八钢1号350m3高炉长寿实践

2008年第2期新疆钢铁总106期
八钢1号350m3高炉长寿实践
何成志田宝山金松
(宝钢集团八钢公司炼铁分公司)
摘要：八钢l号高炉(有效容积350m3)处于炉役后期，炉体冷却壁破损严重。

原料条件变化和炉缸侵蚀制约高炉生产。

通过调整操作制度，强化对冷却器的管理，高炉利用系数达到3．6t／m”d，焦比d24kg／t，煤比158kg／t，达到了顺行、低耗、优质和长寿的目标。

关键词：高炉；长寿；操作；措施
中图分类号：T F53文献标识码：B文章编号：1672--4224(2008)02--0030--04
八钢1号350m3高炉自1992年开炉。

截止到2007年，单位有效容积产铁量12525t／m3。

1号高炉为碳砖水冷炉底，炉缸3层灰铁光面冷却壁，炉腹及炉身各为两层镶砖冷却壁，上部为两层支梁水箱。

2002年对炉腹和炉身冷却壁更换。

使用一个月后炉腹冷却壁烧损2块，炉腹二段冷却壁凸台中28块烧损18块，加之外在因素的制约，2004年出现1号高炉炉腹4～5号风口上方冷却壁烧损处炉壳横向开裂l m长、炉底铁口下方炉壳开裂、炉身上部干区炉壳约3m3变形。

到2006年末，出现了炉缸冷却壁水温差超标，炉底温度上行等现象。

经过2006年全年和2007年年初的努力，1号高炉通过改善操作手段，克服原燃料变差后炉墙结厚的不利局面，顺利完成任务。

同时。

在外部维护措施上下工夫，制订了完整的冷却系统管理措施。

并认真执行。

炉底温度由519‘C下行至475i C，炉缸一层冷却壁水温差下行至0．8C。

1号高炉达到了顺行、低耗、优质和长寿的既定目标。

11号高炉的工作现状简述
1．1l号高炉的冷却系统工作现状
八钢t号350m3高炉为双钟炉顶，共有风口14个，渣口2个。

冷却壁为7层，支梁水箱2层。

炉缸第1、2、3层为光面冷却壁，自1992年投产至今，炉腹第4、5层为球墨铸铁镶砖冷却壁，其中第5层是带凸台的冷却壁。

第4、5层冷却壁出现大量破损后，2002年更换。

由于冷却壁浇注后金相组织中珠光体含量15oA．在使用一个月后炉腹冷却壁烧损2块，目前，炉腹二段冷却壁凸台中28块烧损l8块。

炉身第6、7层是带凸台的球墨铸铁镶砖冷却壁于2004年更换。

在炉腹4～5号风口上方冷却壁烧损处安装有铜冷却棒11根。

上部两层32块支梁水箱中的8块于2004年更换。

炉底为18根水冷管。

表1是1号高炉冷却控制参数。

表11号高炉冷却控制参数
位置温差T，℃
炉缸一段冷却壁
炉缸2，3段冷却壁
风口小套
风口中套
炉腹二段冷却壁
炉腹二段冷却壁凸台
炉身二段冷却壁
炉身二段冷却壁凸台
T<2
T<3
3<T<6
2．5<T<5
3<T<10
l<T<1．5
4<T<10
1<T<1．5
注：(1)出现上限值时冷却器热负荷过大或炉缸侵蚀严重。

低于下限值时，冷却器对应部位有结厚现象；
(2)炉底长热电耦温度控制要求为480～510C；干区炉壳温度小于200C，炉缸炉壳温度小于65℃，其余小于150C。

原1号高炉冷却塔和2号高炉风渣口公用，后0号高炉风渣口接入，2号高炉热风炉冷却水路接入，冷却塔的冷却能力不足。

尤其是1号高炉冷却壁使用工业水量大，受到的影响大。

表2是1号高炉冷却参数。

冬夏的环境温度差异，影响水的散热效果，进水温度的升高也造成水的比热容降低，带走热量下降，也容易造成冷却器水温差超标。

开路循环难以保证水质，导致冷却壁出现结垢现象，主要是钙质和硅质垢混合，厚度达0．8m m，影响传热效果。

水中杂质有冷却塔的玻璃钢填料片，碎焦炭颗粒，影响到供水状况，甚至发生供水支管断水，烧坏中套的现象。

联系人：何成志，男。

37岁，本科，乌鲁木齐(830022)宝钢集团八钢公司炼铁分公司高炉分厂30
2008年第2期新疆钢铁总106期
表21号高炉冷却水参数
1．2l号高炉操作现状
2004年为降低放上渣引起的事故休风，停止了放上渣。

出铁时间间隔由1．5h改为1．2h，出铁次数由15次／d增加为18次／d。

1号高炉目前渣比440kg／t，入炉矿品位61％(TFe)，喷煤比140kg／t。

焦比420kg ／t，利用系数3．43t／d，富氧率2％。

矿石批重14t／批。

l号高炉进入2006年以来，因原燃料变化，碱金属负荷达3kg／t，锌负荷达1．5k g／t。

尤其进入冬季，大量的潮湿沫子进入炉内，使高炉炉墙局部结厚，炉身上部结瘤。

炉缸出现局部不活跃。

尤其是铁口对面的5～6号风口处出现堆积现象。

此处对应的冷却器温差偏低，铁口附近的11～14号风口周围冷却器温差超标0．4℃，铁口正下方对应的炉底长热电耦超过规定温度25℃，并有继续波动的态势。

加之工业水开路循环时永质差、冷却壁内部冷却水管为倒w型结构，以及冷却壁水平向串联供水冷却、循环水的冷却能力不足等因素导致的冷却壁结垢后冷却能力不足，高炉操作要满足长寿和顺行的要求，既不能用熔剂洗炉，又要使高炉顺行，难度很大。

为此。

l号高炉在操作上采取了开放边缘气流和同时开放边缘与中心气流两步走，在逐步改善的原燃料条件支持下。

高炉顺行得以改善。

通过对诸多制约因素改进，在l号高炉多次尝试了正分装和倒分装之后．总结出了适应1号高炉双种的花装。

并及时采取下部调剂措施。

加强了高炉的顺行。

21号高炉采取的长寿措施
1号高炉的技术人员认识到从操作上以顺行来促进高炉的长寿。

目前，高炉进入炉役后期。

炉缸侵蚀程度直接关系到高炉的顺行。

不恰当的强化措施和熔剂洗炉会对炉缸产生损害。

在高炉不顺，产量下降时，炉底热电耦温度持续上升，而原冷却循环回水系统不畅，造成冷却不及时和炉底翻水。

在采取有效的下部调剂和上部调剂措施以及护炉措施后，高炉的利用系数上升，炉底温度下降，炉身上部结瘤明显缩小，冷却器超标次减少，高炉的长寿得到了明显的改善。

2．11号高炉加强炉内操作的措施
2．1．1高炉的日常操作管理
日常操作中，以护炉为主。

Si0．35％～O．55％，二元碱度1．02～1．12，要求原料中的氧化镁含量8％～12％；在氧化镁低于8％时，提高二元碱度来确保脱硫效果。

在高炉顺行变差时，si向下限靠，二元碱度走下限，并通过装料制度的调整恢复炉况。

一般情况下杜绝熔剂洗炉，针对不同矿种冶炼特点，摸索出3套调整装料制度的经验。

如2006年3月27日计划检修一天，增加一个彰110r am风口(髟105r am-,-黟110r am)，用了三个长风口，铁口上方1号，14号为勿105m m的长风口，4号为9110m m的长风口。

开风后炉况欠顺，当时装料制度为7／8(2P4，2K)+1／8(K2PK、}>，从炉顶成像看边缘气流不足，风量加不上去，出现悬料，随后将半倒同装料比例渐增加到3／5(2P+2K{，)+2／5(K2P K{，)，悬料现象增加，需坐料才能下来。

但在低风量操作时炉况顺行。

通过增加风口面积，增加三个风口长度，炉缸中心气流增加，边缘不足，增加半倒同装料比例．虽然发展了边缘，但矿焦界面效应增加，焦窗面积减少，是出现悬料，坐料的主要原因。

在实践中先后进行了6种装料制度运用，得到了不同时期的既有利于顺行，又有利于高炉长寿的装料制数风口配置和鼓风动能等参数，表3为1号高炉不同时期装料制数。

生产中冶强和炉底温度的关系：当冶强低于1．4时，炉底温度在460--一470’C。

冶强在1．4～1．475时，炉底温度470"--490C。

但产量较低；冶强1．48"--1．55时．炉底温度490"--510C。

此时可用强冷手段降温；冶强高于1．56a,寸。

顺行变差。

对应的利用系数控制在3．4～3．6t／m2d，炉底温度变化到529C。

波动大，且生铁焦比升高。

参照炉底随冶强的变化，选择合适的冷却参数用来强化冷却，对炉缸工作温度进行监控。

31
表31号高炉不同时期装料制数和下部调剂措施参数
注：(1)不同时期的各种操作方式适用于当时原燃料条件和各种外界条件，对高炉冷却顺行和长寿有利；
(2)下部调剂包括对风口长度的调整，可用长风口保护炉墙。

2．1．2特殊炉况的处理
2006年9月，煤气流带的粉尘磨穿炉顶大钟边缘。

炉顶煤气压力降至50～60kPa，鼓风动能达65000kJ，边缘气流不足，炉墙温度下降，炉喉四点温度最低下至280℃，出现崩悬料，9月2日开始放边操作，料制改为4／5(2K+2P、})十1／5(2K2P+)，9月6日改至(2K{，2P、})+(2K2P J，)，边还是未放出。

9月12日休风61h，发现炉墙结厚严重，将3个直径105m m小套换成110r am小套。

9月14日开风料制改为(2K、l2P+)，鼓风动能达45000kJ，9月15日料制改为(2K+2P+)+(2K2P+)，开始大量下渣皮。

中班废三炉。

炉墙温度炉喉四点温度开始上升，9月19日炉喉四点温度达500---630℃，无渣皮下落，洗炉完成，料制改为(3K毒3P+)，带矿中焦300kg。

产量在1100t／d以上。

休风前鼓风动能太大，放边作用不大。

由于矿中80％为球团矿，矿的堆角小于焦的堆角，正分装并没有加重边缘，倒分装也没有发展边缘。

小料批的料柱阻损主要在软熔带，而大料批料柱阻力主要在块装带。

小批半倒同装的装料制度，发展二道气流明显即中心和边缘气流，洗炉墙的同时，中心气流也有，但它的矿焦界面效应大，软熔带焦窗小，阻损大，不适合大风量操作，对产量影响大，适用于原料粉沫多时，低冶强处理炉墙结厚，结瘤。

在原料条件好，粉沫少时，考虑用大料批，矿中加焦。

用料线，矿中的焦的加入顺序及重量来调整中心与边缘的气流及带宽。

矿中的焦放在前面，发展边缘气流；矿中的焦放在后，发展中心气流；矿中的焦放在中间，提高矿的堆角，易形成两道气流。

易出现埋尺现象；以达到合理的煤气流分布。

小料批倒同装发展边缘气流最明显，处理炉墙结厚，结瘤最快，但风险较大，下渣皮一定要补足量的焦，防止炉温低，减风后。

边缘气流进一步发展，大量下渣皮造成炉凉。

对有害元素锌害影响发生过多次炉凉事故，导致生铁成份连续出格，产量、质量下滑．焦比大幅度上升，高炉正常的生产秩序被破坏。

1号高炉采用有效措施，防止炉墙结
32厚等。

锌常以Z nS形式存在于矿石中，有时也呈碳酸盐或硅酸盐形式。

入炉后分解成为氧化物ZnO，在1000℃以上的高温区还原成Z n。

Z n的沸点为906’C，蒸发进入煤气，升至高炉中、上部又被氧化成ZnO，一部分随煤气逸出，另一部分粘附在炉料上。

又下降而被还原、气化，形成循环。

锌在高炉内循环富集。

锌及其氧化物沉积于高炉上部内衬中起破坏作用，使炉壳胀裂或形成炉瘤。

随煤气逸出的锌可在管道中沉积酿成堵塞。

锌在高炉内1000C以上区域，当高炉内锌循环富集到一定量后，在炉身下部和炉腰部位凝结为高含锌量渣皮，因多种不确定因素，引起含锌渣皮滑落到炉缸后。

高炉炉缸热量严重不足，炉况顺行差，崩悬料频繁，造成高炉连续高硅、高硫，生铁指标差。

针对有害元素的危害，建议采用双股气流和合理的操作措施进行针对排出。

2．2强化护炉措施
(1)对高炉整体传热条件的分析。

通过对1号高炉所有冷却器的流量和热流强度作出分析，结合对应的炉壳温度对比，排除杂质对水量影响的因素，炉体纵向和高炉圆周水平面横向进行对比，找出薄弱环节，重点监测，找出变化规律，由护炉人员及时上报，以便于采取进一步的措施，如降低冶强等。

炉缸的检测重点为铁口两边的冷却壁。

测量其最大的水温差为泥包孔道最大冲刷量(即铁水快出尽时的泥包状态)。

炉缸的易结厚部位为炉缸二段的第5组冷却壁，相对位置为铁口对面，热流强度仅为最大值的一半。

最大值和最小值之间的圆周向冷却壁热流强度的变化作为炉缸是否产生铁水环流冲刷的观测判断旁证。

2006年7月至2007年3月的连续观察发现：从12号风口到铁口下方存在热负荷上升的现象。

结合炉壳测温，找到了在炉缸一段第22块冷却壁右上角缝隙温度从50C；上升为57℃；横向圆周对比铁口下
炉缸一段第27块冷却壁正上温度为61‘C ，参照八
钢高炉分厂其他5座高炉的温度最高为65C，对相应的冷却壁与碳砖部位炉壳割开灌入无水压入泥浆。

开孔后观察，两处温度上升的原因为碳砖粉化所致。

2007年1月起，1号高炉铁口深度由1200m m加深至1400m m，出铁钻头直径由50～70r am降为40r a m，并改进炮泥配比，将出铁的时间维持在50分钟，减少了环流的影响，使炉缸冷却壁的热负荷不断降低。

(2)对1号高炉的水路结构进行改进，强化重点部位的冷却．同时采取炉外喷淋炉壳冷却，植入铜冷却棒等措施，从而使1号高炉的冷却系统安全可靠。

如炉腹二段第7、8块冷却壁相继烧损，在对应的位置植入铜冷却棒，外部炉壳打水冷却。

周围的冷却壁得到保护，炉壳开裂势头得以抑制，对冷却壁结垢进行酸洗，提高了冷却器的传热效果。

如对炉缸一、二段冷却壁的4号、5号、6号、8号、9号在酸洗后进行拆分和强化冷却措施，水温差由2．6℃降低为i℃。

水速由1．5m／s提升至2．4m／s。

采取炉外喷淋炉壳的冷却措施，对炉身上部干区作用明显，1号高炉已在干区架设了打水环管，使炉身上部炉壳温度控制在200‘C以下。

在抑制炉壳开裂和对植冷却棒部位保护冷却上也起到了较好的效果。

在炉体冷却壁热电耦温度升高时，为使相应部位炉外喷淋炉壳冷却，采取降低热电耦温度的作用仅为20％。

对1号高炉炉底的流量和热流强度进行分析，认为1号高炉炉底冷却水的流量在170m3／h，从2号冷却水管到9号冷却水管对铁口下方的长热电耦温度影响大。

于是在4号、6号、7号、9号冷却水管上外接水强化冷却。

针对回水不畅，架设了两趟回水泵及管线，使炉底的流量上升为200m3／h，提高了冷却能力。

(3)1号高炉对损坏的冷却壁的养护采取措施。

除了凸台烧损的14个不易养护采用灌浆闷住，其余用控水、雾化水冷却等措施养护。

在护炉管理上，严格3级护炉制度，由看水现场工程师、高炉工艺专业工程师和炼铁分公司技术科3级解决不同性质的问题。

同时加强对看水人员的培训力度，如在(2006年4个月)1号高炉的水中杂质含量升高时，能及时处理，避免了炉外事故性休风，保证了高炉安全运行。

高炉长寿和顺行得以保障，1号高炉取得了较好的技术经济指标。

见表4。

表4l号高炉的技术经济指标
3结语纂嘉嚣篓萎摹誓篇关淼篓誓筹窑萎錾耋八钢1号高炉的安全长寿是建立在加强炉内操寿的重要辅助手段。

参考文献
(1]何泽民主编．钢铁冶金概论．北京：冶金工业出版社．
[2]周传典主编．高炉炼铁生产技术手册．北京：冶金工业出版社．
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