宣鋼1號高爐爐役后期操作實踐

付亞洲

（河鋼集團宣鋼公司煉鐵廠，河北 宣化075100）

1 概述

河鋼集團宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）1號高爐始建于2006年12中旬，于2008年3月15日投產(chǎn)。實際爐容為2 657 m3。高爐爐身采用全冷卻壁設備，從爐底到爐喉鋼磚下沿共設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。高爐內襯采用陶瓷杯炭磚水冷爐底、爐缸結構。爐底總厚度2 800 mm，爐底下部砌筑國產(chǎn)半石墨炭磚（3層高1 200 mm），爐底上部砌筑國產(chǎn)超微孔炭磚（2層高800 mm），爐底最上部砌筑兩層陶瓷杯磚（高為800 mm），爐缸外側環(huán)砌進口UCAR碳磚（高為5 314 mm），爐缸內側砌陶瓷杯磚，銅冷卻壁熱面采用150 mm厚的特種噴涂料。冷卻系統(tǒng)采用軟水密閉循系統(tǒng)，對高爐的重要設備（冷卻壁、爐底、風口小套、中套、熱風閥及倒流休風閥）實現(xiàn)全軟水冷卻。

2018年4月14日1號鐵口倒場停用后，1號鐵口區(qū)域爐缸碳磚測溫點T559呈上行趨勢，4月16日后溫度上行幅度增大，4月27最高上行至563℃。如不及時采取有效措施勢必會對高爐役后期的穩(wěn)定生產(chǎn)帶來嚴重的安全隱患，因此如何在爐役后期保證安全穩(wěn)定生產(chǎn)成為1號高急需解決的問題。

2 主要問題

測溫點T559位于1號鐵口正對下方偏西，第9層碳磚位置，標高7 960 mm，插入深度350 mm、距爐缸中心6 650 mm，位置圖見圖1。

1號鐵口區(qū)域爐缸碳磚測溫點T559在4月14日1號鐵口倒場停用后呈上行趨勢，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)場對1號鐵口水溫差進行了測量，1號鐵口水溫差為0.3～0.4℃，鐵口區(qū)域變化不大為40℃左右。

圖1 T559位置圖

計算熱流強度：該冷卻壁為2段冷卻壁，長2.510 m、寬1.715 m，鐵口半徑0.612 m，面積=2.510×1.715-3.14×0.612×0.612÷4=4.01 m2，

總計176根水管，總水量3 450 t/h，平均每根水管水量19.6 t/h。水溫差0.3～0.4℃。

熱流強度=[19.6×7×（0.3～0.4）/4.01]×1 000=10 264～13 686 kcal/（h·m2）

參照拉姆熱工計算公式：

式中：X為爐缸剩余厚度，m；T0為電偶溫度；Q為爐缸熱流，kcal/(m2·h·℃)；θ為鐵水凝固溫度，1 150℃；λ為導熱系數(shù)，17 W/(m·K)，合14.66 kcal/（m·h·℃）。

對1號高爐爐缸炭磚侵蝕厚度初步測算見下頁表1。

由表1可見1號高爐采取護爐措施勢在必行。

3 原因分析

1）1號高爐進入2018年后爐況持續(xù)穩(wěn)定順行，風量、產(chǎn)量水平穩(wěn)步提高，隨著風量、產(chǎn)量、冶強的提高爐缸環(huán)流加劇對鐵口碳磚的侵蝕導致碳磚溫度升高。特別是1號、2號鐵口附近各點都有不同程度的上升。另外1號鐵口4月14日停用后可能由于鐵口泥包受沖刷變小導致鐵口區(qū)域碳磚溫度升高，其中2號鐵口也有在停用期間出現(xiàn)溫度上行現(xiàn)象。

表1 高爐爐缸炭磚侵蝕厚度對照

2）在原燃料質量較差的情況下為保證爐況順行號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（尤其焦炭質量不佳）的情況下，過分增加中心焦炭量勢必會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)流效應加速鐵水對爐缸側壁炭磚的侵蝕速度。

4 生產(chǎn)操作與維護實踐

4.1 調整上部裝料制度和下部送風制度

調劑的整體思路是在高爐順行的基礎上適當抑制邊緣氣流，減輕邊緣氣流對磚襯壁體沖刷。裝料制度見表2。

表2 裝料制度改善前后對比

采用礦4環(huán)焦6環(huán)的裝料制度，在適應外圍原料變化的情況下，縮小角差，可保證了穩(wěn)定的中心氣流，抑制邊緣氣流發(fā)展。下部調劑采取縮小風口面積，休風堵1號鐵口上方風口和加長風口長度等下部調整措施，不僅可以實現(xiàn)上述目標，還可以達到在相同風量情況下增加鼓風動能，吹透中心的效果，這對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號高爐風口調整見表3。

表3 調整前后風口使用情況

4.2 鈦礦護爐

由于爐缸炭磚侵燭后是不可恢復的，所以就必須采取種措施能夠有效地在侵蝕部位形成穩(wěn)定保護殼。由此配加鈦礦護爐技術成為大型高爐爐役后期經(jīng)常采取的一種措施。宣鋼1號高爐爐內采取停配塊礦提高入爐鈦負荷，鈦負荷由8.6 kg/t左右提高至9.6 kg/t左右。同時采取配加鈦礦提高入爐鈦負荷，準備配1.5 t/批鈦礦，鈦負荷由9.6 kg/t提高至12.0 kg/t。調整前后鈦負荷變化見圖2。

圖2 調整前后鈦負荷

利用定休機會聯(lián)系灌漿廠家保證灌漿所需的灌漿料及灌漿設備及時到位，根據(jù)溫度上行情況隨時準備灌漿。

5 效果

通過以上措施爐缸溫度和邊緣氣流得到了有效的控制，爐缸溫度變化如圖4。

圖4 配加鈦礦前后爐缸溫度變化趨勢

6 結語

1）處于爐役后期的高爐冷卻壁壁體、磚襯往往遭到一定程度的破壞，爐型發(fā)生變化，邊緣氣流發(fā)展。因此，采取適度抑制邊緣氣流的上下部調制度，對于處于爐役后期的高爐有利于局爐壽命的延長。

2）鈦礦護爐技術對于爐缸炭磚侵蝕的減緩具有明顯效果。通過調節(jié)爐料結構，配加鈦礦，來實現(xiàn)鐵中含鈦量的變換，不僅能夠達到護爐的效果，而且能夠減小加入鈦礦對高爐生產(chǎn)的不利影響。