陈生利 框洪峰 蔡林

（宝武集团广东韶关钢铁有限公司）

摘  要  韶钢7号高炉子啊炉役后期逐渐出现炉体上涨，炉身区域冷却壁大量烧坏，炉缸侧壁温度频繁超标，风口变形等现象。通过采取优化工艺操作，冷却壁穿管修复，加强炉缸碳砖残厚管理，提高炉体冷却强度等一系列护炉措施，在稳定炉况的同时，高炉日产量也能达到6200t/d。7号高炉护炉效果明显，追求精料入炉的操作理念，维持好合理稳定的煤气流分布，达到合理的操作炉型，是高炉护炉的最有效手段。

关键词  高炉 炉役后期 护炉 炉缸 冷却壁

韶钢7号高炉（2500m3）于2005年8月18日投产，高炉有效高度31.7m，炉缸直径11.08m，高径比2.861，属于典型的瘦高型高炉，2015年以来，高炉进入炉役后期，高炉逐渐出现炉体上涨，炉身区域冷却壁大量烧坏，炉缸侧壁温度频繁超标，出现风口变形等现象，高炉的稳定性逐渐变差。自2016年起，采取一系列护炉措施，在稳定炉况的同时，高炉日产量也能达到6200t/d，实现了高炉炉役后期效益最大化。

1  炉役后期存在的问题

（1）炉体上涨。由于近些年韶钢高炉生产成本压力大，入炉原材料质量有所降低，入炉原料中的有害元素Pb、Zn及碱金属未得到有效的控制。大量碱金属（主要有K、Na）在炉缸高温铁水作用下，与炉缸区域砖衬发生系列化学反应产生相变。由于Pd的谜底较大，熔点较低，大量Pd沉淀在炉底砖缝内，引起炉缸、炉底砖衬异常膨胀。

高炉耐材在大量有害元素的影响下，炉体出现了上涨。特别2008-2010年，受金融危机的影响，原燃料质量大幅度降低，大量有害元素在高炉内循环副集，炉体上涨的趋势特别明显，截止2018年，炉体上涨高达110mm（如图1所示）。从现场测量数据来看，高炉周围方向长高趋势相差10mm，高炉本体出现轻微倾斜状态，炉壳多处开裂，其中，1号铁口上方炉皮纵向开裂程度长达1.5m。

（2）冷却壁系统损坏。2016年高炉炉身下部铜冷却璧与铸铁冷却壁之间，有三层铜冷却板出现大面积烧坏。高炉本体圆周方向，单层铜冷却板冷、热面分别有48块。到目前为止，热面冷却板烧坏漏税的达125块，占比86%，冷面烧坏漏水的达76块，占比49%。随着高炉炉体长高，炉身区域冷却壁管头拉裂现象较多，炉身中上部冷却壁烧杯漏水达22块，部分冷却壁呈现向炉内倾斜的现象。大量冷却设备烧坏，导致炉墙保护性渣皮生成不稳定，炉体热负荷波动大，给炉温控制带来不利影响。

（3）炉缸侧壁温度偏高。自2010年高炉炉缸侧壁温度第一次超过400℃以来，侧壁温度升高趋势较明显，温度超500℃频次较多。从理论计算可以得到，2013年初，炉缸区域陶瓷杯基本脱落，铁水全部与炉缸区域碳砖接触，碳砖逐步开始侵蚀。炉缸陶瓷杯脱落时，碳砖温度均会出现大面积短期大幅度升高现象，同时炉缸水温差与热负荷也相应升高。2016年初1号铁口区域碳砖温度最高达761℃，且此温度在1天时间内从500℃直线升高，高炉被迫采取临时休风堵风口操作。

（4）风口变形。受高炉入炉原燃料中的有害元素的影响，高炉内衬耐材发生膨胀，在热应力的作用下，风口中小套易上翘变形。风口小套与吹管，吹管与中节之间密封效果变差，经常出现漏风现象，特别是高炉休风期间，装吹管与风口难度加大。

在休风更换风口小套期间，从风口小套流出大量银白色金属液体，经化验，此液体中含大量Pd、Zn化合物（见图二）

2  护炉措施[1-2]

2.1 优化工艺操作

（1）改善原燃料质量。根据7号高炉的生产现状，公司再次强调以高炉为中心的经营思路，提出走精料路线的方针。从2016年开始，烧结矿转鼓指数从75%逐步提高至77%，自然焦炭反应后强度（CSR）由65%提升至68%以上，反应性指数（CRI）由26%降低至23%。在配料方面，提高了球团矿的使用量，高炉入炉熟料比增加至85%以上。在原燃料管理方面，优化了筛分工艺，将生矿晒全部更换为树脂晒，大幅度降低了入炉粉末含量，改善了高炉炉内料柱透气性[3]。同时，生矿筛分系统全部使用树脂晒，筛网上黏结粉末的现象也大为减少，进一步降低了人工清理筛网的劳动程度。

从源头改善原燃料质量，严格控制入炉料中Pb、Zn的含量。与公司采购部门协调，要求在原燃料采购方面，做到少采购高锌原料，确保入炉锌负荷控制在0.35kg/t以内，铅负荷控制在0.2kg/t以内。适当提高烧结矿中MgO含量，控制好烧结矿的镁铝比在0.5左右，进一步降低炉渣的黏度，改善炉渣流动性，从而提高炉渣的排碱能力，减少碱金属在高炉内的循环富集而造成的危害。

（2）炉内气流调节上。受高炉炉型结构的影响，一直采取中心加焦的布料模式，中心加焦量控制在25%~30%，逐步增加入炉风量至5000m3/min，确保中心气流稳定、充足，高炉实际风速达到260m/s以上。在布料制度上，采用5档位布料，外环4个档位矿、焦同角，最大角度为37°，角差2°，最内环为中心焦，角度13.5°（见表一）。在保证较强且稳定的中心气流条件下，逐步提高炉顶压力，由200kPa逐步提高至230KPa。顶压提高后，可有效增强排锌、排碱能力，进一步减少了碱金属在高炉内的循环富集危害。

（3）出查铁管理。7号高炉设计3个铁口，按设计要求，炉外出渣铁采取两用一备模式。由于受场地面积的限制，三个铁口分别布置在南、北两个出铁场，1号铁口与2号、3号铁口之间夹角均为150°,2号、3号铁口之间夹角为60°。铁口分布的不均匀，导致炉缸状态经常不活跃，特别是2号、3号铁口出渣铁阶段，单炉次铁水温度波动高达20℃。鉴于此，从2016年开始，除铁沟检修期间外，实施3个铁口轮流出铁模式，控制铁口深度在3100~3400mm,炉缸活跃性得到了明显地改善，高炉更加稳定、顺行。

2.2 冷却壁穿管修复

对烧坏的铜冷却板，采取对整个箱体进行灌浆、封堵措施，同时，对封堵冷却板区域的热电偶进行全面检查，确保温度检测正常。对烧坏漏水的冷却壁，采取穿管修复技术，既能维持一定的壁体区域冷却，又能杜绝向炉内漏水。穿管修复技术如图3所示，

其步骤为：先将漏水的冷却壁进出水管断开，用其他管道和阀门连接到到下层出水管与上层进水管，再选择直径、长度吻合的金属软管穿入漏水冷却壁内，穿管完成后，在两管之间压入导热性能良好的压浆料，然后向金属软管内通蒸汽使压浆料快速凝固，最后焊接好压浆孔道，恢复冷却壁通水。

2.3 加强炉缸炭砖残厚管理

针对炉缸炭砖受有害金属危害出现的膨胀现象，采取对炉缸区域进行压浆的处理措施，基本控制住炉缸区域气隙的扩大，铁口冒煤气现象得到缓解，提高了炉缸炭砖之间的有效传热效率，起到了护炉的效果。

同时，建立炉缸炭砖残厚专项管理机制，每半月对炉缸工作状态进行分析总结，主要包括炉缸区域炭砖温度、炭砖残厚、炉缸区域冷却系统水温差等参数的监控分析。通过残厚推算，制定了炭砖残余厚度分别在700mm、600mm、500mm三个点的对应温度值（见表2),分别按提醒、注意、危险三个等级采取相应的措施。

2.4 提高炉体冷却强度

7号高炉炉体冷却使用的是开路工业循环冷系统，经过13年多的生产后，设备开始老化，高炉却系统的水压、水量均出现不同程度的降低。2016年以来，为了增强冷却效果，通过增加一台中压泵的方式，增加高炉本体冷却水量近500m3/h,此水量主要是用于炉缸高温区冷却。

3 护炉成效

通过一系列的护炉措施，高炉本体上涨趋势明显减弱，冷却系统烧坏漏水冷却壁近两年只出现了3块，炉缸炭砖温度超过600℃的情况只出现了2次，高炉炉况顺行也得到了保证，在护炉阶段平均日产量也能达到6200t/d,实现了高炉炉役后期效益最大化。

4 结语

(1)追求精料入炉的操作理念，维持好合理稳定的煤气流分布，达到合理的操作炉型，是高炉护炉的最有效手段。

(2)对漏水冷却壁实施穿管修复技术，尽可能维持冷却壁原有的冷却强度，减缓高炉冷却壁的烧损速度，并且杜绝了向炉内漏水。

(3)加强炉缸炭砖残厚趋势管理，建立炉缸监控维护制度，保证了炉缸温度的安全受控，为炉役后期的稳定顺行提供了安全保障。

5 参考文献

[1]王启敏.梅钢2号高炉护炉生产实践[J].炼铁，2012,31(3):52-55.

[2]霍吉祥，黄俊杰.首钢京唐2号高炉护炉措施[J].炼铁，2013,32(3):14-16.

[3]傅连春.武钢5号高炉高效长寿生产实践[J].炼铁，2001,20(S2):15-18.