摘  要：针对舞钢1260m3高炉炉缸长寿维护的措施及效果进行了分析总结。对高炉内部耐材受损以及低炉温操作导致炉缸侵蚀加快，炉缸局部温度持续升高的问题，采取灌浆、建立炉缸侵蚀模型、加强冷却制度管理、加强铁口维护，调整送风制度等措施进行维护处理，使炉缸温度逐步得到控制并逐步降至正常值以内，高炉安全生产得到了保障，炉缸维护效果显著。

关键词：炉缸  长寿  侵蚀 维护

2014年3月6日，舞钢1260m3高炉开炉。舞钢高炉炉缸采用复合炉底结构，即热压炭砖加陶瓷杯组合结构，高炉开炉前两年陶瓷杯一直存在，随着冶炼的进行，陶瓷杯逐步被完全侵蚀，高炉在投产两年后，即2016年7月份开始，高炉炉缸局部温度快速升高，个别温度点已经达到了行业的警戒值。本文针对舞钢高炉炉缸长寿维护采取的措施及效果进行总结分析。

一  高炉生产前后对高炉长寿状况的影响

1、投产前状况对长寿的影响

舞钢1260m3高炉是舞钢公司唯一一座高炉，担负着为公司提供铁水（日产铁水3500吨）和高炉煤气（日产煤气500万立方米）的任务，高炉的重要性不言而喻。由于高炉开炉前搁置了三年（未进行烘烤），内部耐材部分受损（其内部结晶水受温度影响热胀冷缩）。

2、投产后状况对长寿的影响

舞钢1260m3高炉开炉后短短4个月，各项经济指标迅速改善提升，6月份产铁达到9.9万吨，利用系数达到2.7，超出设计水平，随后在2015年1月9日因高炉炉顶打水，导致高炉大凉一次，采取附加净焦，配加萤石等措施进行恢复炉况，后期炉况一直不稳定，尤其在3月1日计划休风后，炉况一直难行，在生产过程中，低硅低物理热时间较长，导致炉缸长期处于欠热状态，加之铁口维护不到位，渣铁排放困难。同年5月1日因高炉出管道气流导致高炉大凉一次，而两次炉凉加上中间较长时间的低硅低物理热操作，不但使炉缸死料柱的状态、大小和透液性发生变化，加速了渣铁对炉缸侧壁的冲刷，并且造成死料柱下沉，死料柱下沉到炉底，铁水难已穿过，铁水环流加剧，炉缸侧壁侵蚀加剧。

二  炉缸长寿的维护

1、建立合理的灌浆制度

冷却壁与炉壳之间因出现空隙而串煤气，造成炉壳过热甚至安全问题；炭砖与冷却壁之间形成气隙热阻，造成炉内热量传不出来，炭砖温度升高，给炉缸安全造成威胁。利用休风机会对存在气隙的部位进行压浆处理是目前普遍采用的方法。但是也应看到，目前的灌浆操作仍缺乏科学的指导，一旦操作不当将成为炉缸烧穿事故的诱因，与高炉其他部位灌浆不同，炉缸内存在炙热的渣铁水，过大的灌浆压力不但会造成冷却壁损坏、炉缸整体砌砖结构变形，形成铁水渗入通道，甚至在侵蚀严重部位直接破坏砖衬；而灌浆压力过小，很多区域泥浆填充不到，达不到预期效果，所以建立合理的灌浆制度至关重要。

结合舞钢1260m3高炉炉缸结构特点，制定了详尽的炉缸灌浆制度，见表1。

通过灌浆机制的建立，2016年舞钢1260m3高炉共计炉缸灌浆3次，有效的消除了炉缸煤气逸散的现象；尤其是9月9日的炉缸灌浆后，炉缸高温区温度明显下行，效果十分明显。

2、炉缸侵蚀模型的建立及应用

（1）炉缸侵蚀模型计算的建立依据如下：

a、炉缸处于相对稳定的一维传热状态，根据热传导的相关原理进行计算；

b、对于炉缸侧壁而言，其热量被冷却水带走，公认的炉缸碳砖的侵蚀线为1150℃等温线，铁水在1150℃时才能形成粘稠的保护层，进而阻止或减慢炉缸碳砖的进一步侵蚀；

C、侵蚀模型的计算主要依据：热电偶浅点插入深度（130mm）、热电偶深点插入深度（280mm）、碳砖导热系数选定（9w/m•k）、热面温度选择（1150℃），最终根据两点温差及导热系数计算出1150℃等温线（侵蚀线）的位置；

d、将这些数据通过曲线绘出趋势图，从而实现对炉缸侵蚀状态的动态管理。

（2）炉缸侵蚀模型的应用

a、应用一

2016年7月底舞钢1260m3高炉标高8.7m第六点炉缸温度持续升高，8月29日最高点温度上升至580℃，严重威胁着炉缸工作的安全。根据炉缸侵蚀模型的情况，对相关高温区进行测算，计算出炭砖厚度800mm（为原始厚度），未侵蚀到炭砖，说明炉缸处于安全状态。测算结果见表2：

从上表中可以看出，炭砖热面温度1106℃〈1150℃，所以炭砖未得到侵蚀，之所以炉缸温度急剧上升，原因是炉缸内部陶瓷杯脱落，在没有形成保护层（导热系数低）期间，全由导热系数较高的炭砖进行，最后炉缸侧壁温度上升较快。

根据测算未侵蚀到炉缸炭砖，所以的工作状态安全可靠。

b、应用二

2016年9月25日起，舞钢1260m3高炉标高8.7m第六点炉缸温度最高点上升至713℃，同样采用侵蚀模型进行测算，测算结果见表3。

根据测算，得出炭砖厚度已被侵蚀近100mm，为后续采取相关措施提供了理论依据，

C、应用三(炉缸侵蚀模型的实时监测)

根据炉缸侵蚀模型的计算，针对炉缸西南侧高温区，绘制出炉缸侵蚀局部示意图。

从上图中可以看出舞钢1260m3高炉西南侧标高8.7m处，位于二段冷却壁中段，有明显的侵蚀，红线代表保护层，尤其是第八层炭砖出现了局部侵蚀，为炉缸最薄弱环节，需进一步加强监护，如再有大幅度温度攀升，需果断采取措施。

3、冷却制度管理

    本高炉软水密闭循环冷却水总量为4100m³/h，针对本高炉的冷却制度，在管理方面执行以下措施：

（1）控制好进水温度：

    进水温度控制在36℃，水量控制在4100m³/h，每天密切注意炉身冷却壁、热负荷曲线的变化和渣皮脱落的情况，根据水温差的实时情况，控制进水温度使之维持在36℃，水温差控制在3℃-3.5℃，以提高炉缸冷却能力，在炭砖热面形成渣皮凝结层，保护陶瓷杯侵蚀后的碳砖。

（2）监控好补水情况：

    随时观察膨胀管液位，以便于监测补水曲线变化。如有异常立即检查软水系统，找明原因，并且采取措施，防止事故发生，影响高炉寿命。

（3）加强与动力泵站联系：

要求泵站定期清洗换热器，保证软水质量，防止质量不过关，使冷却壁结垢，影响冷却强度，造成高炉寿命直接的缩短，同时要求泵站稳定水量、水压以及水温，以防止大幅波动造成渣皮脱落和烧坏冷却壁等情况。

（4）将二段第3、4块冷却壁冷却水改为工业水冷却，增大冷却强度，更快的形成稳定保护层，降低炉缸炭砖侵蚀速度。

4、出渣出铁管理

（1）出铁管理：加强炉前管理，出净渣铁，炉前作业的好坏与炉况及炉缸侧壁是相互影响的，对高炉生产强化和长寿非常重要，针对本高炉炉前设备的实际情况，主要采取的措施有：

    a、维护好铁口：加强对铁口泥套、开口机和泥炮的检查维护，使之处于正常工作状态；维持稳定且均匀的铁口深度，实践表明铁口深度在2.8m~2.9m的水平最有利，减少两个铁口出铁偏差，保证出铁均匀，从而保证炉缸圆周方向的均匀性。

    b、选取合适的炮泥及套泥，考虑炮泥的透气性，避免潮铁口出铁，也要考虑是否有利于泥包形成以及稳定，防止因泥包导致铁口过深、过浅、跑泥甚至减风堵口等情况发生，避免因泥包因素而影响铁口区域的炉缸侧壁。

（2）抓好INBA系统冲渣管理：

加强对水冲渣的管理，每次铁前对粒化塔进行检查，及时清理粒化塔积渣和粒化头，对转鼓、1#2#皮带、渣仓等多巡检，多维护，对转鼓筛网出现损坏利用铁间隔及时组织更换，保证正常的出渣，避免了因冲渣导致的带铁堵口或者减风堵口，保证了高炉的正常渣铁排放，防止高炉长期憋铁憋渣，对高炉长寿提供有力的保障。

5、送风制度调整

利用高炉计划休风期间，针对标高8.7m第六点（西南侧炉缸侧壁）炉缸温度高现象，堵西南方向13#风口，西南方向12#、14#号风口由470mm加长至500mm，直径由120mm改为110mm，风口面积由0.2344m2缩小为2339m2，以以达到增加风口回旋区长度，使风口回旋区向炉缸中心推进，活跃炉缸中心，降低环流对炭砖的侵蚀。

6、炉缸维护成效

舞钢1260m³高炉自2016年8月至2017年4月经过9个月的时间，采取以上措施对炉缸进行长寿维护，2016年10月20日以后炉缸温度逐步得到控制，2017年3月之后炉缸温度逐步降低至250℃以下，（如图2）在炉缸温度得到控制后自2016年12月之后高炉开始强化冶炼，2017年开始平均煤比达到170kg/t以上，期间炉况未发生变化，高炉安全生产得到了保障，炉缸维护效果显著。

三  结语

1、高炉长寿从长远观点看应当是钢铁工业走向可持续发展的一项重要措施，可以有效提高高炉的生产率，大幅度降低高炉大修的投资减少损失，实现高炉稳定顺行，高效低耗。

2、舞钢1260m³高炉炉缸温度升高主要原因一是高炉开炉前搁置了三年（未进行烘烤），内部耐材部分受损，二是两次炉凉加上中间较长时间的低炉温操作，两种原因导致炉缸侵蚀加快。

3、针对舞钢1260m³高炉出现的问题，及早的采取了一系列的措施进行长寿维护，避免了温度持续升高导致高炉炉缸状况恶化，使高炉寿命缩短，为高炉的顺行创造有利条件。

4、建立起舞钢1260m3高炉炉缸灌浆管理制度，严格控制相关参建立炉缸侵蚀模型，根据测温热电偶插入炭砖深度、温度梯度变化、炭砖导热系数等参数计算出炭砖热表面温度，找出1150℃等温线，即为炉缸的侵蚀线，做到实时监测；建立侵蚀模型，实现炉缸炭砖剩余厚度的动态监测；利用炉缸一维热传导，进行模拟温度梯度计算，推导出炉缸侵蚀状态；采用提高冷却强度方式减缓炭砖侵蚀速度，实现高炉长寿。

四  参考文献

[1]程勇，徐益军，孙永清.湘钢4号高炉炉缸侧壁温度异常升高后的护炉实践[J].炼铁，2016,35（6）：44-46.

[2]居勤章，储文，许赟秋.宝钢2号高炉长寿维护生产实践[J].炼铁，2016,36（1）：1-4.

[3]张寿荣，于仲洁主编.武钢高炉长寿技术[M].北京.冶金工业出版社，2010.