八鋼B高爐爐缸側壁溫度升高的治理實踐

舒藝，劉曉勇，任貴河

（寶武集團八鋼公司股份煉鐵廠）

1 問題的提出

八鋼B高爐有效容積2500m3，于2009年2月28日建成投產。2018年12月開始，該高爐1#鐵口偏西第二塊冷卻壁（TE1274）、3#鐵口偏西第二塊冷卻壁（TE1276）、標高9.2m處爐缸溫度開始升高，至2019年4月熱電偶溫度顯示內環最高溫溫度達590℃，嚴重威脅高爐的安全生產。為了消除隱患，煉鐵二分廠緊急成立護爐小組，通過溝通交流，對爐缸側壁溫度異常升高的原因進行分析，并采取了應對措施。

2 B高爐爐缸側壁溫度升高分析

2.1 B高爐爐缸結構

B高爐爐缸采用大塊炭磚加陶瓷杯墊結合的結構，爐缸結構示意圖見圖1。爐底水冷封板上滿鋪1層石墨碳塊，其上滿鋪2層半石墨焙燒碳塊、1層微孔碳磚和1層超微孔碳磚，爐底厚度2000mm。上設兩層剛玉莫來石陶瓷墊，高度800mm。爐缸陶瓷杯外側環砌進口超微孔碳磚。爐缸上部環砌國產半石墨焙燒碳塊，死鐵層和鐵口區域的碳磚局部加厚。爐缸碳磚內砌剛玉質陶瓷杯。爐缸及風口段采用光面鑄鐵冷卻壁；爐腹、爐腰、爐身下部采用銅冷卻壁。高爐采用軟水密閉循環系統，軟水總循環水量5096 m3/h，進水溫度控制在45±2℃，水溫差控制在6℃。

圖1 爐缸結構示意圖

2.2 B高爐爐缸側壁溫度變化情況及殘厚計算

自2018年12月開始，B高爐1#鐵口下方，標高9.2m處位號TE-1274爐缸溫度；3#鐵口下方，標高9.2m處位號TE-1276爐缸溫度出現明細上升趨勢，至2019年4月TE-1274熱電偶監測最高溫溫度達590℃。爐缸側壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢圖，如圖2。

通過計算得出：1#鐵口右下方TE-1273（74）監測點原碳磚厚度為1590mm，現在殘存碳磚厚度為469mm。3#鐵口左下方TE-1275（76）監測點原碳磚厚度1590mm，殘存碳磚厚度為683mm。

圖2 爐缸側壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢（治理前的溫度變化）

2.3 爐缸側壁溫度升高的原因分析

（1）爐缸區域爐墻內部有氣隙。爐皮與冷卻壁之間，冷卻壁與爐缸環碳之間存在氣隙，風口區域的煤氣流在此之間的氣隙中流竄，傳遞熱量，導致爐缸區域碳磚溫度升高、冷卻壁冷卻進出水水溫差升高、爐皮溫度升高。

（2）爐缸區域內部環碳碳磚出現環裂現象，影響傳熱。因碳磚溫度無法正常向外傳遞出去，造成爐缸溫度升高。

（3）長期的淺鐵口出鐵，導致該鐵口周圍區域爐缸內碳磚沖刷侵蝕加劇，造成爐缸碳磚溫度升高。正常生產時，1#、3#鐵口深度均維持在3100～3300mm，但在2018年12月至2019年4月，此爐缸碳磚溫度升高期間，鐵口深度只能維持在2500～2800mm。

（4）該區域位于鐵口中心線以下1m位置，由于長期爐缸環流的影響此，易造成爐缸側壁陶瓷杯受到侵蝕，使1150℃等溫線在爐缸此部位外移，造成熱電偶監測溫度升高。

3 控制側壁溫度升高的措施

3.1 采用高鈦礦護爐

針對爐缸側壁溫度升高情況，從2019年4月開始采取配加高鈦礦護爐措施，鈦負荷控制在10～12kg/t。在配加高鈦礦護爐過程中，關注爐缸側壁溫度變化情況，根據爐缸側壁溫度變化及時調整高鈦礦用量，防止鈦礦用量過高造成爐缸不活、渣鐵流動性過差鐵水粘罐的情況發生。

3.2 加強日常鐵口維護

維護好鐵口是防止側壁溫度波動和保證爐缸長壽的最基本要求。當鐵口深度逐步降低，爐缸側壁溫度逐步升高，超過200℃時，必須調整炮泥成分，提高炮泥質量，使炮泥耐渣鐵沖刷并易與磚襯結合成牢固的保護層。在鐵口日常管理中，打泥量控制在300kg/次，鐵口深度穩定在2900-3100mm；提高出鐵準點率、控制鐵口單次出鐵量和出鐵時間，以平衡1#、3#鐵口的出鐵量。這些措施的實施對緩解B高爐側壁溫度的升高發揮了積極作用。

3.3 加強爐缸冷卻強度

將冷卻水的進水溫度降至45℃，嚴格控制冷卻水進水溫度，確保進水溫度在規定的45±1℃。

3.4 優化高爐操作

通過優化高爐操作，抑制邊緣氣流、活躍中心、減弱渣鐵環流沖刷侵蝕，遏制爐缸側壁溫度升高。

采取這些護爐措施后，爐缸側壁溫度控制程度并未達到理想的效果，在這期間，曾多次發生因溫度過高而被迫限風生產的情況。

2019年5月10日對風口布局、進風面積進行了調整，將爐缸側壁溫度較高的上方30#風口堵死，風口面積由0.3269m2縮小到0.3156m2。

3.5 加強檢查維護

針對B高爐高爐爐缸侵蝕情況，制定了相應的規章制度，加強檢查維護，要求風口平臺必須有人維護。嚴格按照規章制度對爐體各段冷卻壁水溫進行檢測并記錄：當水溫差出現異常波動時，增加檢查頻次，爐缸水溫差半小時檢測一次，爐皮溫度每班檢測兩次；要求值班工長密切關注爐缸側壁溫度變化趨勢，每兩個小時記錄一次熱偶溫度；崗位人員對異常情況要及時向相關人員匯報，并采取有效措施。

3.6 爐缸灌漿處理

為了消除串煤氣對爐缸溫差及側壁溫度的影響，對高爐爐缸區域進行壓力灌漿。實施方案明確了高爐灌漿料選擇高導熱碳焦灌漿密封料以及灌漿位置、開孔直徑及深度、灌漿壓力、保壓時間等。于2019年4月19日、5月20日兩次對爐缸進行帶風灌漿作業，此次灌漿在爐缸區域共計開孔32個（灌漿孔開孔分布如圖所3所示）。合計壓入量2200kg。高爐爐缸灌漿料必須具有的性能：灌注時具有非常好的流動性能，灌注后具有低溫和中高溫固結性能；具有良好的導熱性能、非常高的常溫、高溫強度及非常好的體積穩定性。

圖3 灌漿孔開孔分布圖

4 實施效果

針對爐缸側壁碳磚溫度升高現狀，B高爐采取了一系列治理措施：4月19日實施爐缸第一次灌漿，灌漿量10t；4月29日按護爐計劃開始實施；5月10日利用休風機會調整風口面積堵30#風口；5月20日實施爐缸第二次灌漿處理，灌漿量12t。最終爐缸側壁TE-1274、TE-1276溫度呈現下降變化趨勢。爐缸四周的煤氣被有效封堵，異常溫度現象得到有效治理，消除了影響高爐安全生產的重大隱患。爐缸側壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢如圖4所示。

圖4 爐缸側壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢（治理后的溫度變化）

5 結束語

（1）高鈦礦能起到護爐效果，但鐵水中鈦含量要控制合理，鈦合量太高易造成爐缸不活、渣鐵流動性差、鐵水粘罐，鈦合量太低則起不到護爐效果。

（2）加強鐵口日常管理對處理鐵口下面側壁溫度升高有積極作用。

（3）在保持高爐穩定順行的前提下，合理控制爐內邊緣與中心兩股氣流，保持爐缸中心活躍，可有效降低渣鐵環流沖刷侵蝕。

（4）灌漿可有效消除爐墻內部有氣隙，關鍵是灌漿料、灌漿孔的選擇及灌漿過程的控制要恰當。