宣鋼1#高爐爐役后期操作與維護(hù)實(shí)踐

李小成  王斌  呂志敏  閆軍  褚潤(rùn)林  蘇愛(ài)民

(河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司煉鐵廠，河北 宣化 075100)

摘 要：對(duì)宣鋼1#高爐爐役后期在強(qiáng)化冶煉與高爐長(zhǎng)壽方面所做的工作進(jìn)行了總結(jié)分析。通過(guò)采用優(yōu)化上、下部制度，加鈦礦護(hù)爐，加強(qiáng)鐵口維護(hù)管理，爐體灌漿等操作技術(shù)措施，1#高爐在爐役后期實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定順行生產(chǎn)，延長(zhǎng)了高爐壽命。

關(guān)鍵詞：高爐 爐役后期 操作制度 鈦礦護(hù)爐

1 概述

宣鋼1#高爐始建于2006年12中旬，于2008年3月15日投產(chǎn)。實(shí)際爐容為2657m3。高爐爐身采用全冷卻壁設(shè)備，從爐底到爐喉鋼磚下沿共設(shè)14段冷卻壁。爐腹、爐腰、爐身下部區(qū)域采用4段銅冷卻壁，其余均為鑄鐵冷卻壁。高爐內(nèi)襯采用陶瓷杯炭磚水冷爐底、爐缸結(jié)構(gòu)。爐底總厚度2800mm，爐底下部砌筑國(guó)產(chǎn)半石墨炭磚（3層高1200mm），爐底上部砌筑國(guó)產(chǎn)超微孔炭磚（2層高800mm），爐底最上部砌筑兩層陶瓷杯磚（高800mm），爐缸外側(cè)環(huán)砌進(jìn)口UCAR碳磚（高5314mm），爐缸內(nèi)側(cè)砌陶瓷杯磚，銅冷卻壁熱面采用150mm厚的特種噴涂料。冷卻系統(tǒng)采用軟水密閉循系統(tǒng)，對(duì)高爐的重要設(shè)備（冷卻壁、爐底、風(fēng)口小套、中套、熱風(fēng)閥及倒流休風(fēng)閥）實(shí)現(xiàn)全軟水冷卻。

2 主要問(wèn)題

2018年4月14日1號(hào)鐵口倒場(chǎng)停用后，1#鐵口區(qū)域爐缸碳磚溫度T559呈上行趨勢(shì)，4月16日后溫度上行幅度增大，4月27最高上行至563℃。如不及時(shí)采取有效措施勢(shì)必會(huì)對(duì)高爐役后期的穩(wěn)定生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，因此如何在爐役后期保證安全穩(wěn)定生產(chǎn)成為1#高急需解決的問(wèn)題。　　

測(cè)溫點(diǎn)T559位于1#鐵口正對(duì)下方偏西，第9層碳磚位置，標(biāo)高7960mm，插入深度350mm、距爐缸中心6650mm。見圖1。

1#鐵口區(qū)域爐缸碳磚溫度T559在4月14日1號(hào)鐵口倒場(chǎng)停用后呈上行趨勢(shì)，4月16日后溫度上行幅度增大，到4月27日T559由362℃上行至最高563℃，2018年4月20日，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)1#鐵口水溫差進(jìn)行了測(cè)量，1#鐵口水溫差為0.3～0.4℃，鐵口區(qū)域變化不大為40℃左右。

參照拉姆熱工計(jì)算公式，對(duì)1#高爐爐缸炭磚侵蝕厚度初步測(cè)算，其測(cè)算結(jié)果如表1。

表1 高爐爐缸炭磚侵蝕厚度對(duì)照表

由上表可知，1#鐵口附近最薄弱區(qū)域侵蝕厚度約450mm，剩余碳磚厚度800mm左右，必須采取有效的護(hù)爐措施，減緩爐缸碳磚侵蝕進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)高爐穩(wěn)定生產(chǎn)及長(zhǎng)壽。

3 原因分析

3.1 風(fēng)量、冶強(qiáng)提高

1#高爐進(jìn)入2018年后爐況持續(xù)穩(wěn)定順行，風(fēng)量、產(chǎn)量水平顯著提高，風(fēng)量由之前4900m3/min，提高至5100m3/min以上，產(chǎn)量由之前的5900t/d，提高至6100t/d。隨著風(fēng)量、產(chǎn)量、冶強(qiáng)的提高，爐缸環(huán)流加劇，對(duì)鐵口碳磚的侵蝕導(dǎo)致碳磚溫度升高。特別是1#、2#鐵口附近各點(diǎn)都有不同程度的上升。另外1號(hào)鐵口4月14日停用后可能由于鐵口泥包受沖刷變小導(dǎo)致鐵口區(qū)域碳磚溫度升高，其中2號(hào)鐵口也有在停用期間出現(xiàn)溫度上行現(xiàn)象。

3.2 爐缸死焦堆體積增大，鐵水環(huán)流加劇

在原燃料質(zhì)量較差的情況下為保證爐況順行號(hào)高爐采取抑制邊緣氣流、發(fā)展中心氣流的上部裝料制度而發(fā)展中心主要采取的措施就是增加中心焦炭量。在原燃料條件不好（尤其焦炭質(zhì)量不好）的情況下，過(guò)分增加中心焦炭量勢(shì)必會(huì)造成爐缸死焦堆體積增大降低爐缸料柱的透氣、透液性，從而加大了爐缸鐵水的環(huán)流效應(yīng)加速鐵水對(duì)爐缸側(cè)壁炭磚的侵蝕速度。

3.3 爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差

1號(hào)高爐開爐后的生產(chǎn)過(guò)程中, 由于設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)和管理多方面的原因造成高爐多次失常。處理爐況過(guò)程周期長(zhǎng)，爐況失常后，爐內(nèi)采用集中加凈焦修正爐型、加錳礦、螢石洗爐等措施，失常期間高爐崩懸料頻繁，連續(xù)座料大量生料進(jìn)人爐缸, 這些都加劇了爐缸耐火材料侵蝕。

4 生產(chǎn)操作與維護(hù)實(shí)踐

4.1上部裝料制度調(diào)整

調(diào)劑的整體思路是在高爐順行的基礎(chǔ)上適當(dāng)抑制邊緣氣流，減輕邊緣氣流對(duì)磚襯壁體沖刷，調(diào)整前后裝料制度如表2。

表2 1#高爐裝料制度的變化

采用礦4環(huán)焦6環(huán)的裝料制度，在適應(yīng)外圍原料變化的情況下，縮小角差，保證了穩(wěn)定的中心氣流，抑制邊緣氣流發(fā)展。

1號(hào)高爐礦批由之前的63 t逐步擴(kuò)大到目前的69～70 t，礦批的擴(kuò)大一方面增加焦窗厚度，另一方面也減少了混合料層的界面效應(yīng)，較好地抵消了大風(fēng)量帶來(lái)的高壓差效應(yīng)，使高爐阻損降低有利于爐況的穩(wěn)定，進(jìn)一步穩(wěn)定了邊緣氣流。

4.2下部送風(fēng)制度調(diào)整

下部調(diào)劑采取縮小風(fēng)口面積，休風(fēng)堵1#鐵口上方風(fēng)口和加長(zhǎng)風(fēng)口長(zhǎng)度等下部調(diào)整措施，不僅可以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，還可以達(dá)到在相同風(fēng)量情況下增加鼓風(fēng)動(dòng)能，吹透中心的效果，這對(duì)上部中心氣流的順暢和爐缸死焦堆體積的縮小均有利。2018年5月1#高爐風(fēng)口調(diào)整如表3。

表3 1#高爐風(fēng)口使用情況

4.3鈦礦護(hù)爐

由于爐缸炭磚侵燭后是不可恢復(fù)的，所以就必須采取種措施能夠有效地在侵蝕部位形成穩(wěn)定保護(hù)殼。由此配加鈦礦護(hù)爐技術(shù)成為大型高爐爐役后期經(jīng)常采取的一種措施。宣鋼1#高爐爐內(nèi)采取停配塊礦提高入爐鈦負(fù)荷，鈦負(fù)荷由8.6kg/t左右提高至9.6kg/t

左右。同時(shí)采取配加鈦礦提高入爐鈦負(fù)荷，準(zhǔn)備配1.5噸/批鈦礦，鈦負(fù)荷由9.6kg/t提高至12.0kg/t。調(diào)整前后鈦負(fù)荷變化如下：

4.4爐體灌漿

利用定休機(jī)會(huì)對(duì)爐缸灌漿孔打開檢查排氣和排水情況，并及時(shí)在嚴(yán)格受控條件下實(shí)施爐缸的灌漿操作，及時(shí)將爐缸爐墻冷側(cè)可能出現(xiàn)的氣隙和煤氣通路填充密實(shí)，以實(shí)現(xiàn)爐缸爐墻的無(wú)氣隙化運(yùn)行。壓漿過(guò)程中必須嚴(yán)加控制，以防止灌漿壓力過(guò)高對(duì)墻體產(chǎn)生危害，一般灌漿壓力不宜超過(guò)1.5MPa。

5 效果

通過(guò)以上措施爐缸溫度和邊緣氣流得到了有效的控制，爐缸溫度升高點(diǎn)T559變化如圖3：

通過(guò)以上針對(duì)性管理及應(yīng)對(duì)措施，宣鋼1號(hào)高爐爐體冷卻壁破損得到抑制，爐缸側(cè)壁溫度整體趨于穩(wěn)定，在連續(xù)保持爐況14個(gè)月穩(wěn)定順行的基礎(chǔ)上，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷提升，2019年2月份日產(chǎn)合格生鐵完成6185t/d，入爐大焦比337kg/t,煤比170kg/t，為企業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定及成本降低創(chuàng)造了良好條件。

6 結(jié)束語(yǔ)

（1）采取合理的操作制度，維護(hù)合理操作爐型 ，保證爐況長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行是高爐減緩爐缸侵蝕的基礎(chǔ)。

（2）鈦礦護(hù)爐技術(shù)對(duì)于爐缸炭磚侵蝕的減緩具有明顯效果。通過(guò)調(diào)節(jié)爐料結(jié)構(gòu)，配加鈦礦，來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵中含鈦量的變換，不僅能夠達(dá)到護(hù)爐的效果，而且能夠減小加入鈦礦對(duì)高爐生產(chǎn)的不利影響。

（3） 高爐爐體灌漿是一項(xiàng)可以長(zhǎng)期維護(hù)爐體的手段，可以有效消除內(nèi)部氣隙，對(duì)改善爐體導(dǎo)熱有顯著作用。