宋小龙 任振东 朴喜海 张劲松 宫海涛 初建军 宋继军

（首钢通化钢铁股份有限公司）

摘  要  通钢3#高炉炉墙反复出现结厚的原因主要有：原燃料质量差、入炉粉末多、烧结矿碱度稳定性差、有害元素尤其是锌长期偏高、高炉冷却制度不合理等。对炉墙结厚的处理方式采用非常规技术手段，通过在热洗炉过程中制造边缘管道产生气流对粘结物进行冲刷以及悬料后的坐料拉动粘结物脱落，整个处理过程用时16小时，实现安全、快速、高效的工作目标。解决了困扰高炉操作者一年之久的技术难题，炉况恢复正常后主要经济技术指标得到明显改观（变），5天后高炉利用系数快速达到2.02t/（m3·d），燃料比下降20kg/t。

关键词  炉墙结厚  粘结物  热洗炉  边缘气流   

1  前言

通钢3#高炉有效容积2680m3，高炉高径比为2.32，属于矮胖型高炉。设有30个风口，3个铁口，炉身角8259’，炉腹角7821’， 采用砖壁合一全冷却壁（铸铁+铜），炉底至炉喉共设置15段冷却壁，其中炉腹、炉腰和炉身下部采用3段铜冷却壁，于2014年7月份开炉。开炉后炉况一直稳定顺行，2019年因炉缸侧壁温度偏高，故此停炉对炉缸进行整体浇注并于3月份开炉，开炉后3天达产，由于原燃料条件有限，高炉利用系数维持在2.25t/（m3·d）左右，但是自2019年9月份开始炉身冷却壁8-14段频繁出现局部结厚，后逐步发展成环形结厚，主要表现为炉身冷却壁温度值低且呆滞无波动，水温差降低，高炉接受风量能力差，压差高、指数低，风量、风压不匹配，高炉抗波动能力差，易出现难行悬料，2020年高炉平均利用系数1.92t/（m3·d），给生产经营带来极大的困难。

2  炉墙结厚的原因

3#高炉炉墙反复出现结厚的原因主要有原燃料质量差、入炉粉末多、烧结矿碱度频繁波动、有害元素尤其是锌长期偏高、高炉冷却制度不合理等。

2.1  入炉原燃料质量差

1）高炉入炉锌负荷高。2680m3高炉使用的矿部分是周边自产铁矿，由于前期对有害元素重视不够，导致入炉锌负荷偏高，最高时达到3.69kg/t，后续虽引起足够重视，但受资源限制锌负荷长期在0.6 -1.5 kg/t区间。同时由于入炉焦炭结构差导致高炉中心气流强度不足，在入炉锌负荷偏高的条件下，不利于排锌，增加了锌在炉内的循环富集，富集时生成的ZnO颗粒沉积在高炉炉墙上，造成炉墙粘结。

2）焦炭质量差。通钢虽然有自己焦化厂，但供给2座2680m3高炉使用仍然存在焦炭缺口，需要外购焦炭，外购焦炭皆为水熄焦且指标不稳定。自产焦炭主要存在以下两个方面不足：一是，干熄焦比例偏低。高炉焦炭入炉结构基本长年稳定在60%干熄焦+30%水熄焦+10%外购焦炭，干熄焦比例偏低一直是限制通钢两座高炉强化的关键点；二是，焦炭粒级差、粉末多。高炉焦炭平均入炉粒级在36-38mm，其中40-25mm比例约占39-40%，＜25mm比例约占9-10%，高炉入炉焦丁比55-60kg/t，焦粉比38-40kg/t。

3）烧结矿质量不稳定。通钢目前设有2台360m2烧结机，由于高炉产量低，烧结矿产能过剩2台烧结机间歇性交替停产，期间高炉入炉落地料，落地料强度差，粉末多。另外烧结矿中配加的熔剂主要以周边厂家为主，成本虽低，但成分不稳定，致使烧结矿碱度频繁波动，导致高炉容易出现黏结。

2.2  冷却制度不合理

3#高炉软水系统初设总循环水量4980m3/h。第一级冷却回路冷却壁直冷管水量4200 m3/h，直冷管内水速2m/s。炉底及冷却壁蛇形管串联回路水量780 m3/h蛇形管内水速1.76m/s。实际总循环水量6300m3/h，第一级冷却回路冷却壁直冷管水量5520 m3/h，直冷管内水速2.63m/s，导致冷却强度过大易于结厚。

3  炉墙结厚的处理

由于钢铁行业连年不景气，管理者精料理念淡化，更多钢厂追究经济用料导致近几年高炉上部结厚问题层出不穷。由于中、大型高炉在设计上取消了原有的“炮眼”，快速处理高炉上部结厚已经成为当前难点问题，通钢3#高炉自2020年3月份开始一直受炉墙结厚的困扰，通过采取多层技术手段，仅能维持高炉基本顺行状态，但产量低、消耗高被动局面迟迟得不到改善。2021年1月中旬开始高炉炉况进一步开始恶化，风量出现萎缩，不接受压差且易出现悬料，生铁日产滑落到4600吨，为此高炉决定处理上部结厚，具体过程如下：

3.1  前期准备工作

考虑到前期生铁产量持续偏低，实际风速、鼓风动能长期不足，炉缸活跃度不够，为下一步处理炉墙结厚做准备，1月27日开始入炉锰矿，铁水中[Mn]含量按0.7-0.8%控制，同时将炉温由0.4%提至0.5%，铁水物理热由1490℃提至1520℃，炉外实际渣样以玻璃渣为主，通过此举洗（冲）刷炉缸。

3.2  具体处理过程

1月31日高炉计划检修10小时，20:26高炉复风，复风后集中加150吨附加焦炭，附加焦采取平铺方式入炉，入炉矩阵为C9282726252 ，附加焦后每间隔15批正常料集中加120吨焦炭，正常料矿批42吨，负荷3.5t/t，炉渣（内）二元碱度1.03，正常料布料矩阵为C938272625126↓ O82736352↓，复风后前期炉内正常恢复参数，23:20风量恢复至3700m3/min，风压272kpa，炉内出铁260吨，炉外渣铁沟恢复正常，出于制造“难行”或者“边缘管道”目的，将布料矩阵调整为C938272625122↓ O82736352↓，之后炉内继续加风至4000m3/min。

2月1日0:20出现难行，由于炉顶温度达到350℃，炉内进行调压，调压过程中塌料，料线深至6.0米，塌料后料线按2.0m控制持续加料，同时快速将风量恢复4000-4200m3/min，风压恢复至300-320kpa，过程中大、小管道频繁出现，至5:15难行悬料，期间出现大小管道共计14次。考虑到附加焦已经到达炉缸炉温充沛，决定坐料拉扯渣皮。6:15改常压坐料，坐料后仍然快速恢复风量至4100-4300m3/min ，7:03出现明显边缘管道，炉顶压力由165kpa瞬间达到223kap，同时将风量减到3900-4000m3/min，7：05发现炉身9-14层东南口方向壁体温度个（各）别点开始升高，同时水温差存在小幅度升高趋势，判断东南方向局部黏结物开始出现脱落，随后过程中风量一直按4000-4200m3/min，风压310-320kpa控制，此过程中边缘管道依然频繁发生，炉身壁体温度升高区域逐步扩大，至9：25再次难行悬料，期间出现大小管道共计19次。

出于通过坐料拉动粘结物脱落的目的，此次悬料有意延长时间，悬料过程中炉外两个铁口轮流出铁，确保炉内渣铁排净，为后续坐料打好基础。至13:25高炉已悬料4小时决定放风坐料，坐料前风量950m3/min，风压247kpa，压差237kpa，13:28下料，同时炉身10-14层铸铁冷却壁各点温度均大于100℃，8-9层铸铁冷却壁各点温度均有提升，水温差达到4.0℃ ，达到预期目的，高炉开始正常恢复参数，2日风量恢复至4500m3/min，炉内压量关系得到有效改善，各项经济技术指标明显提升。

4  经验总结

4.1  高炉炉墙结厚重在预防，入炉焦炭指标以及有害元素锌的控制是关键，当入炉锌负荷超过标准时，炉内及时采取打开中心的装料制度及时排锌。高炉一旦出现结厚征兆时应及时采取措施，避免后续发展成严重结厚，影响高炉各项经济指标。

4.2  按此热洗炉方法处理炉墙结厚前要充分判定炉缸工作状态，炉缸工作状态的好坏，关系到处理炉况期间风口工作状态，决定后续恢复进程。

4.3  热洗炉期间，参数的控制、负荷的选定、碱度的调整尤其重要。当气流不稳定时，根据炉况实际情况匹配参数，此次处理炉况期间风量3800-4300m3/min，风压300-320kap，均按正常炉况时80-90%掌控，炉顶压力按风压1/2控制，全炉焦负荷2.1t/t，炉渣（内）二元碱度1.03。

4.4  炉前管理工作极为重要，特别是当悬料时间过长、炉温高、风压、风量不稳定时炉前需加强渣铁排放的管理，既要保证炉内渣铁排净，又要确保渣铁沟工作正常，此次处理炉况期间风口未有灌渣和损坏，为炉况快速恢复打下坚实的基础。

4.5  此次炉况处理期间发生管道33次，悬料3次，累计加焦炭558吨，共计用时16小时，实现安全、快速、高效的工作目标，解决了困扰高炉操作者一年之久的技术难题。

5  参考文献

[1] 李向伟，帅照，严林波．武钢1号高炉炉墙结厚的处理[J] 炼铁．2018．37(6)：42—44．

[2] 李晓东，李淼。昆钢2500m3高炉炉墙结厚的原因与预防[J] 炼铁．2016．35(1)：33—46．