八鋼B高爐爐缸側(cè)壁溫度升高的治理實(shí)踐

舒藝，劉曉勇，任貴河

（寶武集團(tuán)八鋼公司股份煉鐵廠）

1 問題的提出

八鋼B高爐有效容積2500m3，于2009年2月28日建成投產(chǎn)。2018年12月開始，該高爐1#鐵口偏西第二塊冷卻壁（TE1274）、3#鐵口偏西第二塊冷卻壁（TE1276）、標(biāo)高9.2m處爐缸溫度開始升高，至2019年4月熱電偶溫度顯示內(nèi)環(huán)最高溫溫度達(dá)590℃，嚴(yán)重威脅高爐的安全生產(chǎn)。為了消除隱患，煉鐵二分廠緊急成立護(hù)爐小組，通過溝通交流，對爐缸側(cè)壁溫度異常升高的原因進(jìn)行分析，并采取了應(yīng)對措施。

2 B高爐爐缸側(cè)壁溫度升高分析

2.1 B高爐爐缸結(jié)構(gòu)

B高爐爐缸采用大塊炭磚加陶瓷杯墊結(jié)合的結(jié)構(gòu)，爐缸結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。爐底水冷封板上滿鋪1層石墨碳塊，其上滿鋪2層半石墨焙燒碳塊、1層微孔碳磚和1層超微孔碳磚，爐底厚度2000mm。上設(shè)兩層剛玉莫來石陶瓷墊，高度800mm。爐缸陶瓷杯外側(cè)環(huán)砌進(jìn)口超微孔碳磚。爐缸上部環(huán)砌國產(chǎn)半石墨焙燒碳塊，死鐵層和鐵口區(qū)域的碳磚局部加厚。爐缸碳磚內(nèi)砌剛玉質(zhì)陶瓷杯。爐缸及風(fēng)口段采用光面鑄鐵冷卻壁；爐腹、爐腰、爐身下部采用銅冷卻壁。高爐采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)，軟水總循環(huán)水量5096 m3/h，進(jìn)水溫度控制在45±2℃，水溫差控制在6℃。

圖1 爐缸結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 B高爐爐缸側(cè)壁溫度變化情況及殘厚計(jì)算

自2018年12月開始，B高爐1#鐵口下方，標(biāo)高9.2m處位號TE-1274爐缸溫度；3#鐵口下方，標(biāo)高9.2m處位號TE-1276爐缸溫度出現(xiàn)明細(xì)上升趨勢，至2019年4月TE-1274熱電偶監(jiān)測最高溫溫度達(dá)590℃。爐缸側(cè)壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢圖，如圖2。

通過計(jì)算得出：1#鐵口右下方TE-1273（74）監(jiān)測點(diǎn)原碳磚厚度為1590mm，現(xiàn)在殘存碳磚厚度為469mm。3#鐵口左下方TE-1275（76）監(jiān)測點(diǎn)原碳磚厚度1590mm，殘存碳磚厚度為683mm。

圖2 爐缸側(cè)壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢（治理前的溫度變化）

2.3 爐缸側(cè)壁溫度升高的原因分析

（1）爐缸區(qū)域爐墻內(nèi)部有氣隙。爐皮與冷卻壁之間，冷卻壁與爐缸環(huán)碳之間存在氣隙，風(fēng)口區(qū)域的煤氣流在此之間的氣隙中流竄，傳遞熱量，導(dǎo)致爐缸區(qū)域碳磚溫度升高、冷卻壁冷卻進(jìn)出水水溫差升高、爐皮溫度升高。

（2）爐缸區(qū)域內(nèi)部環(huán)碳碳磚出現(xiàn)環(huán)裂現(xiàn)象，影響傳熱。因碳磚溫度無法正常向外傳遞出去，造成爐缸溫度升高。

（3）長期的淺鐵口出鐵，導(dǎo)致該鐵口周圍區(qū)域爐缸內(nèi)碳磚沖刷侵蝕加劇，造成爐缸碳磚溫度升高。正常生產(chǎn)時(shí)，1#、3#鐵口深度均維持在3100～3300mm，但在2018年12月至2019年4月，此爐缸碳磚溫度升高期間，鐵口深度只能維持在2500～2800mm。

（4）該區(qū)域位于鐵口中心線以下1m位置，由于長期爐缸環(huán)流的影響此，易造成爐缸側(cè)壁陶瓷杯受到侵蝕，使1150℃等溫線在爐缸此部位外移，造成熱電偶監(jiān)測溫度升高。

3 控制側(cè)壁溫度升高的措施

3.1 采用高鈦礦護(hù)爐

針對爐缸側(cè)壁溫度升高情況，從2019年4月開始采取配加高鈦礦護(hù)爐措施，鈦負(fù)荷控制在10～12kg/t。在配加高鈦礦護(hù)爐過程中，關(guān)注爐缸側(cè)壁溫度變化情況，根據(jù)爐缸側(cè)壁溫度變化及時(shí)調(diào)整高鈦礦用量，防止鈦礦用量過高造成爐缸不活、渣鐵流動性過差鐵水粘罐的情況發(fā)生。

3.2 加強(qiáng)日常鐵口維護(hù)

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。當(dāng)鐵口深度逐步降低，爐缸側(cè)壁溫度逐步升高，超過200℃時(shí)，必須調(diào)整炮泥成分，提高炮泥質(zhì)量，使炮泥耐渣鐵沖刷并易與磚襯結(jié)合成牢固的保護(hù)層。在鐵口日常管理中，打泥量控制在300kg/次，鐵口深度穩(wěn)定在2900-3100mm；提高出鐵準(zhǔn)點(diǎn)率、控制鐵口單次出鐵量和出鐵時(shí)間，以平衡1#、3#鐵口的出鐵量。這些措施的實(shí)施對緩解B高爐側(cè)壁溫度的升高發(fā)揮了積極作用。

3.3 加強(qiáng)爐缸冷卻強(qiáng)度

將冷卻水的進(jìn)水溫度降至45℃，嚴(yán)格控制冷卻水進(jìn)水溫度，確保進(jìn)水溫度在規(guī)定的45±1℃。

3.4 優(yōu)化高爐操作

通過優(yōu)化高爐操作，抑制邊緣氣流、活躍中心、減弱渣鐵環(huán)流沖刷侵蝕，遏制爐缸側(cè)壁溫度升高。

采取這些護(hù)爐措施后，爐缸側(cè)壁溫度控制程度并未達(dá)到理想的效果，在這期間，曾多次發(fā)生因溫度過高而被迫限風(fēng)生產(chǎn)的情況。

2019年5月10日對風(fēng)口布局、進(jìn)風(fēng)面積進(jìn)行了調(diào)整，將爐缸側(cè)壁溫度較高的上方30#風(fēng)口堵死，風(fēng)口面積由0.3269m2縮小到0.3156m2。

3.5 加強(qiáng)檢查維護(hù)

針對B高爐高爐爐缸侵蝕情況，制定了相應(yīng)的規(guī)章制度，加強(qiáng)檢查維護(hù)，要求風(fēng)口平臺必須有人維護(hù)。嚴(yán)格按照規(guī)章制度對爐體各段冷卻壁水溫進(jìn)行檢測并記錄：當(dāng)水溫差出現(xiàn)異常波動時(shí)，增加檢查頻次，爐缸水溫差半小時(shí)檢測一次，爐皮溫度每班檢測兩次；要求值班工長密切關(guān)注爐缸側(cè)壁溫度變化趨勢，每兩個(gè)小時(shí)記錄一次熱偶溫度；崗位人員對異常情況要及時(shí)向相關(guān)人員匯報(bào)，并采取有效措施。

3.6 爐缸灌漿處理

為了消除串煤氣對爐缸溫差及側(cè)壁溫度的影響，對高爐爐缸區(qū)域進(jìn)行壓力灌漿。實(shí)施方案明確了高爐灌漿料選擇高導(dǎo)熱碳焦灌漿密封料以及灌漿位置、開孔直徑及深度、灌漿壓力、保壓時(shí)間等。于2019年4月19日、5月20日兩次對爐缸進(jìn)行帶風(fēng)灌漿作業(yè)，此次灌漿在爐缸區(qū)域共計(jì)開孔32個(gè)（灌漿孔開孔分布如圖所3所示）。合計(jì)壓入量2200kg。高爐爐缸灌漿料必須具有的性能：灌注時(shí)具有非常好的流動性能，灌注后具有低溫和中高溫固結(jié)性能；具有良好的導(dǎo)熱性能、非常高的常溫、高溫強(qiáng)度及非常好的體積穩(wěn)定性。

圖3 灌漿孔開孔分布圖

4 實(shí)施效果

針對爐缸側(cè)壁碳磚溫度升高現(xiàn)狀，B高爐采取了一系列治理措施：4月19日實(shí)施爐缸第一次灌漿，灌漿量10t；4月29日按護(hù)爐計(jì)劃開始實(shí)施；5月10日利用休風(fēng)機(jī)會調(diào)整風(fēng)口面積堵30#風(fēng)口；5月20日實(shí)施爐缸第二次灌漿處理，灌漿量12t。最終爐缸側(cè)壁TE-1274、TE-1276溫度呈現(xiàn)下降變化趨勢。爐缸四周的煤氣被有效封堵，異常溫度現(xiàn)象得到有效治理，消除了影響高爐安全生產(chǎn)的重大隱患。爐缸側(cè)壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢如圖4所示。

圖4 爐缸側(cè)壁TE-1274、TE-1276溫度變化趨勢（治理后的溫度變化）

5 結(jié)束語

（1）高鈦礦能起到護(hù)爐效果，但鐵水中鈦含量要控制合理，鈦合量太高易造成爐缸不活、渣鐵流動性差、鐵水粘罐，鈦合量太低則起不到護(hù)爐效果。

（2）加強(qiáng)鐵口日常管理對處理鐵口下面?zhèn)缺跍囟壬哂蟹e極作用。

（3）在保持高爐穩(wěn)定順行的前提下，合理控制爐內(nèi)邊緣與中心兩股氣流，保持爐缸中心活躍，可有效降低渣鐵環(huán)流沖刷侵蝕。

（4）灌漿可有效消除爐墻內(nèi)部有氣隙，關(guān)鍵是灌漿料、灌漿孔的選擇及灌漿過程的控制要恰當(dāng)。