高爐日常護爐操作實踐

李 瑨

（首鋼長治鋼鐵有限公司，山西 長治046031）

1 高爐生產(chǎn)條件

首鋼長治鋼鐵有限公司（全文簡稱長鋼）9號高爐有效容積1 080 m3，于2009年6月開產(chǎn)。開爐后，經(jīng)過4年不間斷的生產(chǎn)，2013年爐缸二段局部冷卻壁熱流強度高于控制標準8 000 kcal/（m2·h），特別是4號、17號突破10 000 kcal/（m2·h）以上。同時，爐缸三段冷卻壁熱流強度整體與二段冷卻壁熱流強度接近。分析原因：9號高爐陶瓷杯經(jīng)過4年的侵蝕，已處于壽命后期，局部侵蝕嚴重，正西方向（兩鐵口之間）似存在鐵水渦流，磨損更大。因此，自2013年起，煉鐵廠通過制定相應(yīng)的護爐標準、及護爐措施，對9號高爐進行護爐。2014年9月份及2016年11月份，對9號高爐爐身上部無冷區(qū)進行了噴補造襯。至2017年1月份，爐缸二段、三段冷卻壁水溫差、熱流強度整體穩(wěn)定并控制在標準范圍內(nèi)，護爐效果顯著且爐缸工作狀態(tài)活躍。然而，2017年10月二段冷卻壁10號熱流強度再次升至10 000 kcal/（m2·h）以上，同時，8.2 m K點升至最高點238℃，至此，9號高爐再次進行護爐，在采取加入鈦礦護爐的同時，輔以堵風(fēng)口等手段，降低冶強，確保高爐的安全順行。

2 護爐措施

2.1 加入鈦礦

長鋼9號高爐2009年投產(chǎn)，至2019年大修前，已發(fā)現(xiàn)爐缸多處侵蝕嚴重，致使其相應(yīng)部位水溫差升高，熱流強度居高不下，瀕臨危險臨界值，是以，加鈦礦入爐，其目的，是為了TiO2的還原生成物，TiC、TiN及其連接固溶體Ti（CN），這些鈦的氮化物和碳化物在爐缸爐底生成發(fā)育和集結(jié)，與鐵水及鐵水中析出的石墨等凝結(jié)在離冷卻壁較近的被侵蝕嚴重的爐缸、爐底的磚縫和內(nèi)襯表面，利用其高熔化溫度的特點，以達到護爐的效果。

9號高爐開始護爐后，爐料質(zhì)量配比由83.2%+12.5%（羅伊山+伊朗）+2%（承德球團)+2.3%(高硅塊），調(diào)整為83.2%+11.5%（羅伊山+伊朗）+2%（承德球團）+2.3%（高硅塊）+1%（高鈦塊），為了在加入鈦礦護爐的同時，不影響渣鐵的流動性，高鈦塊入爐比例不超過2%，確保高爐鈦負荷5～7 kg/t，鈦礦配比加入量140～200 kg/批，而后根據(jù)爐缸溫度變化情況加減鈦負荷配比，圖1為九高爐大修前鈦負荷趨勢圖。

圖1 9高爐大修前Ti負荷趨勢圖

2.2 調(diào)整風(fēng)口大小及數(shù)量

9號高爐設(shè)有20個風(fēng)口，全風(fēng)狀態(tài)風(fēng)量可達3 500 m3/min，隨著8.2 mL點溫度波動情況，通過調(diào)整風(fēng)口數(shù)量，控制冶煉強度，以達到護爐效果，風(fēng)口數(shù)量變化如圖2所示。

圖2 9號高爐大修前風(fēng)口數(shù)量變化趨勢圖

通過調(diào)整風(fēng)口數(shù)量，冶煉強度得到控制，高爐利用系數(shù)響應(yīng)發(fā)生改變，其變化趨勢入圖3所示。

圖3 9號高爐大修前利用系數(shù)變化趨勢圖

2.3 對高爐進行灌漿和噴補造襯

9號高爐投產(chǎn)9年，爐身下部侵蝕較為嚴重，爐墻及冷卻設(shè)備熱負荷增加，作業(yè)區(qū)通過利用檢修機會，對高爐進行灌漿，以延長爐體壽命并于2014年、2016年對高爐進行噴補造襯。表1為2018年3月23日9號高爐壓漿明細。

表1 2018年3月23日9號高爐壓漿明細

2.4 尋求合理的操作制度

2.4.1 選擇適宜的熱制度

[Si]是高爐熱制度的重要指標之一。尋求適宜的爐溫，是護爐工作的重點。通常情況下，隨著鐵水[Si]含量的增加，爐體溫度也會隨之而升高，根據(jù)以往的護爐經(jīng)驗以及對全國各高爐護爐時的爐溫情況進行類比，最終把w[Si]控制在0.5%±0.1%，從而達到生產(chǎn)、護爐兩兼顧。

2.4.2 選擇適宜的造渣制度

高爐在護爐，控制爐溫的同時，爐渣堿度的調(diào)劑也是不可獲取的一部分，通過對爐渣堿度的平衡計算，并逐步將爐渣二元堿度由1.13提高至1.18左右，在保證爐況的穩(wěn)定順行的同時，也滿足了生鐵質(zhì)量的需求。

2.5 加強爐前操作監(jiān)督

高爐內(nèi)存渣鐵，往往是爐缸熱負荷增大，致使高爐減風(fēng)操作，生鐵[Si]含量升高，導(dǎo)致爐底溫度升高，不利于護爐操作。因此，一方面控制工藝制度，另一方面加強爐前操作，穩(wěn)定鐵口深度，保證出凈爐內(nèi)渣鐵。

2.6 加強爐底檢測與維護

為了及時了解爐底溫度的變化趨勢，指定爐缸爐底檢測制度，增加點檢頻次，詳細記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；定期檢測冷卻水流量，并對冷卻設(shè)備進行定期或不定期清掃，確保高爐冷卻強度正常。

同時，增加爐缸侵蝕模型系統(tǒng)，更加直觀的掌握爐底“象腳”區(qū)域的侵蝕變化情況，以便于采取更加及時有效的保護措施。

3 護爐效果

9號高爐通過以上護爐措施，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)至計劃停爐大修，爐齡9年，完成了長鋼下達的生產(chǎn)經(jīng)營任務(wù)。

通過加入鈦礦及調(diào)整冶強等措施后，9號高爐爐體各段溫度及熱流強度較護爐前均有所降低，且趨于穩(wěn)定（見圖4、下頁圖5）。

圖4 9號高爐大修前8.2 m爐缸溫度變化趨勢圖

經(jīng)過一系列護爐措施，使?fàn)t底及爐缸側(cè)壁溫度得到有效控制，杜絕了爐缸燒穿等惡性事故的發(fā)生。

圖5 9號高爐大修前6.5 m爐缸中心點溫度變化趨勢圖

3 結(jié)論

1）對高爐爐底及爐缸側(cè)壁溫度進行科學(xué)、正確的檢測與判斷，是制定和采取正確的護爐措施，以及防止高爐燒穿的惡性事故發(fā)生的必要條件。

2）采用入爐料配加鈦礦護爐，同時，控制生鐵[Ti]含量，在保證渣鐵流動性良好的前提下，減緩高爐爐襯的侵蝕程度。

3）尋找到較為適宜的操作制度及操作參數(shù)，做到爐缸安全與生產(chǎn)兩不誤，2018年平均利用系數(shù)2.601，與護爐前期2017年平均利用系數(shù)2.602基本持平，將護爐期間對高爐生產(chǎn)的不利影響降到最低程度。

4）為以后的高爐生產(chǎn)積累經(jīng)驗，在保證爐缸安全的前提下，延長高爐壽命。