王玉會，羅 力，陶著欽，張宗亭，陳紅升

（日照鋼鐵控股集團有限公司，山東276806）

[摘 要] 日鋼 15 號高爐“象腳區”爐缸碳磚溫度于 2016 年 5 月異常升高，12 月 2 日最高達到 894℃，該區域爐缸耐材侵蝕嚴重，已威脅到高爐的安全生產。本文結合 15 號高爐實際生產狀況，分析了“象腳區”爐缸侵蝕嚴重的原因，并真對爐缸侵蝕初期和惡化期提出了護爐措施。通過采取降低冶煉強度、增強冷卻強度、縮小并加長風口、發展邊緣氣流等一系列措施，遏制住了“象腳區”碳磚溫度升高趨勢，之后通過創新性的消耗海砂球團護爐，實現了 15 號高爐連續、高效生產，取得了較好的經濟效益。

[關鍵詞] 象腳區；爐缸侵蝕；護爐；海砂球團

0 引言

日照鋼鐵控股集團有限公司 （后稱日鋼）15 號高爐大修后于 2014 年 3 月 30 日點火開爐，該高爐是日鋼探索經濟爐型的重要實踐項目。相比同期非經濟爐型高爐，15 號高爐的燃料比要低 10～15kg/t。 但 2016 年 5 月 15 日計劃檢修后一周時間，15 號高爐標高 7.794m“象腳區”西南方向內側熱電偶溫度由 502℃劇烈上升至 624℃，經采用初步護爐措施，在經歷了 3 個月穩定期后，該部位溫度又持續上升，12 月 2 日達到 894℃。因此，15 號高爐要想長期安全穩定運行，就需要改進現行操作制度并采取更加有效和長期的護爐措施。

本文介紹了 15 號高爐“象腳區”爐缸溫度上升前的生產指標狀況，依此推斷出了“象腳區”爐缸侵蝕嚴重的原因，并在初期護爐措施的基礎上制定了爐缸溫度惡化期的護爐措施，在控制住溫度上張趨勢后，提出了 15 號高爐長期安全穩定運行的護爐措施。

1 爐缸“象腳區”侵蝕異常分析

日鋼 15 號高爐爐缸區縱向共計設置 8 層熱電 偶，其中滿鋪碳磚設置 3 層熱電偶，環碳設置 5 層熱電偶，縱向熱電偶詳細布局見圖 1。標高 7.794m 熱電偶位于第 6、7 層碳磚中間，與陶瓷杯頂面平齊，詳細平面布局見圖 2。

2016 年 5 月，日鋼 15 號高爐“象腳區”碳磚溫度異常升高，其中 TE2102 方位熱電偶溫度上升明顯，溫度由 502℃劇烈上升至 624℃，12 月最高達到894℃，這表明“象腳區”爐缸耐材侵蝕嚴重。日鋼 15 號高爐開爐以來至 2016 年 5 月份主要經濟技術指標如表 1 所示。由表 1 可以看到，“象腳區”侵蝕異常前高爐最大操作特點是連續四個月執行低硅冶煉，月平均硅最低為 2016 年 2 月，僅為0.178。

2 爐缸侵蝕初期護爐概況

2.1 侵蝕初期護爐措施

由于“象腳區”碳磚測溫數據上升后整體趨于穩定，初步認為本次“象腳區”溫度突然上升跟計劃檢修后局部耐材或渣鐵凝結殼突然脫落有一定關系。因此，護爐措施以縮小風口面積、控制冶煉強度為主，適當提高了鐵水[Si]含量，并將該區域二段 6、7、8 組冷卻壁由常壓雙聯改單聯冷卻，以強化該區域冷卻壁的冷卻強度，此期間沒有添加含鈦物料進行護爐。2016 年 1 月～9 月操作參數見表 2。溫度異常上升點位于 5#、6# 風口下，在風口調整上，將 4～7# 風口長度由 360mm 調整到 400mm，具體調整見表 3。

2.2 初期護爐控制效果

TE2102A/B 熱電偶測溫在 5 月 27 日達到最高點 467℃/648℃后，開始逐步下行，2016 年 9 月以前整體穩定。該階段 TE2102 內外環熱電偶溫度由突然上升，至趨于穩定，測溫數據變化見圖 3。該點對應區域冷卻壁熱流強度變化趨勢見表 4，整體熱流強度趨于穩定。

2.3 初期護爐小結

從初期護爐來看，通過降低冶煉強度、縮小風口，遏制了碳磚溫度上升趨勢，整體實現穩中有降。但是在市場行情較好，“象腳區”爐缸侵蝕受控情況 下，15 號高爐于 2016 年 7 月開始逐步提產。

3 爐缸侵蝕惡化期的強化護爐

3.1 爐缸侵蝕變化

隨著 15 號高爐冶煉強度的提高，西南側“象腳區”碳磚 TE2102B 點溫度在經歷了 3 個月穩中有降的穩定期后，于 2016 年 9 月 29 日開始反彈，持續上升到 2016 年 12 月 2 日的 894℃。TE2102AB 點溫度變化趨勢如圖 4 所示。該區域熱流強度也由 10月份平均 8176kcal/（m²·h）逐步上升到 11 月份平均 9394kcal/（m²· h），12 月 1 日達到 12609kcal/（m²·h）。

3.2 強化護爐措施

由于 TE2102 熱電偶測溫數據持續上升幅度較大，且熱電偶內側插入深度僅 220mm，高爐采取多方面舉措，強化護爐。主要措施包括：

（1）繼續提高冷卻壁的冷卻強度，將該第二段6～8 組冷卻水改為高壓冷卻水。

（2）降低高爐冶煉強度，11 月利用系數 3.032t/ （m³·d），12 月利用系數 2.779t/（m³·d），對比 2016 年 9 月份分別降低 0.497t/（m³·d），0.750t/（m³·d）。

（3）堵風口，2016 年 11 月 29 日～12 月 7 日堵5# 風口，風口面積由 0.1877m² 調整為 0.1802 m²；2016 年 12 月 15 日休風 70 分鐘，加長 4#、5# 風口，并堵 6# 風口，風口面積調整為 0.1803m²。15 號高爐風口布局最終調整情況如表 5 所示。

（4）料制調整以發展邊緣為主。

（5）2016 年 12 月球團開始實驗配加海砂，初期平均配比約 8%，為高爐護爐提供含鈦球團，降低護爐成本。15# 高爐提高爐溫，海砂球團配比不低于10%，保障鐵水[Ti]含量不低于 0.100%。強化護爐期，日鋼 15 號高爐操作參數調整見表 6。經過強化護爐，TE21202B 點熱電偶測溫迅速由 885℃降低到 550℃，TE21202A 點熱電偶由 505℃降低到 380℃。

4 海砂鈦球長期經濟護爐

2016 年 12 月開始，球團配加海砂生產實現穩定，并將球團中海砂配比逐步提高到 50%，保障了球團中 TiO₂ 含量充足。球團配加海砂后理化指標變差[1]，品位降低 4%、Al₂O₃ 上升 1.34%、抗壓強度降低551N/個，球團抗壓強度波動較大，最低僅 2600N/個，對高爐冶煉造成一定影響。海砂球團指標對比見表 7。

球團配加海砂后，爐料結構調整及渣相控制情況見表 8。海砂球團配比由 8%逐步提高到 15%，入爐 TiO₂ 負荷由 4.14kg/t 提高到 12.73kg/t，達到了護爐基本需求^[2]。通過合理控制熱制度，保持鐵水[Ti]不低于 0.100%，實現了 15 號高爐的長期經濟護爐。TE2102 熱電偶溫度安全受控，其變化趨勢見圖5，2017 年以來 15 號高爐經濟技術指標及操作參數見表 9。

5 結語

本文對日鋼 15 號高爐“象腳區”爐缸碳磚溫度異常升高的現象進行了分析，對控制爐缸碳磚異常侵蝕的工藝措施進行了總結。通過實施一系列工藝技術措施，遏制住了“象腳區”碳磚溫度升高趨勢，最終通過配加海砂球團護爐，實現了 15 號高爐的安全、穩定生產，并為今后處理類似高爐異常情況提供了經驗借鑒。

（1）當測溫或熱流強度發生異常變化后，綜合采用控制冶煉強度、堵風口、強化冷卻、鈦礦護爐及發發展邊緣的措施可以有效的遏制爐缸繼續侵蝕。

（2）為實現爐役后期高爐安全運行，必須通過穩定消耗含鈦爐料，維持鐵水[Ti]不低于 0.100%。

（3）球團配加不高于 50%的新西蘭海砂，其性能可以滿足中小高爐生產需求，有利于高爐實現經濟護爐。

參考文獻

[1] 厲建好，姚永江.日鋼球團使用新西蘭海砂生產含鈦球團礦的生產實踐[J]．山東工業技術，2017，21（6）：11- 12．

[2] 車玉滿，郭天永，孫鵬等．鞍鋼高爐釩鈦礦護爐效果調查分析[J]．煉鐵，2014，33（4）：45- 48．