张莹 毛立伟马志军 赵常友

（河北津西钢铁集团股份公司）

摘  要  津西8号高炉炉役后期炉缸侧壁温度持续升高，针对此情况采取优化送风制度、加强铁口维护、使用钛矿护炉、加强监控等措施，实现了炉役后期的安全、高产。

关键词  高炉  炉缸侧壁温度  钛矿护炉  

津西股份8号高炉有效容积1280m³，设计有两个铁口、20个风口。2015 年5月大修后开炉投产,投产3天就快速达产。大修采用炉底石墨炭块+炉缸陶瓷质整体浇筑结构：炉底下部采用四层卧砌，从下至上依次为半石墨炭砖两层（600mm*2）、微孔炭砖两层（600mm+750mm），总高度2550mm，炭砖之上浇筑一层炭质泥浆然后用陶瓷杯质浇注料浇筑至炉缸上沿。

1  高炉冷却系统及炉底和炉缸监测情况介绍

1.1  高炉冷却系统

高炉炉体采用100%工业水冷却，炉底采用在炉底板下埋设水冷管的冷却形式，炉底、炉缸采用灰铸铁冷却壁（1~5层），炉腹采用球墨铸铁冷却壁（6~7层），炉腰冷却板和冷却壁（第8层），炉身采用板壁结合形式冷却（9~23层冷却壁、1~12层冷却板），炉喉部位采用水冷式钢砖（上下两层）。

1.2  炉底和炉缸监测

1.2.1  炉底和炉缸热电偶分布情况

炉底分为两层：炉底一、二层每层分七个方向共计插入14个测温点，七个方向电偶深度分布情况：4800mm（一个点）、2280mm（三个点）、900mm（三个点）。

炉缸侧壁分为五层：炉缸一层至五层每层分四个方向共计插入40个测温点，其中一层电偶插入深度为200mm和320mm、二至五层电偶插入深度为100mm和220mm。

1.2.2  炉缸检测系统

为了更好地监测炉缸运行状态，高炉与北科亿力共同合作，在2018年引入了新型炉缸侵蚀模型和热流强度检测系统。

2  炉缸侧壁温度变化情况

2.1  发现炉缸侧壁温度升高

2019年12月9日检测高炉东侧铁口水温差1.8℃超标（正常1.5℃），针对此情况，高炉将铁口侧壁由常压供水改为高压供水，并且加强炉前铁口深度的维护，至此铁口水温差逐步回落到1.6℃。

2.2  炉缸侧壁温度突然升高

2020年6月，位于高炉7-9#风口下方的炉缸二层冷却壁水温差突然上升了0.2℃，测算热流强度已达11000Kcal/m2.h，炉皮温度上升至78℃，对应部位电偶温度高达580度，综合以上几点因素，可以初步判定此区域炭砖已经受到严重侵蚀。

3  护炉过程中的具体措施

3.1  风口调整

6月30日，高炉休风堵四个风口（3#、7#、13#、17#），电偶温度下降后，至7月12日逐步捅开三个风口（剩余3#风口）。7月18日电偶温度突然上升，高炉被迫再次休风堵2#、3#、7#、8#风口，此次堵风口后，电偶温度呈现缓步下降， 7月26日逐步捅开两个风口（剩余3#、8#风口）。8月5日高炉利用休风机会恢复堵3#、8#、16#风口，电偶温度进一步下降，已达到可控范围。具体看下图1。

面对炉缸温度异常升高，高炉初期采取了堵风口、降低冶强、大幅度控制产量等措施。但是随着高温点温度受控后，积极尝试逐步提产，目的是防止长时间控制产量导致炉缸活跃度下降。

3.2  调整高炉操作参数，护炉过程兼顾产量

钛矿护炉期间，硅控制提高至0.4%-0.5%，以促进钛的还原。炉渣碱度提高至1.23-1.25，控制硫低于0.25%，确保铁水一级品率＞95%，严禁低硅高硫，有利于形成石墨碳保护层。铁中含钛量变化：

降低冶炼强度控制产量是最有效的护炉措施之一。自护炉开始风压控制在320KPa（正常350KPa），氧气5000-8000m³/h（正常10000m³/h），通过降低高炉风压，达到降低炉缸内铁水环流速度的效果，有利于渣铁凝结层的缓慢形成，对炉缸炭砖起到保护作用。具体参数变化见下图3：

3.3  钛矿护炉

从国内高炉侵蚀调查看，炉缸存在钛化物沉积，说明加钛矿护炉有一定效果。炉缸炭砖温度升高后，采用钛矿护炉是比较常用的方法，其原理是利用钛矿中的TiO2被还原后，形成TiC、TiN及固溶体Ti（C，N）高熔点物质，在炭砖冷却强度较大，通常也是侵蚀较严重的部位产生沉积，从而形成一个保护层，达到保护炉缸炭砖的目的。8#高炉护炉期间配加高钛块矿，钛负荷达到10.66kg/t，根据冶炼经验，钛矿护炉要取到比较好的效果，必须保证钛达到一定的含量。综合8号炉实际情况，控制铁中钛含量在0.16%-0.20%效果最佳。既保证了护炉效果，又不会对炉缸活跃性产生太大影响。

3.4  优化炉前操作制度

提高铁口深度，加强铁口维护，铁口深度控制在2500-2600mm，严禁潮铁口出铁和闷炮操作，减少烧铁口次数，保持全风堵口率，维护铁口泥包完整。提高钛负荷后，按照制定的出铁制度应及时打开铁口，避免铁前憋风，破坏高炉顺行，尤其应避免高炉崩料，悬料发生。

3.5  强化冷却，加强炉缸高温区域温度监控，减少冷却设备漏水

对炉缸电偶温度高的区域采用高压水强化冷却。高炉专门制定了高炉巡点检制度，当班看水工每小时检测炉缸水温差，炉皮温度和电偶温度，及时校对冷却壁水流量和热流强度，有效的监测了炉缸状态，为护炉工作提供了保证。在异常部位安装了实时监控设备和炉皮测温装置，便于主控室监控，并且人工采取测温仪和热成像仪结合的方法，每小时测量炉皮温度力争测量数据的准确性。为了避免炉缸进水加剧炭砖的侵蚀，对破损的风口套及时更换，减少因冷却设备漏水进入炉缸对碳砖造成进一步侵蚀。同时高炉在危险部位修筑了导流槽三个，防止炉缸烧穿事故扩大。另外还制定了炉缸烧穿紧急处理预案，并不定期组织演练。

4  停炉后炉缸炉底结构和侵蚀状况

8号高炉停炉后，从实际破损调查情况来看，第四层炭砖基本侵蚀殆尽。2-3号风口、5-8号下方的炉底侵蚀最严重。具体见下图：

5  护炉效果总结

8号高炉炉缸是大修后采用整体浇筑的，而且已经安全运转5年，炉缸侵蚀不可避免，但通过上述各种措施，有效地（的）保证了炉役后期的安全、顺产。经过近4个月的护炉生产实践，得出几点经验：

1）摸索适宜的冶炼强度。炉缸温度异常升高，初期要大幅度控制产量。但是随着高温点温度受控后，要积极尝试逐步提产，防止长时间大幅度控制产量导致炉缸活跃度下降。

2）护炉期间炉温控制合适，炉温稳定率要高。

3）控制适宜的铁水含钛量。8号炉护炉期间含钛控制在0.16%-0.20%，这样既能保证护炉效果又能保证炉缸活跃。

4）由于8号炉处于炉役后期，要树立长期护炉的观念，维持一定的钛负荷水平，加强铁口维护，调整下部送风制度，改善原燃料条件，提高焦炭质量，减轻环流侵蚀，降低有害元素含量，达到长寿与强化的统一。

5）此次护炉成功，一是发现及时并及时进行护炉，其次在护炉过程中准确的找到了关键性的薄弱点电偶，针对电偶数据波动及时发现炉缸内部侵蚀变化趋势，弥补了水温差和炉皮测温受环境影响大的不足。

6）护炉过程中16#风口下方炉皮温度最高达到98℃，但此次护炉按炉皮温度，水温差，电偶温度相结合对炉缸侵蚀程度进行判断，确认最危险的部位是在5-8#风口下方，2-3#风口下方。从而高炉进行了相应的调整，减少了对护炉方案的误导。停炉后，观察侵蚀部位验证了此方法的正确性。

6  参考文献

[1]  周传典. 高炉炼铁生产技术手册. 冶金工业出版社，2002.

[2]  王筱留，高炉生产知识问答（第2版），2008年6月。