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特大型高炉的设计寿命通常在20年以上,而我国高炉的长寿业绩在世界范围内处于中等偏下的水平!。高炉炉缸的寿命是决定高炉寿命的主要因素,高炉长寿一方面在于炉缸本身的设计和施工,另-方面在于操作维护!2]。2009年,公司在国内率先建成投产了首座5500m特大型高炉(以下称为1号高炉),一年后,该公司投产了相同容积的第二座高炉(以下称为2号高炉)。自投产以来,该公司就对特大型高炉生产工艺技术进行探索优化。然而,2012年2月,投产仅1年零7个月的2号

高炉就出现炉缸侧壁局部温度异常升高:2013年5月,投产约4年的1号高炉亦出现炉缸侧壁局部温度异常升高。为延长炉缸寿命、保障高炉安全生产直至2019年5月2号高炉停炉大修、2020年2月1号高炉停炉大修,T公司采取了多种技术措施对高炉炉缸进行维护。本文回溯这2座高炉在一代炉役期间炉缸维护生产实践,并参考已有研究,对特大型高炉炉缸维护技术进行总结。

1 炉底炉缸结构

1、2号高炉炉缸设计结构相同,主要内型参数为炉缸直径15.5m,高度5.4m,死铁层深3.1m。炉底水冷管以上使用耐火浇注料作为炉底砌砖的找平层,向上依次平铺1层高导热石墨砖,2层微孔炭砖,1层超微孔炭砖,炭砖上立砌2层陶瓷垫。炉缸壁外侧使用具有高导热系数的热压小块半石墨炭砖,内侧使用导热系数相对低但具有强抗侵蚀能力的热压小块炭砖(如图1所示)。在陶瓷垫上方和炉缸炭砖内侧选用具有强抗冲刷能力的耐火浇注料,整体浇注出炉底保护层和炉缸内衬,同时在铁口区域一次性浇注出泥包。

炉缸长寿就是解决炉缸侵蚀的问题3】,炉缸侵蚀是不可逆的过程,炼铁工作者从结构[4-5]、材质[6-8]、冷却[9-10]等方面追求最佳长寿炉缸设计,以延缓侵蚀过程的同时,也一直致力于炉缸长寿维护技术的探究实践。

2 炉缸维护技术

2.1 强化炉缸区域监测

炉底炉缸温度检测系统对于及时准确地预测炉底炉缸侵蚀状况非常重要。完善的炉缸监测参数,有利于精准判断不同部位剩余砖衬厚度,为炉缸维护提供指导[2]。1、2号高炉建成初期,在炉底炉缸的砖衬布置了12层548点热电偶,在4个铁口各有测温点6个。第8层(标高11.435m)炉缸砖衬的热电偶设置如图2所示。在1段和6段2层冷却壁出水管上设有水温测量点,每块冷却壁设测温点1个,共计每层72个测温点。炉缸出现异常高温点时,公司在用好初设砖衬、冷却水检测点的基础上,在2、3段冷却壁水管增设高精度无线水温差检测装置,在炉缸高温点区域增加炉壳测温点20个。

生产实践表明,在炉缸区域设置适宜的热电偶配置完善的炉缸冷却壁冷却水参数自动检测装置实现在线计算热流强度、热负荷,实时跟踪分析炉缸侵蚀运行状况,有利于更好地预报预警炉缸侵蚀情况。完善的炉缸监测,能为及时精准发现炉缸异常采取相应炉缸维护措施提供依据。