金鼎煉鐵廠高爐護爐實踐

肖為站，江海峰，張趙強，張軍芳，馬 亮

1 高爐概況

金鼎煉鐵廠2#高爐于2011年4月2日投產(chǎn)開爐，4月28日停爐，從2012年4月22日再次開爐到2017年4月，運行5 a有余，單位（m3）爐容鐵量6 300 t。高爐采用陶瓷杯+碳磚整體式陶瓷爐缸內(nèi)襯（爐底采用400 mm小碳塊陶瓷杯用復(fù)合棕剛玉磚砌筑）。高爐爐底爐缸結(jié)構(gòu)：第1到第5層滿鋪國產(chǎn)微孔碳磚400 mm；第6層、7層，立砌楔形復(fù)合棕剛玉磚；爐缸側(cè)壁對側(cè)采用微孔碳磚，內(nèi)側(cè)壁陶瓷杯采用小塊塑性復(fù)合棕剛玉磚；爐缸高度3 600 mm，爐缸直徑6 900 mm，死鐵層高度1 426 mm，爐缸采用光面低鉻鑄鐵冷卻壁，風(fēng)口區(qū)域采用光面球墨鑄鐵冷卻壁，爐腹、爐身采用鑲磚冷卻壁。

高爐采用聯(lián)合軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)，軟水總循環(huán)水量2 100 m3/h。進水溫度控制：夏季（40±1）℃以下，冬季（30±1）℃。水溫控制在6℃，高爐爐底部位設(shè)5層熱電偶，每層12個熱電偶，分6個方向，每個方向設(shè)外、內(nèi)環(huán)2個熱電偶。

2 爐底爐缸側(cè)壁溫度變化情況

2013年3月初，爐底5-6、5-12熱電偶內(nèi)環(huán)溫度升高，分別是950℃、1 020℃。原因分析：1）2011年4月份開爐不到1個月被迫停產(chǎn)1 a，溫度急劇變化使耐性材料嚴重受損，磚襯縫隙開裂，二次開爐有串煤氣情況。2）爐前操作人員操作技能差，設(shè)備使用維護不到位，造成渣鐵出不盡，渣鐵在爐內(nèi)存留時間長，鐵口維護不佳，單口出鐵頻繁，造成爐底爐缸側(cè)壁溫度大幅度上升，已危及生產(chǎn)安全。

采取提高鈦球比例來護爐，縮小鐵口上方兩側(cè)風(fēng)口面積，控制冶強，強化爐缸傳熱，澆注鐵口上方漏煤氣處，在鐵口下方加裝兩個側(cè)壁在線測溫?zé)犭娕肌＜訌娙斯t皮及鐵口冷卻壁監(jiān)測措施。此后，爐底、爐缸溫度明顯下降，爐況保持穩(wěn)定，技術(shù)指標相對穩(wěn)定，高爐運行逐步正常。

爐缸側(cè)壁溫度和西口爐皮溫度再次升高。2014—2017年爐況相對穩(wěn)定，月產(chǎn)量最高達到92 000 t，突破2#爐開爐以來最高歷史記錄。2017年3月16日，西鐵口上方爐皮側(cè)壁溫度開始大幅度上升，溫度日升10℃左右。3月21日，西鐵口側(cè)壁溫度由原來的450℃上升到540℃以上。爐皮溫度從原來的65℃上升到120℃左右，又一次危及到了高爐的安全生產(chǎn)，結(jié)合生產(chǎn)實際，制定了一系列護爐措施。

3 護爐措施

1）2017年3月22日白班，由于鐵口溫度高、爐皮溫度高，緊急休風(fēng)堵風(fēng)口。并將原來2#、8#、11#、17#風(fēng)口小套直徑Φ115 mm改用Φ100 mm。合理調(diào)整風(fēng)口布局，風(fēng)口進風(fēng)總面積由原來的0.183 m2縮小到0.174 m2。提爐溫、降冶強。風(fēng)壓由原來的340 kPa降到310 kPa，富氧量由8 000 m3/h降到3 500 m3/h。日產(chǎn)量由原來的3 000 t降到2 800 t。

2）提爐溫、提堿度、配比鈦球、釩鈦礦護爐。鈦礦護爐是高爐爐缸養(yǎng)護的強有力手段。含鈦物中的TiO2在高溫還原的條件下可生成高熔點的TiC、TiN及其連續(xù)固溶體Ti（CN）發(fā)育和集結(jié)。并以其他附著的渣鐵焦一起凝結(jié)在磚襯上，起到保護爐襯的作用。隨即決定高爐配用鈦球，適當(dāng)提高爐溫，鈦球由0.0%提高到10%左右，Si由0.2%逐步提高到0.5%以上。生鐵鈦維持在0.12%～0.15%，堿度1.2以上。促進高熔點的TiC、TiN的生成，有力保護了爐底和爐缸。

3）控制鐵水中錳含量，減輕渣鐵沖刷。鐵水中錳水平增加不僅加大熱量消耗，同時將改善渣的流動性，造成對爐缸的沖刷加劇。通過積極協(xié)調(diào)原料結(jié)構(gòu)，控制高錳爐料配用，優(yōu)化燒結(jié)礦的配比，測算好燒結(jié)成本，控制燒結(jié)MO2水平，爭取實現(xiàn)高爐[MnO]≤0.4%。鐵水中錳含量從2017年3月25日逐步開始下降，3月29日下降至0.38%。

4）增裝爐殼測溫點10處，用于在線監(jiān)測和鐵口水溫差監(jiān)測。3月22日對東西鐵口下方周圍增加10處紅外線在線監(jiān)測，加大爐缸監(jiān)測力度，每班安排1名爐外工長定時對鐵口爐皮溫度、冷卻水溫差進行巡檢。主要測爐殼溫度（用測溫槍）是否正常，警戒值≤80 ℃，熱流強度≤29 288 kJ/m2·h，爐殼是否有開裂、有無煤氣泄漏，如有超過警戒值范圍及時匯報。要求每班工長隨時關(guān)注熱流強度、爐皮溫度、水溫差在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，督促水管理人員關(guān)注溫度變化情況，尤其是高爐到中后期要重點監(jiān)測，作好記錄，建好臺賬，及時了解爐缸侵蝕狀況。

5）加強鐵口日常維護工作。鐵口是爐缸維護最薄弱的部位，鐵口的正常與否直接威脅到高爐生產(chǎn)的壽命，是防止側(cè)壁溫度高、頻繁波動和保證爐缸長壽的基本要求。提高炮泥質(zhì)量，使之耐渣鐵沖刷和容易與磚結(jié)合成牢固的保護層。加強鐵口日常管理，每爐用泥量控制在150～180 kg，鐵口深度穩(wěn)定在1 900～2 000 mm范圍,提高鐵口合格率，控制鐵口出鐵量和出鐵時間，對緩解側(cè)壁溫度升高起到了積極作用。加強泥套、開鐵口和堵鐵口的管理。加大對鐵口跑泥的考核力度，減少鐵口跑泥次數(shù)，穩(wěn)定鐵口深度，采用小鉆頭開鐵口延長出鐵時間，以便渣鐵有充足的時間穿過死料柱隨著鐵口流出，緩解鐵水對爐缸側(cè)壁耐性材料沖刷的影響，出盡渣鐵，減少鐵水在爐內(nèi)的停留時間，對爐缸的維護有利，禁止大噴鐵口，統(tǒng)一操作，保證出鐵均勻。

6）加強原燃料管理，為護爐提供物質(zhì)保證。穩(wěn)定焦炭強度，高爐爐況大幅度波動、爐缸邊緣環(huán)流、爐缸側(cè)壁碳磚侵蝕加速等都與焦炭密切相關(guān)。為保證護爐期間爐況順行，一級焦炭由原來配比30%增加到40%～50%。提高燒結(jié)礦強度，降低入爐原料粉末比率，減少焦粉對中心焦窗的堵塞，縮短料柱更換時間，減輕鐵水環(huán)流對爐襯的侵蝕。降低燒結(jié)礦中有害元素（鉀、鈉、鋁、鋅）含量，確保高爐順行，保證爐缸中心活躍，增加爐缸透液性（嚴禁風(fēng)口漏水作業(yè)），穩(wěn)定中心，兼顧邊緣，控制合理的兩股煤氣氣流分布，使兩股氣流保持一定的平衡，保證高爐穩(wěn)定順行。通過一系列精細化操作，努力做到早調(diào)、微調(diào)，減少了爐況波動。

4 結(jié)語

金鼎煉鐵廠2#高爐通過采取鈦球、鈦礦護爐，控制冶強，縮小風(fēng)口進風(fēng)面積，調(diào)整風(fēng)口布局，加強鐵口維護，強化散熱，專人檢測、合理的操作制度、穩(wěn)定的原料水平等一系列的有效護爐措施后，爐底、爐缸側(cè)壁、爐皮溫度明顯逐步下降。西鐵口側(cè)壁溫度由540℃下降到450℃，爐皮溫度由當(dāng)時120℃下降到先前的正常值65℃，并且趨于穩(wěn)定，保證了高爐爐況順行。日產(chǎn)量達到2 850～2 900 t，實現(xiàn)了高爐長壽目標。