可以任意調(diào)整渣水比，以確保水渣的品質(zhì)。

煤氣除塵系統(tǒng)：采用了全干式煤氣布袋除塵器及干法TRT，是該技術(shù)首次應(yīng)用于國內(nèi)2000m3以上大型高爐，且無備用系統(tǒng)，為國內(nèi)大型高爐首創(chuàng)。在正常生產(chǎn)情況下，120~280℃的高爐煤氣經(jīng)過布袋除塵后，煤氣含塵可到達≤5mg，除塵后的煤氣經(jīng)過TRT發(fā)電進入煤氣總管。

熱風(fēng)爐系統(tǒng)：采用當時國際先進的4座高溫長壽外燃式熱風(fēng)爐，熱風(fēng)溫度1200℃以上。主要技術(shù)措施包括：柵格式長焰陶瓷燃燒器、各孔口采用組合磚設(shè)計、托梁式爐箅子，梅花孔型，中硅耐熱鑄鐵，煙氣溫度可長期維持350℃、合理使用各種波紋補償器、分離式熱管換熱器，空/煤氣雙預(yù)熱溫度≥180℃，目前該換熱器仍在使用。

噴煤系統(tǒng)：制粉采用雙系列中速磨煤機+布袋一級收粉工藝、噴吹雙罐并列、單根噴吹主管+雙爐前分配器的直接噴吹工藝，在煤粉主管上采用二次風(fēng)量對噴煤量進行調(diào)節(jié)，噴吹混合煤，煤比可達180～220kg/t-p。

3  長壽高爐本體設(shè)計特點

韶鋼7號高爐設(shè)置3個鐵口、30個風(fēng)口，不設(shè)渣口。采用矮胖爐型，高徑比Hu/D=2.41，死鐵層厚度2.3m，有利于強化冶煉，緩解爐缸侵蝕。詳細爐型尺寸如表1所示。

為實現(xiàn)高爐長壽，爐底爐缸采用“陶瓷杯+炭磚”的復(fù)合結(jié)構(gòu)，不僅具有良好的抗渣鐵侵蝕性，還可將800℃等溫線控制在陶瓷材料中，避免炭磚環(huán)裂。為高爐一代壽命達15年以上提供了保障。爐底、爐缸的材質(zhì)和砌體結(jié)構(gòu)配置如下：爐底第1～2層采用國產(chǎn)的滿鋪半石墨質(zhì)碳磚；第3～4層為滿鋪進口微孔炭磚；拐角部位采用介于微孔與超微孔之間材質(zhì)的炭磚BC-8M2；杯壁外側(cè)為進口微孔炭磚。另外，為強化該高爐爐役內(nèi)安全長壽監(jiān)測，首次引進了俄羅斯的高爐爐缸爐底內(nèi)襯燒蝕狀況自動診斷系統(tǒng)（簡稱FK系統(tǒng)），利用埋設(shè)的專用傳感器檢測爐底爐缸內(nèi)襯溫度分布、計算并顯示內(nèi)襯燒蝕狀況，為操作人員隨時掌握高爐內(nèi)襯工作狀況及安全長壽運行提供了有力保障。截止目前，F(xiàn)K系統(tǒng)電偶硬件等仍基本保持完好，據(jù)此較為準確地計算出了爐底爐缸內(nèi)襯侵蝕狀況，有力支持了爐役后期采取持續(xù)強化冶煉決策。

爐體的冷卻結(jié)構(gòu)好壞，直接影響冷卻設(shè)備的壽命，特別是從爐腹到爐身下部區(qū)域的結(jié)構(gòu)是否合理，外部供水系統(tǒng)是否安全可靠，是高爐長壽的關(guān)鍵。韶鋼7號高爐采用全爐體冷卻壁結(jié)構(gòu)，高熱負荷區(qū)采用銅冷卻壁，共19段冷卻壁和三層銅冷板。爐底爐缸4段采用雙排蛇形水管灰口鐵光面冷卻壁，風(fēng)口帶1段為單排蛇形管光面球墨鑄鐵冷卻壁，爐腹到爐身下部4段采用單排水管全覆蓋冷鑲磚銅冷卻壁，爐身中部5段采用雙排水管球墨鑄鐵冷卻壁，其中第10～12層冷卻壁上部各設(shè)一層密集式銅冷卻板（共3層），爐身上部4段采用單排蛇形水管灰鐵冷卻壁，爐身最上部設(shè)1段水冷“C形”灰口鐵冷卻壁。目前，雖然已到爐役后期，但爐腹、爐腰及爐身下部銅冷卻壁仍保持完好無損。

為保證高爐安全生產(chǎn)，高爐爐體供水設(shè)計兩路供給，同時設(shè)置事故供水。按冷卻元件的重要性和冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計要求，爐體冷卻分高壓凈循環(huán)水系統(tǒng)和常壓凈循環(huán)水系統(tǒng)。風(fēng)口小套、爐喉十字測溫、爐頂噴水、紅外攝像儀均采用高壓冷卻水；爐底、爐缸、風(fēng)口大中套、爐腹及爐身的冷卻采用常壓冷卻水。

4  高爐生產(chǎn)情況

韶鋼7號高爐開爐后，迅速達到了設(shè)計目標。自投產(chǎn)以來，高爐保持長期穩(wěn)定順行，平均噸鐵成本、燃料比和產(chǎn)量均一直位居全國同級別高爐前列，先后榮獲行業(yè)同級別高爐的“優(yōu)勝爐”、“創(chuàng)先爐”等稱號。

目前，雖然該高爐已進入爐役末期，在保障高爐安全、穩(wěn)定生產(chǎn)的同時，在韶鋼生產(chǎn)及技術(shù)人員的不斷探索努力和精心操作下，但7號高爐生產(chǎn)、爐況仍然穩(wěn)定正常，各項生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標處于較好的水平。表2給出了自2019年以來的主要生產(chǎn)指標，7號高爐仍維持著較高的日產(chǎn)量，最高月平均日產(chǎn)量可突破6600t/d以上，同時保持較低的焦比和燃料比水平。[4-5]

5  結(jié)語

韶鋼7號高爐目前已穩(wěn)定運行約15年，并保持良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟指標，為該級別高爐的設(shè)計與操作實踐提供了重要參考。通過采用了一系列先進工藝技術(shù)裝備和長壽設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了該高爐長壽高效運轉(zhuǎn)。根據(jù)該高爐大修計劃，屆時該高爐一代壽命將達到16年，單位爐容的產(chǎn)鐵量預(yù)計將達到13900噸以上，大幅超越單位爐容產(chǎn)鐵量10000噸的行業(yè)公認的長壽標準，韶鋼7號高爐將成為名副其實的長壽、高產(chǎn)型高爐。

6  參考文獻

[1] 沈濤. 韶鋼7號高爐新技術(shù)的應(yīng)用//[C]. 第九屆全國大高爐煉鐵學(xué)術(shù)年會，2008.

[2] 康波，肖命冬，盧錫友. 韶鋼2500m3高爐工藝設(shè)計特點[J]. 煉鐵，2005，24(5)：15-19.

[3] 鄭春玲，蔡富良. 全干式布袋除塵技術(shù)在韶鋼2500m3高爐的應(yīng)用[J]. 煉鐵，2006，25(4)：28-31.

[4] 王善增，陳國忠，匡洪鋒. 韶鋼7號高爐操作管理技術(shù)進步[J]. 南方金屬，2016，209：42-44.

[5] 楊國新，廖經(jīng)文，張怡偉，等. 韶鋼7號高爐爐役后期高效冶煉實踐[J]. 煉鐵，2017，36(5)：24-28.