卜昭晨，周 磊，李志博

（天津榮程聯(lián)合鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵廠，天津 300352）

[摘 要] 針對(duì)天津榮程聯(lián)合鋼鐵有限公司煉鐵廠 5# 高爐爐缸東南象腳區(qū)溫度大幅度升高，爐缸存在重大安全隱患的狀況，通過(guò)降低冶煉強(qiáng)度、配加高鈦球團(tuán)和縮小局部風(fēng)口直徑等措施，將象腳區(qū)溫度由 618 ℃下降并穩(wěn)定保持在 312 ℃左右，爐缸侵蝕得到了控制，高爐持續(xù)安全生產(chǎn)至按計(jì)劃停爐。

[關(guān)鍵詞] 高爐；爐缸；象腳區(qū)；溫度；護(hù)爐

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(jì)容積 1 390 m³，采用矮胖性爐型，高徑比為2.574，24 個(gè)風(fēng)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(shí)間為 6 年 11 個(gè)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(jì)產(chǎn)鐵 1001.06 萬(wàn) t，平均每立方米爐容產(chǎn)鐵量累計(jì)達(dá) 7 202 t/m³。

1 爐缸象腳區(qū)溫度上升過(guò)程

2018 年第一季度爐缸東北象腳區(qū)測(cè)點(diǎn)（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(shì)（見(jiàn)圖 1），4 月中旬爐缸東北側(cè)象腳位置炭磚溫度上升趨勢(shì)明顯，月漲幅度達(dá)到 30~40 益，同方位爐皮和冷卻壁水溫差變化不明顯（見(jiàn)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(shí)對(duì)爐缸進(jìn)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 益以上；6 月 8 日開(kāi)始配加高鈦料，減風(fēng)減氧控制冶煉強(qiáng)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(duì)應(yīng)位置冷卻壁水溫差最高為 0.33 ℃，測(cè)算熱流強(qiáng)度為 18 000 kcal/m²·h，超出警戒值，7 月 9 日休風(fēng)堵 4# 風(fēng)口（東北方向，溫度異常點(diǎn)正上方），東北點(diǎn)溫度開(kāi)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(diǎn)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(shí)間堵 22# 風(fēng)口 （東南方向，溫度異常點(diǎn)正上方），之后溫度快速下降 至 412 ℃，得到控制；10~12 月兩點(diǎn)溫度較穩(wěn)定，東北點(diǎn)在 310~320 ℃間波動(dòng)，東南點(diǎn)在 400~410 ℃間波動(dòng)，至 2019 年 1 月 16 日停爐大修。

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(yán)重侵蝕。

（1）2014~2015 年因原燃料質(zhì)量因素致使?fàn)t況多次出現(xiàn)波動(dòng)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(guò)改善原料條件，爐況逐步穩(wěn)定，但長(zhǎng)時(shí)間的冷卻壁漏水、慢風(fēng)爐缸死焦柱透液差，爐缸內(nèi)鐵水環(huán)流的沖刷致使?fàn)t底炭磚侵蝕^[1]，爐缸象腳區(qū)溫度開(kāi)始出現(xiàn)波動(dòng)，上升至 300 ℃左右。

（2）2017~2018 年度鋼鐵市場(chǎng)形式轉(zhuǎn)好開(kāi)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(qiáng)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(jiàn)圖 3）的提高也導(dǎo)致了高爐爐缸侵蝕的進(jìn)一步加劇，在 2018 年 5 月份爐缸象腳區(qū)測(cè)點(diǎn)溫度快速上升。

3 應(yīng)對(duì)象腳區(qū)溫度上升的措施

針對(duì) 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(qiáng)監(jiān)測(cè)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(qiáng)日常監(jiān)測(cè)和管理

4 月份爐缸溫度出現(xiàn)上升趨勢(shì)后，全面檢查校 核高爐本體的所有測(cè)量?jī)x表，保證溫度、流量、壓力 顯示數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。 在爐缸二段新加設(shè) 12 處測(cè)溫電偶 （深度 300mm）溫度異常區(qū)域單個(gè)冷卻壁進(jìn)出水加裝測(cè)溫點(diǎn)20 個(gè)，監(jiān)測(cè)單個(gè)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(cè)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(guò)采用以上措施，高爐工長(zhǎng)和水工可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和掌握高溫區(qū)域的變化趨勢(shì)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(jì)劃?rùn)z修，并請(qǐng)灌漿專業(yè)人員對(duì)爐底爐皮開(kāi)孔，給爐底進(jìn)行灌漿（漿料為碳化硅），減少熱面空隙，增強(qiáng)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(gòu)干熄焦，由原來(lái) 100%二級(jí)焦配比改為干熄焦 30%二級(jí)焦 70%，停止配加塊礦同時(shí)，加強(qiáng)槽下過(guò)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(duì)炭磚的侵蝕。

3.4 配加高鈦料護(hù)爐

6 月份開(kāi)始配加高鈦球團(tuán)，入爐鈦負(fù)荷逐步提升至 8 kg/t，鐵水鈦含量提升至 0.090%~0.110%，已達(dá)到護(hù)爐效果。

3.5 降低冶強(qiáng)，堵風(fēng)口操作

在 5 月份灌漿的同時(shí)，對(duì)風(fēng)口進(jìn)行調(diào)整，將與爐底溫度高的部位相對(duì)應(yīng)的風(fēng)口直徑縮小，由原來(lái)115 mm 縮至 110 mm，減弱風(fēng)口圓周向的渣鐵環(huán)流對(duì)爐底炭磚的侵蝕；同時(shí)將富氧量由 8 500 m³ /h 減至 6 000 m³ /h、風(fēng)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(fēng)堵 4# 風(fēng)口 （東北方向，溫度異常點(diǎn)正上方），9 月 8 日檢修休風(fēng) 堵 22# 風(fēng)口（東南方向，溫度異常點(diǎn)正上方），堵風(fēng)口 后象腳區(qū)溫度下降明顯得到控制（見(jiàn)圖 4）。

3.6 加強(qiáng)爐前管理

5# 高爐設(shè)計(jì)為雙鐵口交替出鐵，為降低出鐵對(duì)爐缸的影響，一方面加強(qiáng)爐前管理，保證鐵口泥套、深度、正點(diǎn)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(duì)爐缸的沖刷（溫度異常點(diǎn)在東鐵口北部附近）。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采用降低冶強(qiáng)、增鈦?zhàn)o(hù)爐和堵風(fēng)口等措施，5# 象腳區(qū)溫度由 618 ℃降至并穩(wěn)定在 312℃左右，使?fàn)t缸侵蝕發(fā)展得到了控制，并在 10~12 月根 據(jù)情況適當(dāng)提高了風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)了高爐生產(chǎn)的利益最 大化，安全生產(chǎn)至計(jì)劃停爐。

參考文獻(xiàn)

[1] 王鵬，唐曉東.龍鋼 4 號(hào)高爐爐缸側(cè)壁溫度升高的處置措施.中國(guó) 煉鐵網(wǎng)，2018-7.