酒钢7号高炉冷却壁维护与操作技术研究与应用

88酒钢7号高炉冷却壁维护与操作技术研究与应用高建民1白兴全1张磊1霍守锋2解宁强2

（1.甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 2.北京北科亿力科技有限公司）

摘要酒钢7号高炉自2011年3月开炉以来，高炉各项生产指标运行良好。随着冶炼进程的进行，高炉炉体冷却壁出现损坏的现象较为明显，尤其是高炉5段区域。本文主要通过对冷却壁水温差的变化和高炉炉体维护情况的分析，对高炉冷却壁的操作和维护技术进行了探讨，并通过对冷却壁维护和操作技术的改进，为高炉日常操作制度的优化，如装料制度的调整、风口参数的选择等提供技术支撑。

关键词冷却壁操作和维护操作制度装料制度风口

1 前言

酒钢7号高炉于2011年3月6日开炉以来，实现快速达产，并经过对各项生产、操作制度的不断摸索，对进风面积及装料制度的不断调整，各项生产操作参数逐步正常，各项指标逐步优化。但随着高炉冶炼进程的进行，高炉内部砖衬受到渣铁侵蚀的影响，厚度逐渐削薄，尤其是在炉腹、炉腰和炉身下部区域，热流强度高，砖衬残留厚度更小，主要依靠渣铁壳实现对炉体的保护。另外，随着入炉原燃料中碱金属的逐渐富集，炉内受碱金属的影响逐渐加深，主要表现为风口区域砖衬破坏，炉身部分区域出现结厚。

针对这种情况，本文主要通过对冷却壁水温差的变化和高炉炉体维护情况，对高炉冷却壁的操作和维护进行了论述和说明，并通过对操作炉型的判断，为高炉日常操作制度的优化，如装料制度的调整、风口参数的选择等提供技术支撑。

2 高炉基本情况介绍

7号高炉设计炉容2650m3，设置3个铁口；设计风口28个。内型设计采用了有利于强化和改善经济技术指标的深炉缸、矮胖型炉型。设计中适当减小了炉腹角，有利于炉腹渣皮的形成，保护炉腹冷却设备；同时适当缩小炉身角，改善高炉下料条件，有利于高炉强化；7号高炉主要内型尺寸见表1。

3 高炉炉体监测

2011年初，利用北科亿力提供的相关技术和设备，7#高炉炉体冷却壁自一层至十层安装了水温差传感器，以实现对炉体水温差实时监测，并结合炉身热面温度、渣壳厚度的计算，实现对高炉操作炉型分析。共计安装测温探头591个，流量计28个，以实现对炉体水温差的全面监测，如图1所示。从图2中可以看出，5段冷却壁水温差的变化情况。随着冶炼进程的继续，自2013年1月底开始，水温差波动明显增大，最大值达到0.4℃以上。水温差报警频率明显升高。

4 冷却壁破损情况分析

7号高炉5段（风口带）共28块光面冷却壁，材质为球墨铸铁QT400-18，外形尺寸：

高2700mm、上宽1345.9mm、下宽1620mm，厚度：上部500mm、下部170mm，重量9698~9359kg/块，自2011年5月10日发现5段3#冷却壁水管损坏漏水，至2012年2月，5段风口带13块冷却壁水管破损，冷却壁水管破损共计22根，破损率达到13.09%，其中5段3#冷却壁6根水管破损，5段2#、5#、15#、22#冷却壁2根水管破损，具体破损情况见表2。

5 冷却壁破损原因分析

（1）2011年8、9、10、11月份炉内风量稳定，鼓风动能100kJ/S以上，冷却壁水管破损2根，而2011年12月份及12年2月份随炉内风量回缩，鼓风动能下降，5段冷却壁水管分别破损8根、5根。从表2统计分析，保证充足的鼓风动能，抑制边缘气流发展，对该区域形成稳定的保护性渣皮，延缓冷却壁水管破损有一定的效果。

（2）7号高炉自开炉以来使用为φ120×500mm；φ130*500mm两种规格风口，从9月23日逐步使用φ130*530mm风口，根据资料记载风口长度是炉缸直径5%，计算7号高炉风口长度为560mm，国内同级别高炉风口长度均在550mm以上，7号高炉风口长度较短，在一定程度上加剧了5段冷却壁水管破损。12月6日将5#-10#风口调整为130*530mm，到目前该区域无冷却水管坏。12月28日将13#、15#、17#、18#、22#、23#、24#、25#风口由φ130*500mm 调整为φ130*530mm，到目前该区域5段15#第2根水管坏，其余无冷却壁水管破损，加长风口对延缓冷却壁水管破损有一定效果。

（3）炉内炉温控制波动大，且低炉温较多，炉温的大幅波动，不利于在该部位结上保护渣皮。

（4）碱金属负荷过高，如在2011年后半年，入炉碱金属负荷最高达到7kg/t以上，由此造成风口区域碳砖损坏加剧，煤气在风口区域形成严重的窜气，引起冷却壁热流强度升高明显，从而造成冷却壁损坏。

6 技术措施

（1）炉内装料制度调整：炉况调剂上争取风量为主，同时采取打开中心、抑制边缘的操作制度，减弱边缘煤气流的冲刷，鼓风动能≮95kJ/s控制，一周时间内通过炉况调整，鼓风动能达到95kJ/s。

（2）下部送风制度调整：为遏制冷却壁破损趋势，强烈抑制边缘气流，7号高炉自11月3日至2月17日，陆续将在线风口长度由单一的长度为500mm风口更换为580mm（10个）、530mm（18个）风口，进风面积已达到0.3715m2，在线风口全部为直径130mm风口。根据近期炉况表现来看，目前的送风制度基本为炉况所接受，风量有小幅回缩，边缘气流有加重趋势。

自进入一月份之后，长风口陆续上线，炉墙温度整体呈下降趋势，图3是1月1日至2月21日炉墙温度的变化趋势。

炉身各段温度整体呈下降趋势，当炉墙温度下降至一定程度后会呈反弹迹象，分析其原因有两种，一为当炉墙温度下降较多时，反映边缘受阻，出现管道行程后局部炉墙温度大幅上升；二为炉内料尺工作状况变差，炉况已呈不稳定趋势，炉内相应作出调整，疏导边缘导致炉墙温度整体上升。综上分析，炉墙温度的整体下降说明边缘气流受抑制，虽有利于改善指标，但当边缘受阻后，不易于争取风量，长期小风量应警惕出现炉缸不活现象。

（3）适当控制冶炼强度，利用系数≯2.18t/m3d，炉温控制范围0.45-0.70%，富氧率≯3%，煤比≯155kg/t。

（4）5段风口带冷却壁水管破损相连2根以上区域加装炉皮喷水（一周内完成），强化冷却强度。3月份计划检修，在铁口区域加装3个回水槽。

（5）冷却壁穿管修复。利用3月份计划检修，采取冷却壁穿管技术修复冷却壁水管，恢复冷却功能。

7 结论

酒钢7号高炉自2011年3月开炉以来，高炉炉体冷却壁随着冶炼进程的进行，出现较为严重的损坏现象，尤其是高炉5段区域。通过冷却壁破损情况以及其原因的进一步分析，得出以下改善技术措施：①炉内装料制度调整；②下部送风制度调整；③控制冶炼强度；④加装炉皮喷水；⑤冷却壁穿管修复。

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