韶鋼8號高爐爐缸側(cè)壁溫度升高的處理

陳彥銘

摘 要：韶鋼8號高爐爐缸13扇區(qū)側(cè)壁溫度出現(xiàn)異常升高，影響高爐生產(chǎn)安全。經(jīng)分析得出主要原因是側(cè)壁存在氣隙和鐵水環(huán)流加劇造成的。通過采取降低冶強，休風(fēng)堵風(fēng)口，優(yōu)化爐外、內(nèi)操業(yè)和鉆孔灌漿等措施，成功地解決了爐缸側(cè)壁高的問題。

關(guān)鍵詞：高爐 爐缸 側(cè)壁溫度

中圖分類號：TF573 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0093-01

1 爐缸側(cè)壁溫度高的情況

韶鋼8號高爐（容積3 200m3）于2009年10月18日投產(chǎn)。爐缸、爐底采用“陶瓷杯+全炭磚爐底”結(jié)構(gòu)，鐵口與風(fēng)口采用剛玉復(fù)合組合磚結(jié)構(gòu)，爐殼與冷卻壁以及半石墨質(zhì)磚與冷卻壁之間采用炭質(zhì)搗打料填充。高爐爐缸爐底內(nèi)襯燒蝕狀況監(jiān)控采用烏克蘭的自動化診斷系統(tǒng)（簡稱“FK系統(tǒng)”）。該系統(tǒng)把8號高爐爐缸圓周劃分成24個扇區(qū)，每個扇區(qū)又分為10層，每層三個測溫點。

2014年8月份開始8號高爐13扇區(qū)切面（1號鐵口正下方）8～10層溫度呈持續(xù)上升趨勢。特別是該扇區(qū)8層（鐵口標(biāo)高下方1.29m），從8月份的200℃開始爬升，進(jìn)入9月10日后上升加快，9月24日升高到647℃，威脅爐缸安全。

為了控制側(cè)壁溫度長時間過高和快速上升的趨勢，防止炭磚進(jìn)一步燒損，9月26日高爐被迫休風(fēng)。

2 爐缸側(cè)壁溫度異常升高的原因

2.1 存在氣隙

高爐爐體主要靠循環(huán)水把內(nèi)部導(dǎo)出來的熱量及時帶走，從而保持爐體溫度的穩(wěn)定。當(dāng)冷卻壁與碳磚之間存在氣隙時，會出現(xiàn)熱傳導(dǎo)不良，導(dǎo)致部分熱量在內(nèi)部蓄積，爐體溫度持續(xù)升高。

從此次休風(fēng)過程中，外側(cè)兩點溫度差先升高，幅度明顯比內(nèi)側(cè)大。從這兩點來看，可以說明溫度下降的過程中率先起到作用的是外部冷卻，按此推理：在之前側(cè)壁溫度高的情況下，外部冷卻受到氣隙的影響程度較為明顯。

2.2 高爐爐缸活躍程度降低加快了側(cè)壁溫度升高

當(dāng)高爐鼓風(fēng)動能偏小后，容易導(dǎo)致高爐爐缸中心吹不透，從而加重爐缸邊緣環(huán)流。由圖1可以看到，2014年以來，8號高爐鼓風(fēng)動能持續(xù)下降，由120kJ/s下降到目前的110kJ/s。同時鐵水物理熱不足，爐芯溫度逐步下降。這說明爐缸狀態(tài)有變差趨勢，導(dǎo)致爐缸鐵水環(huán)流加劇，對爐缸側(cè)壁沖刷程度也會隨之加大，推高爐缸側(cè)壁溫度。

3 治理措施及其效果

3.1 休風(fēng)堵封口

9月26日高爐休風(fēng)，堵了2個13扇區(qū)1#鐵口上方的風(fēng)口。高爐休風(fēng)后，爐缸側(cè)壁容易形成凝鐵層，從而阻隔高溫環(huán)流鐵水對側(cè)壁的沖刷，起到保護(hù)側(cè)壁薄弱區(qū)域的作用。這個對側(cè)壁溫度高的緩解作用是明顯的。

堵風(fēng)口后，1#鐵口更容易做深，深度從3.2m提高到3.4～3.5m。進(jìn)風(fēng)面積減少，鼓風(fēng)動能從110kJ/s提高到120kJ/s，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速由210m/s增加到230m/s，更容易吹透中心，減少爐缸中的死料柱，有利于增加爐缸的透液性，減少爐缸的環(huán)流和底流，減少鐵水對爐缸側(cè)壁的沖刷和侵蝕。

3.2 強化爐外、爐內(nèi)操業(yè)

維護(hù)好鐵口是防止側(cè)壁溫度波動和保證爐缸長壽的最基本要求[1]。9月初1#鐵口處于停溝檢修狀態(tài)。按以往的經(jīng)驗，鐵口在休止期間，鐵口區(qū)域的泥包會被嚴(yán)重沖刷，深度由休止前的3.6m下降到2.7m左右。因此，需要盡快恢復(fù)1#鐵口具備出鐵條件，及時修補泥包。

在以做深鐵口為目的的操業(yè)上，一是在保證鐵溝保溫的情況下盡量少出鐵；二是開鐵口時間間隔為泥包不潮為主要依據(jù)，可靈活處理；三是鐵口必須保證來風(fēng)；四是鐵口深度連續(xù)2爐3.4 m以上后，就可以考慮休止出鐵。五是提高炮泥質(zhì)量，穩(wěn)定鐵口操作，適當(dāng)做深鐵口。

爐內(nèi)操業(yè)要恢復(fù)較高的鼓風(fēng)動能吹透中心，控制邊緣氣流，恢復(fù)爐缸活躍是根本。為保障順行，必要時可以降低富氧率，減輕焦炭負(fù)荷，降低冶煉強度。適當(dāng)提高爐溫，但杜絕連續(xù)爐溫低和大幅度波動現(xiàn)象。控制鐵水含硫量，冶煉低硫生鐵。鐵水中含硫高，對爐缸側(cè)壁的侵蝕作用比較大，會降低其它措施的效果和作用。此外，要加強檢查和數(shù)據(jù)記錄。

3.3 壓漿處理

消除氣隙，杜絕煤氣竄動，降低耐材溫度，最有效的方式是進(jìn)行嚴(yán)格受控條件下的壓漿維護(hù)[2]。壓漿是一項高風(fēng)險措施。因此，實施前要制定詳細(xì)的方案，包括灌漿料種、開孔的位置、開孔的直徑及深度、灌漿的壓力和保壓時間等等。

為了消除串煤氣對爐缸水溫差及側(cè)壁溫度的影響，8號高爐爐缸區(qū)域進(jìn)行壓力灌漿，包括挖開鐵口孔道后加封板，然后對孔道進(jìn)行鉆孔壓漿處理；在1#鐵口上方，風(fēng)口大套下方的兩塊冷卻壁之間鉆孔灌漿；利用休風(fēng)機會，把風(fēng)口大、中套列入常規(guī)壓漿維護(hù)范圍；每次鐵溝翻修時，鐵口泥套需要重新制作，堵住竄煤氣外部通道。

3.4 護(hù)爐效果

通過上述措施的實施，8號高爐13扇區(qū)爐缸側(cè)壁溫度得到了有效控制，基本維持在150～250℃之間，與其他扇區(qū)溫度相近。2014年9月—2015年2月13扇區(qū)8、9、10層爐缸側(cè)壁溫度趨勢圖如圖2所示。

4 結(jié)語

（1）爐缸局部出現(xiàn)側(cè)壁溫度快速升高現(xiàn)象，一般與該區(qū)域存在氣隙有關(guān)。

（2）休風(fēng)、堵響應(yīng)區(qū)域風(fēng)口的措施對急劇上升的側(cè)壁溫度有叫明顯的控制效果，但對整個生產(chǎn)影響比較大，也容易出現(xiàn)重新升高的情況。

（3）壓漿可有效消除爐缸氣隙，控制側(cè)壁溫度，但風(fēng)險較大，選擇合理的灌漿孔和科學(xué)控制灌漿過程十分重要。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐萬仁，朱仁良，張龍來，等.寶鋼2號高爐爐缸側(cè)壁侵蝕原因及控制實踐[J].鋼鐵，2007（1）：8-11，16.

[2] 郭憲臻，鄒忠平，楊方，等.安鋼8號高爐爐缸側(cè)壁溫度異常偏高的原因分析和處理[C].第八屆中國鋼鐵年會論文集，2011.