榮鋼5#高爐爐缸象腳區(qū)溫度升高的處理實踐

卜昭晨，周 磊，李志博

（天津榮程聯(lián)合鋼鐵集團有限公司煉鐵廠，天津300352）

0 引言

天津榮程聯(lián)合鋼鐵有限公司煉鐵廠5#高爐設(shè)計容積1 390 m3，采用矮胖性爐型，高徑比為2．574，24個風口，雙鐵口交替出鐵，冷卻系統(tǒng)為密閉軟水循環(huán)系統(tǒng)，鑄鐵冷卻壁，爐缸爐底采用高導(dǎo)熱炭磚和陶瓷杯底結(jié)構(gòu)。該高爐自2012年2月12日投產(chǎn)，2019年1月16日停爐大修，一代爐役時間為6年11個月，爐役期間經(jīng)歷兩次中修（2015年5月停爐換破損冷卻壁23塊，2017年5月停爐更換爐腹等4帶冷卻壁）；累計產(chǎn)鐵1001．06萬t，平均每立方米爐容產(chǎn)鐵量累計達7 202 t/m3。

1 爐缸象腳區(qū)溫度上升過程

2018年第一季度爐缸東北象腳區(qū)測點（第二帶冷卻壁中偏下部位置，電偶插入深度500 mm）溫度呈緩慢上升趨勢（見圖1），4月中旬爐缸東北側(cè)象腳位置炭磚溫度上升趨勢明顯，月漲幅度達到30～40℃，同方位爐皮和冷卻壁水溫差變化不明顯（見圖2），初步分析為爐缸內(nèi)襯裂縫串煤氣所致。5月中旬檢修時對爐缸進行灌漿處理，但效果不佳，溫度繼續(xù)上升，判斷是爐缸炭磚侵蝕造成的；6月上旬上漲幅度加劇，單日上升10℃以上；6月8日開始配加高鈦料，減風減氧控制冶煉強度；溫度上升幅度有所回落，平均單日上升4℃左右，至7月8日升到618℃，對應(yīng)位置冷卻壁水溫差最高為0．33℃，測算熱流強度為18 000 kcal/m2·h，超出警戒值，7月9日休風堵4#風口（東北方向，溫度異常點正上方），東北點溫度開始大幅度下降，至8月下旬下降至400℃以下；但8月中旬象腳區(qū)東南點溫度也出現(xiàn)上升現(xiàn)象，9月初至482℃，利用9月8日檢修時間堵22#風口（東南方向，溫度異常點正上方），之后溫度快速下降至412℃，得到控制；10～12月兩點溫度較穩(wěn)定，東北點在310～320℃間波動，東南點在400～410℃間波動，至2019年1月16日停爐大修。

圖1 5#高爐象腳區(qū)測點溫度趨勢

圖2 5#高爐象腳區(qū)冷卻壁水溫差變化

2 爐缸象腳區(qū)溫度上升原因

根據(jù)5月份灌漿效果和后續(xù)溫度上升情況，排除了爐缸內(nèi)襯裂縫串煤氣的因素，判斷為爐缸炭磚已出現(xiàn)局部嚴重侵蝕。

（1）2014～2015年因原燃料質(zhì)量因素致使爐況多次出現(xiàn)波動難行，頻繁的懸崩塌料情況致使冷卻壁破損較多，2015年小修更換冷卻壁并通過改善原料條件，爐況逐步穩(wěn)定，但長時間的冷卻壁漏水、慢風爐缸死焦柱透液差，爐缸內(nèi)鐵水環(huán)流的沖刷致使爐底炭磚侵蝕[1]，爐缸象腳區(qū)溫度開始出現(xiàn)波動，上升至300℃左右。

（2）2017～2018年度鋼鐵市場形式轉(zhuǎn)好開始提升產(chǎn)量，尤其在2018年第二季度大幅度提高高爐冶煉強度，高爐利用系數(shù)由3.02提升至5月份的3.38，高爐利用系數(shù)（見圖3）的提高也導(dǎo)致了高爐爐缸侵蝕的進一步加劇，在2018年5月份爐缸象腳區(qū)測點溫度快速上升。

3 應(yīng)對象腳區(qū)溫度上升的措施

圖3 2018年度5#高爐利用系數(shù)

針對5#高爐象腳區(qū)溫度上升的情況，為保證安全生產(chǎn)，自2018年4月加強監(jiān)測并根據(jù)發(fā)展情況采取相應(yīng)的措施，具體如下。

3.1 加強日常監(jiān)測和管理

4月份爐缸溫度出現(xiàn)上升趨勢后，全面檢查校核高爐本體的所有測量儀表，保證溫度、流量、壓力顯示數(shù)據(jù)的真實可靠。

在爐缸二段新加設(shè)12處測溫電偶（深度300 mm）溫度異常區(qū)域單個冷卻壁進出水加裝測溫點20個，監(jiān)測單個冷卻壁水溫差變化（原為5層冷卻壁串聯(lián)）；安裝爐底攝像監(jiān)控。

完善爐缸監(jiān)測管理制度和相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，組織全員學(xué)習(xí)培訓(xùn)并演練，提高全員的事故應(yīng)急處理能力。

通過采用以上措施，高爐工長和水工可以實時監(jiān)測和掌握高溫區(qū)域的變化趨勢并采取相應(yīng)應(yīng)急措施。

3.2 爐缸灌漿改善冷卻效果

5月份按計劃檢修，并請灌漿專業(yè)人員對爐底爐皮開孔，給爐底進行灌漿（漿料為碳化硅），減少熱面空隙，增強導(dǎo)熱效果，改善冷卻效果。

3.3 改善焦炭質(zhì)量和原料條件

采購干熄焦，由原來100%二級焦配比改為干熄焦30%二級焦70%，停止配加塊礦同時，加強槽下過篩管理，減少入爐粉末。以上措施保障了爐況穩(wěn)定，改善了爐缸死焦層透液性，降低了鐵水環(huán)流對炭磚的侵蝕。

3.4 配加高鈦料護爐

6月份開始配加高鈦球團，入爐鈦負荷逐步提升至 8 kg/t，鐵水鈦含量提升至 0．090%～0．110%，已達到護爐效果。

3.5 降低冶強，堵風口操作

在5月份灌漿的同時，對風口進行調(diào)整，將與爐底溫度高的部位相對應(yīng)的風口直徑縮小，由原來115 mm縮至110 mm，減弱風口圓周向的渣鐵環(huán)流對爐底炭磚的侵蝕；同時將富氧量由8 500 m3/h減至6 000 m3/h、風量由3 600 m3/min降至3 500 m3/min、爐頂壓力由230 kPa降至220 kPa，爐溫方針提升至 [Si] 0．30%～0．45%；在7月9日休風堵4#風口（東北方向，溫度異常點正上方），9月8日檢修休風堵22#風口（東南方向，溫度異常點正上方），堵風口后象腳區(qū)溫度下降明顯得到控制（見圖4）。

圖4 7月份堵4#風口后東北點溫度變化

3.6 加強爐前管理

5#高爐設(shè)計為雙鐵口交替出鐵，為降低出鐵對爐缸的影響，一方面加強爐前管理，保證鐵口泥套、深度、正點出鐵，保證出凈渣鐵，杜絕憋渣鐵情況；另一方面，改交替出鐵為東鐵口-爐西鐵口兩爐模式，東鐵口提高打泥量，鐵口深度由2．8 m提高到3．0 m，增大泥包以降低東鐵口出鐵對爐缸的沖刷（溫度異常點在東鐵口北部附近）。

4 結(jié)語

通過采用降低冶強、增鈦護爐和堵風口等措施，5#象腳區(qū)溫度由618℃降至并穩(wěn)定在312℃左右，使爐缸侵蝕發(fā)展得到了控制，并在10～12月根據(jù)情況適當提高了風量，實現(xiàn)了高爐生產(chǎn)的利益最大化，安全生產(chǎn)至計劃停爐。