高爐爐缸側壁安全維護實踐

王博

摘? ?要：近十幾年來，高爐爐缸燒穿事故呈增加趨勢，從服役時間較長高爐到新建不久高爐，都有爐缸燒穿的事例發生。同時，國內大型高爐處于爐役中后期的數量增加，很多高爐普遍存在爐缸溫度過高現象。如何避免高爐爐缸燒穿事故，是擺在我們高爐工作者面前的一個重大而緊迫的任務。

關鍵詞：高爐爐缸? 風口? 提鈦護爐? 鐵口? 測溫預警

1? 引言

宣鋼1#高爐（2500m3）于2008年3月15日點火生產，至2018年3月已生產10年，單位爐容生鐵產量7491.48t/m3，高爐已處于爐役后期，鐵口附近區域爐缸碳磚溫度階段性大幅度升高，其中1#鐵口區域爐缸碳磚溫度T559最高達到563℃，影響高爐安全生產及指標強化，因此，必須采取一系列技術及管理措施，減緩爐缸碳磚侵蝕速度，保證爐缸安全，實現高爐長壽高效安全生產。

2? 系統優化項目及實施過程

2.1 理論依據

選擇適應爐役發展的鼓風動能及回旋區大小，保證高爐縱向和圓周上的溫度場分布均勻穩定，初始煤氣流分布合理，以保證高爐穩定順行，減小鐵水環流侵蝕，維護爐缸安全。以下部調劑為基礎，上下部調劑相結合，穩定邊緣煤氣流和爐體各層溫度，保證高爐穩定順行，減少爐況波動，減少爐缸碳磚溫度超標。 增加監控手段，及早掌握爐缸側壁溫度變化趨勢，提前采取針對性措施，是預防爐缸燒穿的重要手段。

2.2 項目內容及實施過程

2.2.1 提高冷卻強度

提高軟水流量，高爐軟水流量由3700m3/h逐漸提高至40003/h，進水溫度由45℃降低至43℃，1號鐵口區域38#冷卻壁第2根，41#冷卻壁第3根水管，2號鐵口區域4#冷卻壁第2根，7#冷卻壁第3根水管改為高壓水冷卻，提高冷卻效果。

2.2.2 縮小風口面積，采用長風口，提高風速與鼓風動能

高爐風口布局對送風制度有決定性的影響。大量生產實踐證明，初始中心煤氣流較弱， 爐缸中心難以吹透， 結果使死料柱處于呆滯狀態， 爐芯焦更新緩慢， 同時高爐下部邊緣氣流偏強，沿爐缸周邊滴落的鐵水量增加，提高了環流鐵水密度。爐底中心溫度低和爐前作業變壞正是爐芯焦透液性變差和爐缸活性下降的反映。1#高爐已處于爐役后期，風溫水平降低導致鼓風動能下降，同時爐缸側壁溫度階段性偏高，因此必須保持足夠的鼓風動能和風口回旋區深度，吹透中心，保證爐缸活躍度。同時通過與其他企業的對標考察中發現，一直以來，宣鋼高爐風口長度偏短，這也是高爐中心吹不透，爐況欠穩定的原因。

為此，1#高爐從2018年開始調整風口布局，風口面積0.3303㎡縮小至0.3285㎡，風口長度由L585mm加長至L615mm，鐵口上方風口加長至L635mm，高爐實際風速保持在250m/s以上，鼓風動能達到了11000kg/m·s～12000 kg/m·s（原10000～11000 kg/m·s），隨前期調整后，高爐爐缸狀態改善， 中心初始氣流活躍， 壓差下降，為高爐加重焦炭負荷創造了條件。

2.2.3 優化布料矩陣，穩定煤氣流分布

隨著1#高爐進入爐役后期，高爐的設計爐型與操作爐型產生了很大的差異，爐腰、爐腹內襯受渣鐵侵蝕嚴重，高爐內型直徑變大，實際高徑比減小，邊緣氣流易發展，中心氣流易受抑制。同時隨著1#高爐風溫水平的降低，也會導致中心氣流減弱，邊緣煤氣流發展。

技術人員以：“堅持開放中心，適當抑制邊緣”方針，上部裝料制度由“礦5環、焦6環”的布料矩陣調整為“礦4環、焦6環”，適當縮小礦環帶，收窄平臺寬度，加深漏斗深度，強化中心氣流，穩定邊緣氣流，最終實現中心氣流充足及邊緣氣流穩定。在這一過程當中，邊緣不能壓得太“死”也不能太“活”，否則極易造成爐墻粘結，所以需密切關注壁體溫度和水溫差的變化，發現跑偏時，及時調整。通過調整，冷卻壁溫度波動幅度減小，邊緣熱負荷水平趨于平穩，其爐體熱負荷穩定在8500×10 MJ/h～10000×10 MJ/h。

2.2.4 階段性鈦礦護爐與臨時堵風口

之前宣鋼高爐處理爐缸溫度升高，提鈦護爐是通過提高燒結礦或球團礦來提高高爐入爐鈦負荷，此作法涉及上游原料配料及生產工藝調整，周期長且存在滯后性，影響范圍廣。目前1#高爐通過實施階段性鈦礦護爐，自出現爐缸溫度超標后，高爐配加鈦礦，提高鐵水[Ti]≥0.09%，[Si]控制0.35%～0.5%（正常0.25%～0.40%），保證鐵水溫度1500℃以上，若溫度升高較快時，配合堵溫度高部位的風口，減小此區域鐵水環流同時有利于鈦的碳氮化物沉積，對應對爐缸側壁溫度升高有著立竿見影的效果。

2.2.5 灌漿造襯

生產過程中每日對爐皮溫度進行測量，記錄，在定休前期對周期內所測爐皮溫度數據進行分析匯總，根據測量記錄的溫度變化趨勢，判斷冷卻壁與爐皮之間的間隙和劣化情況，當溫度大于90℃時，則對冷卻壁背面進行灌漿。利用每3個月的定修或臨時休風時機，對確認部位實施灌漿造襯，具體壓漿范圍根據現場實際確定。冷卻壁熱面孔及微冷壓漿時，灌漿壓力控制在2～2.5MPa，一般造襯厚度控制在100mm，局部薄弱區域可酌情加厚，但不大于200mm。

2.2.6 鐵口維護管理

高爐鐵口區域是爐缸部位最薄弱的環節之一，科學合理地維護好鐵口是爐前操作的首要工作。在高爐生產過程中，合理的鐵口深度是出盡渣鐵的有效保障，也能起到在鐵口周圍形成穩定的泥包保護爐缸側壁的作用，保持穩定的鐵口深度是保證爐前作業穩定和高爐長壽的重要手段之一。

始終保持鐵周圍穩定的泥包存在，這一點對于處于爐役后期尤其是側壁溫度有過較大幅度升高的高爐更為重要，1#高爐在生產過程中的具體操作是，對于要停場使用的鐵口，使用幾爐鐵高強度炮泥，以保證停場后鐵口周圍泥包能夠較長時間存在;剛倒場投入使用的鐵口，前幾爐鐵也使用高強度炮泥，以便快速漲鐵口深度到位，快速形成泥包，后切換為普通炮泥，對保護爐缸薄弱點起到了一定作用。

2.2.7 應用爐皮測溫預警系統

1#高爐在線運行10年，原設計爐缸測溫使用的預埋式熱電偶部分損壞并且無法修復，近兩年鐵口附近區域爐缸碳磚溫度階段性大幅度升高，爐缸侵蝕加劇，在沒有爐缸測溫情況下，作業區只能通過人工定時測量爐皮溫度掌握其變化情況，爐缸區域現場復雜且煤氣含量較高，存在安全隱患，也不能實時掌握其溫度變化情況，為彌補這一缺陷，1#高爐安裝了爐皮測溫預警系統。

經過前期詳細測量、統計、分析，由技術人員會同廠家安裝調試工作人員現場勘測，最終確認爐缸部位測溫點20個，采用無線溫度傳感器，安裝在爐皮外側，然后通過無線溫度采集儀，經通訊線路傳輸至主控室電腦主機，通過實時檢測爐皮溫度變化趨勢，間接反映內部磚襯的溫度變化，有效監測高爐爐缸工作狀態;也可幫助生產操作人員及時發現爐皮熱點和裂縫、爐皮發紅現象，并給出報警，保障高爐安全運行。

3? 結語

宣鋼1#高爐通過采取一系列技術措施，穩定了爐缸側壁溫度，實現了爐況長周期穩定順行及指標改善，提高了生產效率，降低高爐能源介質的消耗;為高爐長壽奠定了基礎，節約了高爐大修各項費用，節約了流動資金使用，同時能源消耗降低帶來污染物排放減少。項目的實施，提供了一整套快速處理爐缸側壁溫度大幅度升高的技術措施，在不大幅度降低冶強的條件下，能夠迅速降低超標溫度點至正常水平。實施后1#高爐爐缸側壁溫度超標次數減少，爐缸內襯侵蝕速度有所減緩，避免了爐缸燒穿重大安全生產事故的發生。

參考文獻

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