张卫华  傅友根  张红军  陈那港

（芜湖新兴铸管有限责任公司）   

摘  要  1号高炉由于遭遇高炉本体上涨、炉底煤气泄露、炉底水温差偏高、高温区炉墙侵蚀严重、冷却壁水管拉裂破损多等问题，严重影响了高炉各项生产经济技术指标以及安全稳定生产。通过中修技术改造，达到了高炉生产稳定、核心指标大幅提升、炉底煤气泄露得到有效控制、炉底水温差显著降低的效果。

关键词  中修  煤气泄露  高炉

芜湖新兴铸管一号高炉炉容1280m³，设计利用系数2.7t/（m³·d），设22个风口，2个铁口，采用BT型串罐无料钟炉顶结构，炉底采用水冷综合结构，炉底4层碳砖加2层陶瓷杯，炉底封板下部设34根水冷管。自2012年6月点火投产至2018年11月停炉中修，历时6.5年，共计生产铁水833.16万吨，单位炉容产铁量6509吨/m³。

1  中修改造前高炉背景

自2017年7月开始，经现场观察，确认高炉炉体钢壳发生不均匀上涨，8月逐步发现炉底封板处开裂且多处出现煤气窜漏现象。2017年10月开始，高炉指标逐月下滑，随着高炉炉底跑煤气情况逐步加剧，风口带炉体上涨更加明显，风口中套变形、小套上翘严重并在大套和中套之间产生缝隙致使跑煤气。随着时间推移，高炉本体冷却水管频繁拉裂，高温区冷却壁逐步破损。炉况稳定性变差，塌料、窜气流现象时有发生，对干除尘箱体布袋工作寿命造成极大伤害。

1.1  高炉主要经济指标变化情况

高炉中修前利用系数逐步下降，随后维持在较低水平2.65左右（图1），平均燃料消耗高达545kg/t（图2）。

1.2  炉底水温差变化趋势

 炉底水冷管中心部位的水温差自9月份开始大幅度上涨，中修前温差最高达到3.0 ℃（图3），热流强度达到9000 kcal/m2·h。针对高炉实际情况，制定了专项应急预案，并定期进行应急演练，以提高应急处置能力。

1.3  炉底煤气泄露情况

 生产过程中，炉底封板位置多处煤气泄露，严重部位点火后，火焰外窜约1米长，未能点着火的部位，煤气浓度值爆表。经过多次炉皮内部压浆和外部封板部位密封处理后，除炉底板下部局部围壳有涨鼓和焊接接缝部位不规则泄漏现象外，炉底封板部位煤气泄漏现象得到缓解，但维持时间不长，同时出现了炉基水泥基墩施工缝隙有煤气窜漏和封板下碳素捣打料结合剂渗出现象，煤气窜漏引起的安全和次生问题给高炉正常运行带来了严重的隐患。

2  中修技术改造

2.1  空料线回收煤气打水停炉装置创新改造

高炉中修，停炉是一项不可避免的工作。采用空料线打水停炉，打水装置设计安装是停炉过程中十分重要的环节。本次停炉，煤气全程回收，炉顶设8个打水头，在安装炉顶打水装置过程中，为了保证打水枪在打水过程中雾化效果好、打水枪不被灰尘堵塞以及烧坏，对打水装置进行了创新性改造：一是在传统的打水装置上增设一路N2管道；二是在传统的打水枪上间隔打眼，本次打水枪枪体不设打眼孔，在枪头安装4分雾化头，调试试用过程中，雾化面积广，喷雾效果佳。打水过程中，不使用的枪体，切换介质通N2，一方面能降低炉顶温度，另一面能稀释煤气浓度，减少安全隐患。

2.2  高炉炉底及炉体基墩煤气治理

中修之前，曾多次利用检修机会对炉底煤气泄露进行压浆和封堵处理，但从高炉生产实际来看，治理效果并不是很明显，表现在炉底区域四周煤气浓度仍然超标，炉底温差没有得到有效控制。随后采用北京同创的内堵外封专利技术，治理后取得了较好的效果，其主要施工内容为：在高炉的炉底、炉基部位采用高压压浆，使用改性抗水化、高导热压浆料进行压浆施工。通过对前期压浆部位进行优化，在尽量减少炉壳开孔数量的原则下，向炉内压入改性抗水化、高导热压浆料，以封堵高炉内部炉底封板部位的缺陷，阻断炉内煤气通过炉底封板向下面炉基和水泥基墩窜漏煤气的主要通道，防止大量煤气通过缺陷炉底封板向炉基和水泥基墩窜漏；同时通过改性压浆料将炉底水冷管下至耐热基墩之间已粉化的耐火浇注层进行固化。通过对炉基外部、炉基外围封板与水泥基墩结合部位制作特殊的密封结构，从炉体外侧完全封堵剩余的炉基外泄带压煤气。水泥基墩渗漏的治理需制作围壳对水泥基墩部位进行整体密封，并在围壳内制作三道密封带结构，同时对水泥基墩底部和上部围板结合处制作迷宫式密封结构，利用高分子密封胶进行密封施工，确保将水泥基墩窜漏煤气封堵在钢板结构密封内，不再向外窜漏。

2.3  高炉本体规整炉型恢复

 根据高温区冷却壁的破损以及侵蚀情况，更换8至9两带冷板，同时将拉裂严重部位的进出水连接管由硬管改成软管连接，防止生产过程中再次出现拉裂管根现象；为了控制风口中套与大套之间煤气泄露，从风口大套下沿200 mm开始往上将风口带整体浇筑，然后将炉内从风口带到炉喉钢砖下沿整体喷涂；炉顶更换4个上升管的波纹管，起到应力释放、减缓高炉本体变形的作用。

2.4  炉体上涨治理采取的措施

针对高炉本体上涨的现象，邀请同行以及设计院专家进行综合分析，并从以下三个方面制定对策：首先采取内堵外封技术进行煤气泄露治理；其次严格控制入炉原料碱金属Zn、Pb、K、Na等有害元素的含量，优化高炉操作参数，大力发展中心气流，保持主导气流稳定，改善渣铁流动性，提高排碱能力；最后在实际生产过程中结合炉底温度的变化以及煤气泄露的情况，利用检修机会安排压浆处理及时补漏。

3  中修后高炉状况对比分析

3.1  中修后高炉主要经济指标变化

高炉中修投产以后，生产稳定，炉况顺行度转好，中心气流稳定开放，核心指标大幅提升，产量逐步增加，消耗逐步降低。

3.2  炉底34根水冷管温差变化趋势

经过中修炉底煤气治理以及将炉底水冷管中间10根进出水阀门直径由65 mm改成80 mm后，从水温差走势图（图4）可以看出，2018年12月开炉后随着死铁层融化，冶炼强度提高，温差呈上升趋势，2019年1月以后进入稳定期并呈现略有下降的趋势，中心部位温差基本稳定在1.0~1.2 ℃之间。

4  结语

为了延长高炉寿命，控制安全隐患，提高经济指标，保证高炉安全生产，芜湖新兴铸管1号高炉自2018年11月11日停炉，经历27天的高炉中修，于2018年12月8日18时17分点火开炉，10日恢复全风操作，13日顺利达产到3800吨。从开炉到现在的运行情况来看，炉况稳定性好，产量最高达到4250 t/d，燃料比510 kg/t；风口中套变形，小套上翘现象消除；炉底水温差趋势稳定；炉底四周1米范围内煤气浓度可控。综上所述，芜湖新兴铸管此次中修是非常成功的。

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