高爐日常護爐操作實踐

李 瑨

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治046031）

1 高爐生產條件

首鋼長治鋼鐵有限公司（全文簡稱長鋼）9號高爐有效容積1 080 m3，于2009年6月開產。開爐后，經過4年不間斷的生產，2013年爐缸二段局部冷卻壁熱流強度高于控制標準8 000 kcal/（m2·h），特別是4號、17號突破10 000 kcal/（m2·h）以上。同時，爐缸三段冷卻壁熱流強度整體與二段冷卻壁熱流強度接近。分析原因：9號高爐陶瓷杯經過4年的侵蝕，已處于壽命后期，局部侵蝕嚴重，正西方向（兩鐵口之間）似存在鐵水渦流，磨損更大。因此，自2013年起，煉鐵廠通過制定相應的護爐標準、及護爐措施，對9號高爐進行護爐。2014年9月份及2016年11月份，對9號高爐爐身上部無冷區進行了噴補造襯。至2017年1月份，爐缸二段、三段冷卻壁水溫差、熱流強度整體穩定并控制在標準范圍內，護爐效果顯著且爐缸工作狀態活躍。然而，2017年10月二段冷卻壁10號熱流強度再次升至10 000 kcal/（m2·h）以上，同時，8.2 m K點升至最高點238℃，至此，9號高爐再次進行護爐，在采取加入鈦礦護爐的同時，輔以堵風口等手段，降低冶強，確保高爐的安全順行。

2 護爐措施

2.1 加入鈦礦

長鋼9號高爐2009年投產，至2019年大修前，已發現爐缸多處侵蝕嚴重，致使其相應部位水溫差升高，熱流強度居高不下，瀕臨危險臨界值，是以，加鈦礦入爐，其目的，是為了TiO2的還原生成物，TiC、TiN及其連接固溶體Ti（CN），這些鈦的氮化物和碳化物在爐缸爐底生成發育和集結，與鐵水及鐵水中析出的石墨等凝結在離冷卻壁較近的被侵蝕嚴重的爐缸、爐底的磚縫和內襯表面，利用其高熔化溫度的特點，以達到護爐的效果。

9號高爐開始護爐后，爐料質量配比由83.2%+12.5%（羅伊山+伊朗）+2%（承德球團)+2.3%(高硅塊），調整為83.2%+11.5%（羅伊山+伊朗）+2%（承德球團）+2.3%（高硅塊）+1%（高鈦塊），為了在加入鈦礦護爐的同時，不影響渣鐵的流動性，高鈦塊入爐比例不超過2%，確保高爐鈦負荷5～7 kg/t，鈦礦配比加入量140～200 kg/批，而后根據爐缸溫度變化情況加減鈦負荷配比，圖1為九高爐大修前鈦負荷趨勢圖。

圖1 9高爐大修前Ti負荷趨勢圖

2.2 調整風口大小及數量

9號高爐設有20個風口，全風狀態風量可達3 500 m3/min，隨著8.2 mL點溫度波動情況，通過調整風口數量，控制冶煉強度，以達到護爐效果，風口數量變化如圖2所示。

圖2 9號高爐大修前風口數量變化趨勢圖

通過調整風口數量，冶煉強度得到控制，高爐利用系數響應發生改變，其變化趨勢入圖3所示。

圖3 9號高爐大修前利用系數變化趨勢圖

2.3 對高爐進行灌漿和噴補造襯

9號高爐投產9年，爐身下部侵蝕較為嚴重，爐墻及冷卻設備熱負荷增加，作業區通過利用檢修機會，對高爐進行灌漿，以延長爐體壽命并于2014年、2016年對高爐進行噴補造襯。表1為2018年3月23日9號高爐壓漿明細。

表1 2018年3月23日9號高爐壓漿明細

2.4 尋求合理的操作制度

2.4.1 選擇適宜的熱制度

[Si]是高爐熱制度的重要指標之一。尋求適宜的爐溫，是護爐工作的重點。通常情況下，隨著鐵水[Si]含量的增加，爐體溫度也會隨之而升高，根據以往的護爐經驗以及對全國各高爐護爐時的爐溫情況進行類比，最終把w[Si]控制在0.5%±0.1%，從而達到生產、護爐兩兼顧。

2.4.2 選擇適宜的造渣制度

高爐在護爐，控制爐溫的同時，爐渣堿度的調劑也是不可獲取的一部分，通過對爐渣堿度的平衡計算，并逐步將爐渣二元堿度由1.13提高至1.18左右，在保證爐況的穩定順行的同時，也滿足了生鐵質量的需求。

2.5 加強爐前操作監督

高爐內存渣鐵，往往是爐缸熱負荷增大，致使高爐減風操作，生鐵[Si]含量升高，導致爐底溫度升高，不利于護爐操作。因此，一方面控制工藝制度，另一方面加強爐前操作，穩定鐵口深度，保證出凈爐內渣鐵。

2.6 加強爐底檢測與維護

為了及時了解爐底溫度的變化趨勢，指定爐缸爐底檢測制度，增加點檢頻次，詳細記錄，發現問題及時處理；定期檢測冷卻水流量，并對冷卻設備進行定期或不定期清掃，確保高爐冷卻強度正常。

同時，增加爐缸侵蝕模型系統，更加直觀的掌握爐底“象腳”區域的侵蝕變化情況，以便于采取更加及時有效的保護措施。

3 護爐效果

9號高爐通過以上護爐措施，實現了安全生產至計劃停爐大修，爐齡9年，完成了長鋼下達的生產經營任務。

通過加入鈦礦及調整冶強等措施后，9號高爐爐體各段溫度及熱流強度較護爐前均有所降低，且趨于穩定（見圖4、下頁圖5）。

圖4 9號高爐大修前8.2 m爐缸溫度變化趨勢圖

經過一系列護爐措施，使爐底及爐缸側壁溫度得到有效控制，杜絕了爐缸燒穿等惡性事故的發生。

圖5 9號高爐大修前6.5 m爐缸中心點溫度變化趨勢圖

3 結論

1）對高爐爐底及爐缸側壁溫度進行科學、正確的檢測與判斷，是制定和采取正確的護爐措施，以及防止高爐燒穿的惡性事故發生的必要條件。

2）采用入爐料配加鈦礦護爐，同時，控制生鐵[Ti]含量，在保證渣鐵流動性良好的前提下，減緩高爐爐襯的侵蝕程度。

3）尋找到較為適宜的操作制度及操作參數，做到爐缸安全與生產兩不誤，2018年平均利用系數2.601，與護爐前期2017年平均利用系數2.602基本持平，將護爐期間對高爐生產的不利影響降到最低程度。

4）為以后的高爐生產積累經驗，在保證爐缸安全的前提下，延長高爐壽命。