旬建民，梁红星

（河钢集团邯钢公司）

摘  要  叙述了邯宝一号3200m³在长寿设计的基础上，通过提高原燃料质量保持高炉长期稳定顺行，合理进行上下调剂，优化冷却制度，活跃炉缸并采取有效的炉体维护措施等方式，保持了高炉的高效长寿运行。

关键词  高炉  长寿  灌浆

1  引言 

邯钢邯宝一号3200m3高炉(下称一高炉)于2008年4月18日投产，至2015年12月，累计产铁2201.3万t，,单位炉容铁产量为6879t/m3。2009年2月-2010年4月，由于原燃料质量变差，致使高炉顺行恶化，悬料、慢风、休风次数较多，炉墙渣皮频繁脱落,最终致使冷却壁B43损坏；自2013年3月22日开始，炉缸侧壁标高8.5m（铁口中心线下1.5m）处第8点(128B)和第12点(1232B)热电偶温度开始逐步攀升，保证高炉安全、长寿生产成了一高炉面临的首要问题。

2  一高炉的长寿设计

高炉采用砖壁合一冷却壁结构，没有凸台，炉底至炉喉钢砖下沿共设置14段冷却壁，其中炉底炉缸区共四段，1-3段为光面低铬铸铁冷却壁；4段位光面球墨铸铁冷却壁；炉腹炉腰及炉身下部5段-8段位铜冷却壁；炉身其他六段均为球墨铸铁冷却壁；第9段-10段为带背部蛇形管镶砖冷却壁；第11段-13段为单层水冷管冷却壁；第14段为倒扣镶砖冷却壁。采用陶瓷杯碳砖水冷炉底炉缸结构。全软水联合闭路循环冷却系统，设有完善的温度、流量、压力、水位检测元件，确保正常运行，高炉设计寿命15年。

3  一高炉采取的长寿措施

3.1  保持高炉长期稳定顺行是高炉长寿的基础

针对一高炉出现的炉缸侧壁温度升高，炉体冷却壁损坏情况，一高炉采取了以下几项措施，确保高炉长寿高效运行。

高炉顺行是高炉生产高效、低耗、优质、长寿的基础，没有高炉顺行，这些目标都将无法实现。高炉一代炉役中，只有高炉顺行才能为高炉长寿奠定坚实的基础高炉长期稳定顺行，不但可以实现低耗高效，而且煤气流分布合理，边缘气流得到抑制，有利于高炉长寿。一高炉通过采取提高焦炭质量、减少入炉粉末、稳定合理炉料结构、控制合理煤气流分布、严格出铁管理、提高炉内操作水平等措施，实现了高炉长期稳定顺行。表1为一高炉2015年的部份指标情况。

3.2  精料是高炉长寿的前提

精料是高炉操作的基础，是高炉顺行的前提条件，也是高炉长寿的前提，尤其是现代大型高炉想要达到长寿的目的，必须对入炉原燃料进行严格要求。

（1）强化槽下筛分，减少入炉粉末数量。入炉粉末量大，首先会恶化高炉炉料透气性，使压差升高，风氧损失，炉内气流分布恶化，影响顺行，甚至产生管道等恶性事故；其次，粉末过多，会引起炉墙粘结，如果为此而在操作上发展边缘气流或者采取洗炉措施,极易造成冷却壁的损坏。为此，一高炉制定了细分标准，要求上料与槽下协作，严格执行，并要求工长监督，执行不好，连带考核，效果明显。

（2）提高自产焦炭质量，稳定焦炭结构。焦炭不仅是高炉还原剂、热量、渗碳的主要来源，更为重要的是它所起的骨架作用无可替代。焦炭入炉粒度小，冷热强度差等，会影响炉料透气性，影响炉况顺行，更关键会使炉缸死焦堆的透气/透液性恶化，引起高炉下部压差升高。炉缸工作不活跃，炉底与炉缸交界处环流强度上升，形成象脚状侵蚀，影响炉缸寿命。一高炉使用的焦炭结构为:自产干焦+外购焦，偶尔也会配吃部分自产湿焦，外购焦炭质量差（主要表现为水分大且不稳定,粒度小），自产干焦产量不稳定，配比变化频繁，为此，炼铁厂组建了专门的原料组，延伸管理到焦化、贮运中心，及时了解焦炭库存及焦化生产状况，使高炉做到了焦炭配比早调微调，实现了焦炭结构的稳定。同时自产干焦的质量也有了一定提高，焦炭平均入炉粒度由原来的50mm提高到55mm，CSR由66.8提高到68.3，CRI由23.7降到22.3。

3.3  上下部调剂是实现高炉长寿的主要手段

上部对高炉操作的影响极其重大，上部调剂主要就是通过控制炉喉径向矿焦比的合理分布，而获得合理的煤气流分布，通过上部调剂可以有效的延长高炉寿命。边缘气流过分发展，势必加剧炉衬侵蚀，造成冷却壁损坏，通过上部调剂，有效控制边缘气流，降低炉墙热负荷，保护炉衬和冷却壁。同时上部调剂合理，可以预防边缘过重而引起的炉墙结厚和渣皮脱落等。针对中心气流容易受抑制的情况，一高炉逐步的提高布料角度，最大角由原来的41.5°提高到43°；布料矩阵由原来的C333223O4433变为C222223O4433，实现了强化中心、适当抑制边缘与兼顾中间环带的煤气流分布，提高了抗干扰能力，促进了煤气流的均衡稳定。

合理的送风制度是实现高炉煤气流合理分布的基础和核心，它不仅决定了炉缸煤气流的初始分布，同时也影响着软熔带和块状带煤气流的二次三次分布。在下部调剂中，确定了缩小进风面积、加长风口长度的调整措施，以提高死焦堆透液性、减弱铁水流侵蚀。一高炉利用几次休风将风口面积逐渐由0.4332m3缩小至0.4130m2，使用了16个长风口，长风口占到了1/2。使实际风速维持在240m/s，鼓风动能在12000kg·m/s，保证足够的回旋区深度，减弱炉缸环流的强度。

3.4  保持炉缸活跃是高炉长寿的重要一环

保持炉缸工作活跃是高炉长寿的重要环节，合理的炉缸工作状态表现为炉缸死焦柱的温度场分布均匀，风口回旋区工作正常。一高炉通过对风口的调整使风口回旋区深度形状趋于合理；通过调整富氧量、加湿量、风温、喷煤比使理论燃烧温度稳定2200±50℃的范围内，同时在低硅冶炼的基础上，保证渣铁温度充足稳定，使炉缸具有较高的温度，保持合理的透气性、透液性，保证高炉炉缸活跃。

3.5优化冷却制度

随着高炉强化治炼和炉役期延长，炉体热负荷会高出正常设计的水平，对冷却制度进行优化改进，成为了高炉长寿的重要一环。冷却水水量和水温是表征冷却系统能力的主要参数，冷却水量是传热过程的容量因素，只有足够的冷却水量才能保证高炉的冷却系统具有足够的冷却能力，可以及时将高炉内传出的热量充分吸收；冷却水温则是传热过程的强度因素，相对较低的冷却水温度有助于提高冷却系统的传热能力，将冷却壁热面温度降到合理水平，实现冷却系统的安全稳定运行。

从2013年7月始，逐渐将软水进水流量由原来的4760 m³/h提高至5130m³/h，软水进水温度控制在38-40℃的范围内，提高了冷却强度，有效保证了热量的导出。同时减少炉底冷却水量，由初步设计的728m³/h降低至690 m³/h左右，一定程度上增加了死铁层深度，减少炉缸中心死焦堆体积，改善炉缸中心透液性，减少了炉缸与炉底交界处的环流强度。

3.6  强化有害元素排出

碱金属钾、钠会造成炉缸堆积、高炉结瘤、恶化透气性和损坏炉衬，严重的会造成炉况失常，对高炉生产和长寿危害巨大，而锌对高炉内衬的侵蚀破坏作用同样不可忽视，锌蒸汽的循环富集会造成高炉砖衬脆裂、破损，并导致炉缸炉底碳砖脆化，形成炉缸侧壁碳砖环裂，缩短高炉寿命，对高炉长寿影响严重。

受经济料及低成本思路的影响，绕结矿混匀料中配加了钢渣和除尘灰，使得高炉入炉有害元素呈现升高趋势。减少配比不符合当前公司铁前降耗要求，故而高炉只能在日常操作中，切实实行低硅治炼，要求硅素控制在0.3%-0.4%，在保证足够的物理热基础上，适当下调炉渣二元碱度（由1.25-1.30下调到1.22-1.27），同时提高渣中MgO等，以提高炉渣排碱的能力，减少有害元素在炉内的富集。

3.7  实施炉体压浆造衬维护

高炉压浆造村技术是利用在炉壳上预留的灌浆孔或在炉壳上新钻出的灌浆孔，在高炉休风的条件下，利用专用的压浆泵，在一定压力的作用下，通过管道把专用的制火材料泥浆由高炉外部压送到预定的维修部位，以达到充填间隙和修补造衬的目的。压浆修补不仅可以用于高炉炉衬侵蚀破损部位的修补，还可以用于冷却器与炉壳之间的填充，风口区、铁口区的填充，特别是对于处理炉壳或高温管道过热发红压浆填充具有明显效果。

对风口以下炉缸部位整体使用无水碳质泥浆灌浆，从2013年开始两座高炉利用定休机会，组织炉基和炉缸灌浆。在风口大套下沿开孔各32个，每个铁口周围各开孔4个，炉基灌浆是在炉底水冷管中心线下180-200 mm处钻孔，各开孔6个。压浆前炉基和风口平台煤气含量严重超标，炉基有明显火苗，压浆造衬修补后，两座高炉炉基煤气火苗基本消失，四个铁口框的煤气火减弱，实测煤气浓度明显降低。

4  结语

（1）高炉的长寿设计是决定高炉长寿的先天因素，是高炉长寿的基础。

（2）后期操作维护对高炉长寿亦很重要，保证精料基础稳定，保持高炉长期稳定顺行，合理进行上下部调整，优化冷却制度，活跃炉缸并采取有效的炉体维护措施都是高炉安全长寿的关键环节。

（3）高炉长寿设计与后期长寿操作对高炉长寿缺一不可。邯宝一高炉在长寿设计的基础上，长期精心操作细心维护，使得其成为邯钢最早建设且到目前为止炉体损坏最少的一座高炉。