宣钢1#高炉炉役后期操作与维护实践

宣钢1#高炉炉役后期操作与维护实践

李小成  王斌  吕志敏  闫军  褚润林  苏爱民

(河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂，河北 宣化 075100)

摘 要：对宣钢1#高炉炉役后期在强化冶炼与高炉长寿方面所做的工作进行了总结分析。通过采用优化上、下部制度，加钛矿护炉，加强铁口维护管理，炉体灌浆等操作技术措施，1#高炉在炉役后期实现了稳定顺行生产，延长了高炉寿命。

关键词：高炉 炉役后期 操作制度 钛矿护炉

1 概述

宣钢1#高炉始建于2006年12中旬，于2008年3月15日投产。实际炉容为2657m3。高炉炉身采用全冷却壁设备，从炉底到炉喉钢砖下沿共设14段冷却壁。炉腹、炉腰、炉身下部区域采用4段铜冷却壁，其余均为铸铁冷却壁。高炉内衬采用陶瓷杯炭砖水冷炉底、炉缸结构。炉底总厚度2800mm，炉底下部砌筑国产半石墨炭砖（3层高1200mm），炉底上部砌筑国产超微孔炭砖（2层高800mm），炉底最上部砌筑两层陶瓷杯砖（高800mm），炉缸外侧环砌进口UCAR碳砖（高5314mm），炉缸内侧砌陶瓷杯砖，铜冷却壁热面采用150mm厚的特种喷涂料。冷却系统采用软水密闭循系统，对高炉的重要设备（冷却壁、炉底、风口小套、中套、热风阀及倒流休风阀）实现全软水冷却。

2 主要问题

2018年4月14日1号铁口倒场停用后，1#铁口区域炉缸碳砖温度T559呈上行趋势，4月16日后温度上行幅度增大，4月27最高上行至563℃。如不及时采取有效措施势必会对高炉役后期的稳定生产带来严重的安全隐患，因此如何在炉役后期保证安全稳定生产成为1#高急需解决的问题。　　

测温点T559位于1#铁口正对下方偏西，第9层碳砖位置，标高7960mm，插入深度350mm、距炉缸中心6650mm。见图1。

1#铁口区域炉缸碳砖温度T559在4月14日1号铁口倒场停用后呈上行趋势，4月16日后温度上行幅度增大，到4月27日T559由362℃上行至最高563℃，2018年4月20日，现场对1#铁口水温差进行了测量，1#铁口水温差为0.3～0.4℃，铁口区域变化不大为40℃左右。

参照拉姆热工计算公式，对1#高炉炉缸炭砖侵蚀厚度初步测算，其测算结果如表1。

表1 高炉炉缸炭砖侵蚀厚度对照表

由上表可知，1#铁口附近最薄弱区域侵蚀厚度约450mm，剩余碳砖厚度800mm左右，必须采取有效的护炉措施，减缓炉缸碳砖侵蚀进程，实现高炉稳定生产及长寿。

3 原因分析

3.1 风量、冶强提高

1#高炉进入2018年后炉况持续稳定顺行，风量、产量水平显著提高，风量由之前4900m3/min，提高至5100m3/min以上，产量由之前的5900t/d，提高至6100t/d。随着风量、产量、冶强的提高，炉缸环流加剧，对铁口碳砖的侵蚀导致碳砖温度升高。特别是1#、2#铁口附近各点都有不同程度的上升。另外1号铁口4月14日停用后可能由于铁口泥包受冲刷变小导致铁口区域碳砖温度升高，其中2号铁口也有在停用期间出现温度上行现象。

3.2 炉缸死焦堆体积增大，铁水环流加剧

在原燃料质量较差的情况下为保证炉况顺行号高炉采取抑制边缘气流、发展中心气流的上部装料制度而发展中心主要采取的措施就是增加中心焦炭量。在原燃料条件不好（尤其焦炭质量不好）的情况下，过分增加中心焦炭量势必会造成炉缸死焦堆体积增大降低炉缸料柱的透气、透液性，从而加大了炉缸铁水的环流效应加速铁水对炉缸侧壁炭砖的侵蚀速度。

3.3 炉况长期稳定性较差

1号高炉开炉后的生产过程中, 由于设备、生产技术和管理多方面的原因造成高炉多次失常。处理炉况过程周期长，炉况失常后，炉内采用集中加净焦修正炉型、加锰矿、萤石洗炉等措施，失常期间高炉崩悬料频繁，连续座料大量生料进人炉缸, 这些都加剧了炉缸耐火材料侵蚀。

4 生产操作与维护实践

4.1上部装料制度调整

调剂的整体思路是在高炉顺行的基础上适当抑制边缘气流，减轻边缘气流对砖衬壁体冲刷，调整前后装料制度如表2。

表2 1#高炉装料制度的变化

采用矿4环焦6环的装料制度，在适应外围原料变化的情况下，缩小角差，保证了稳定的中心气流，抑制边缘气流发展。

1号高炉矿批由之前的63 t逐步扩大到目前的69～70 t，矿批的扩大一方面增加焦窗厚度，另一方面也减少了混合料层的界面效应，较好地抵消了大风量带来的高压差效应，使高炉阻损降低有利于炉况的稳定，进一步稳定了边缘气流。

4.2下部送风制度调整

下部调剂采取缩小风口面积，休风堵1#铁口上方风口和加长风口长度等下部调整措施，不仅可以实现上述目标，还可以达到在相同风量情况下增加鼓风动能，吹透中心的效果，这对上部中心气流的顺畅和炉缸死焦堆体积的缩小均有利。2018年5月1#高炉风口调整如表3。

表3 1#高炉风口使用情况

4.3钛矿护炉

由于炉缸炭砖侵烛后是不可恢复的，所以就必须采取种措施能够有效地在侵蚀部位形成稳定保护壳。由此配加钛矿护炉技术成为大型高炉炉役后期经常采取的一种措施。宣钢1#高炉炉内采取停配块矿提高入炉钛负荷，钛负荷由8.6kg/t左右提高至9.6kg/t

左右。同时采取配加钛矿提高入炉钛负荷，准备配1.5吨/批钛矿，钛负荷由9.6kg/t提高至12.0kg/t。调整前后钛负荷变化如下：

4.4炉体灌浆

利用定休机会对炉缸灌浆孔打开检查排气和排水情况，并及时在严格受控条件下实施炉缸的灌浆操作，及时将炉缸炉墙冷侧可能出现的气隙和煤气通路填充密实，以实现炉缸炉墙的无气隙化运行。压浆过程中必须严加控制，以防止灌浆压力过高对墙体产生危害，一般灌浆压力不宜超过1.5MPa。

5 效果

通过以上措施炉缸温度和边缘气流得到了有效的控制，炉缸温度升高点T559变化如图3：

通过以上针对性管理及应对措施，宣钢1号高炉炉体冷却壁破损得到抑制，炉缸侧壁温度整体趋于稳定，在连续保持炉况14个月稳定顺行的基础上，技术经济指标不断提升，2019年2月份日产合格生铁完成6185t/d，入炉大焦比337kg/t,煤比170kg/t，为企业生产稳定及成本降低创造了良好条件。

6 结束语

（1）采取合理的操作制度，维护合理操作炉型 ，保证炉况长周期稳定顺行是高炉减缓炉缸侵蚀的基础。

（2）钛矿护炉技术对于炉缸炭砖侵蚀的减缓具有明显效果。通过调节炉料结构，配加钛矿，来实现铁中含钛量的变换，不仅能够达到护炉的效果，而且能够减小加入钛矿对高炉生产的不利影响。

（3） 高炉炉体灌浆是一项可以长期维护炉体的手段，可以有效消除内部气隙，对改善炉体导热有显著作用。