摘要：水鋼1350m³高爐通過鈦礦護爐、適當提高爐溫、控制氣流分布、強化導熱等一系列技術措施，實現(xiàn)了高爐爐缸爐底溫度下降，高爐爐況保持穩(wěn)定，取得了較好的經濟效益。

關鍵詞：高爐；護爐；實踐

1 前言

水鋼1350m³高爐于2004年9月15日建成投產，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，液壓開口機及泥炮等先進工藝及技術，開爐達產以來由于持續(xù)強化生產，至2015年每立方米有效容積產鐵10375t/m³，爐缸爐底侵蝕嚴重。2016年初，因市場原因，1350m³高爐采取降料面停爐，在停爐前采取普通礦、螢石洗爐，3月高爐開爐時采取適當放邊，使用錳礦、螢石改善渣鐵流動性的措施，隨著高爐逐步強化冶煉，爐缸、爐底溫度水平上升幅度大，2016年5月高爐爐底第三層炭磚最高溫度上升至662℃（標高6.072米TE-4132點），側壁溫度最高達418℃（標高7.695米TE-4121點）。針對爐缸、爐底溫度大幅上升，危及高爐安全生產，為此通過采取提高鈦球比例、縮小風口面積、控制冶煉強度、強化爐缸傳熱、加強監(jiān)控等措施，爐缸、爐底溫度明顯降低，爐況保持穩(wěn)定順行，技術經濟指標相對穩(wěn)定(見表1)，高爐實現(xiàn)了安全生產的目標。

表1  高爐主要技術經濟指標完成情況

2 采取的護爐措施

2.1 加強原燃料管理，為高爐護爐提供物質保證

2.1.1穩(wěn)定焦炭強度

焦炭是高爐料柱的骨架，焦炭強度指標，對高爐冶煉順利進行影響突出（有著重要影響），高爐爐況大幅波動，往往與焦炭質量下滑密切相關。焦炭強度指標不僅要關注冷強度，更應該關注熱強度。為保證在護爐期間高爐爐況穩(wěn)定，為此加強焦炭配煤的管理。在克服焦炭資源緊張的情況下，穩(wěn)定焦炭質量，焦炭質量的穩(wěn)定性明顯提高（見表2）。M₄₀在83%以上，M₁₀在6.5%(以上)水平。

表2  2015年-2016年高爐所用焦炭成分及指標，%

2.1.2 提高燒結礦強度，提高熟料率，降低入爐粉率

燒結礦比例在爐料結構中占75%水平，燒結礦質量的好壞直接影響高爐氣流的穩(wěn)定和爐況的穩(wěn)定順行，為此通過加強燒結工序的操作管理、配料管理、開展燒結杯試驗優(yōu)化配料等措施，燒結礦質量指標明顯提高，同時狠抓篩分管理，控制入爐粉末，對穩(wěn)定爐況、搞好護爐工作提供物質保證。（見表3）

表3  高爐原料情況，%

2.2 合理控制邊緣氣流分布

在爐齡后期，為防止爐缸爐底溫度上升，在氣流分布上適當抑制邊緣氣流，減輕邊緣熱負荷，有利于控制爐缸爐底溫度，因此我們在上下部制度上適當進行了調整。

（1）上部制度調整堅持適當抑制邊緣氣流，疏導中心通道的原則，通過摸索逐步將裝料角度由C₂⁴⁵₂⁴³ ₂⁴¹₂³⁸₂³⁵₁³² O₃^44.5₂^42.5 ₂^40.5 ₂^38.5，角差2.2°調整為C₂⁴⁵₂^42.5 ₂^40.5₂^37.5₂^34.5₁²⁹ O₃⁴⁴₂⁴² ₂⁴⁰ ₂³⁸，角差2.3°，通過爐頂成像觀察，明顯呈現(xiàn)中心氣流增強，邊緣氣流減輕的現(xiàn)象，休風時觀察料面，出現(xiàn)中間大漏斗，邊上有小平臺的料面形狀。

（2）下部調劑，保持高鼓風動能，避免邊緣氣流發(fā)展。高爐下部調節(jié)主要是強調保持一定風量和風速，實現(xiàn)爐缸活躍，縮小死料柱，可減輕環(huán)流對爐缸的沖刷。針對爐缸爐底溫度升高的情況，我們采取適當控制冶煉強度，由2015年的1.493t/m³降低至1.400t/m³.d,由于風量下降冶煉強度下降，降引起鼓風動能下降，邊緣氣流增強，不利于護爐。為此我們（水鋼煉鐵廠）將鐵口上方20^#風口由直徑130mm換成直徑120 mm，并逐步將全部130mm換成120mm。風口總面積由年初的0.2398m²縮小至0.2261m²，通過縮小風口面積，高爐風速及鼓風動能明顯增加（見表4），將氣流引向中心，從而減輕邊緣氣流對爐強（墻）的沖刷。

表4  高爐護爐期間風速、鼓風動能情況

2.3 增加鈦球比例，開展鈦礦護爐

鈦礦護爐是高爐爐缸養(yǎng)護的強有力手段，含鈦物中的TiO₂在高溫還原條件下可生成高熔點的TiC、TiN及其連續(xù)固溶體Ti（CN),發(fā)育和集結，并與其他附近的渣、焦、鐵一起凝結在磚襯上，起到保護爐襯的作用。在2016年視爐底、爐缸溫度大幅上升，為此我們（水鋼煉鐵廠）及時增加鈦球比例，適當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%。實現(xiàn)生鐵鈦維持在0.150%-0.250%范圍內，促進了高熔點的TiC、TiN的生成。有力地保護了爐缸、爐底。

表5  護爐期間生鐵硅、鈦水平及鈦球比例情況，%

2.4 控制鐵水Mn含量，減輕渣鐵沖刷

鐵水錳水平增加不僅增加熱量消耗，同時將改善渣鐵流動性，造成對爐缸沖刷加劇。我們通過積極協(xié)調原料采購，控制高錳爐料采購，優(yōu)化燒結配料，測算好燒結成分，控制燒結礦MnO%水平，爭取實現(xiàn)高爐[Mn]≤0.400%，鐵水錳水平從5月份過來逐步下降，由5月0.512%下降至0.380%水平。

2.5 加強鐵口維護

鐵口是爐缸最薄弱的部位，鐵口的工作正常與否，威脅到高爐的使用生命。特別是3月1日開爐過來（之后），西鐵口區(qū)域竄煤氣嚴重，爐皮出現(xiàn)大小不等的裂縫，爐缸侵蝕呈加劇趨勢。為此我們（水鋼煉鐵廠）采取提高炮泥強度，使用強度較高、穩(wěn)定性好、快干速硬性能更好的炮泥，減少重出二次鐵的頻率。在鐵口深度上要求控制鐵口深度大于2.5米，要求鐵口合格率達95%以上；精心處理鐵口，發(fā)現(xiàn)鉆不動吃力時要及時退回更換鉆頭，同時充分的利用好霧化，結合實際選取好鉆頭大小，減少使用氧氣燒開鐵口。嚴禁潮鐵口出鐵和悶炮操作，遇鐵口潮時，采取分段鉆入，待鐵口潮氣去除才能逐步鉆進，發(fā)現(xiàn)鐵口側漏鉆不開時，采取堵鐵口重鉆，嚴禁悶炮操作。加強鐵口眼、鐵口角度檢查，確保鐵口通道穩(wěn)定，位置準確。鉆鐵口前，必須檢查鉆桿是否對準鐵口中心線，只有鐵口眼對正后方可鉆鐵口，防止鐵口偏離中心線。每個星期一白班對鐵口角度進行校核，發(fā)現(xiàn)偏離及時糾正。

2.6 加強爐體傳熱，保證耐材強度

我們利用長期計劃休風（的）機會組織對爐缸等各段進行灌漿，灌漿孔主要集中在冷卻壁熱流強度高的部位和爐缸各段，在兩塊冷卻壁之間進行開孔，焊長度150mm的Ф48mm厚壁無縫灌漿管，管子的一端的外部套住粗牙螺紋。為了達到較好的灌漿效果，采用了高壓灌漿設備，灌漿機選用uH4—8B型灰漿聯(lián)合機，功率11kW，最大工作壓力10MPa。灌漿料選導熱性好的炭質漿，將灌漿料粉料與結合劑配合，通過灌漿機壓入灌漿孔，發(fā)現(xiàn)相鄰的灌漿孔冒漿則停止灌漿操作，在壓入灌漿作業(yè)完畢后將所有的灌漿短管用帶螺紋的灌漿球閥嚴密擰上。通過灌漿爐缸竄煤氣得到了有效控制，也促進了炭磚的傳熱。在2016年我們灌漿6次，累計使用灌漿料10噸。

2.7 加強監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題

建立關鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)重點監(jiān)測檢查臺賬（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）。加強特護檢查頻率和頻次，車間全員參與檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況可以及時匯報、及時處理。在后期，我們在爐皮增設電偶，監(jiān)測溫度變化。在水冷管上開孔，引出冷卻壁進出水，測量溫差情況測算熱流強度，作為檢測手段，通過（采?。?/span>上述措施便于及時發(fā)現(xiàn)問題，及時處理。

3 結語

我廠（水鋼煉鐵廠）1350m³高爐通過采取鈦礦護爐、控制冶煉強度、調整上下部制度、加強鐵口維護、強化導熱等護爐措施后，爐缸、爐底溫度逐步呈下降趨勢，爐底溫度水平由最高時的662℃下降至600℃水平，側壁最高溫度由418℃下降至375℃水平，并日趨穩(wěn)定，同時高爐爐況穩(wěn)定，高爐利用系數達2.7t/m³.d，護爐取得階段性成功，實現(xiàn)了長壽與高產并駕齊驅。

4 參考文獻

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

聯(lián)系人：周成林(1971～),男,煉鐵工程師,首鋼水鋼煉鐵廠生產安全環(huán)保室。