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2.6 强化炉缸冷却

冷却能力大小以及能否充分发挥作用是决定炉缸寿命的关键因素。工作良好的冷却系统能够使炉缸砌筑的耐火材料不产生过热,从而最大程度保护耐火材料,延长工作寿命!4]。通过强化冷却,将炉缸高温区域的炉衬表面温度降下来,有利于配加钛矿护炉时形成TC(或TN)的结晶物[25]。降低炉底炭砖温度可大大减轻锌的破坏作用!7。1、2号高炉炉缸到炉身为上下串联一体式冷却结构,炉缸区域1段、4~6段为光面铸铁冷却壁,2、3段为光面铜冷却壁,铁口区域采用小块铜冷却壁,冷却介质为密闭循环除盐水,设计冷却水流量5900m/h,单支管流速2m/s。在炉缸侧壁温度异常升高初期,采取了提高冷却水流量(最高至6500m'/h,单支管流速约2.4m/s)降低冷却水温度(由46℃降至41℃),来提高冷却强度,控制炉缸侧壁高温点。在炉缸侧壁温度较大幅度上升期,为进一步强化冷却,利用检修时机,将高温区域2、3段的冷却壁水管改为通高压工业水,把单管供水流量由25m'/h 提高到50m'/h供水温度由43℃降为25℃。为防止长期通工业水，产生管壁结垢,影响冷却效果,在定期检测水质的基础上,高炉大修后对工业水管道进行了酸洗处理。

为强化炉缸冷却,宝钢曾在炉缸区域侧壁温度和炉壳温度高区域进行外部打水冷却[2]。而公司实践表明,高炉炉壳打水基本上只能起到冷却炉壳的作用,对炉缸炭砖的冷却无明显效果。但毫无疑问的是强化炉缸冷却对抑制炉缸内衬侵蚀是有利的。总结文献[26-281和生产实践可知,为使炉缸在全寿命周期获得良好的冷却,除采用铜冷却壁、除盐水等技术优化炉缸冷却系统外,炉缸冷却壁的连管方式,宜设置成在需要时可转换为单独分段冷却的系统,在冷却能力的设置上,应留足(包括炉役后期)强化炉缸冷却所需的调节量。2.7 配加钛球护炉高炉入炉料配加含钛矿料是非常有效的炉缸维护手段,含钛炉料的TO,在炉内高温还原气氛条件下生成 TiC 、TiN 及其固熔体 Ti(C,N),其熔点都很高,纯净的 TiC 熔点为 3150℃ 、TiN 熔点为 2950℃高熔点的钛化合物析出附着在炉缸壁(特别是在炉缸异常侵蚀区域,或铁水流动相对较为缓慢之处，形成保护层,可有效保护炉缸[19,22.291。JT 公司主要是通过配加自产高钛球(成分见表6)增加入炉钛量。炉缸侧壁温度异常升高初期,控制入炉钛负荷在5kg/t左右;炉缸侧壁温度快速升高时,提高人炉钛负荷至10kg/t左右:炉缸侧壁温度急剧升高时临时提高钛负荷至12.5kg/t。实践表明,在合适的炉温和冷却强度下,加钛护炉效果非常显著:在高冷却强度下,即使整体炉温水平[Si]不高,加钛护炉效果也很明显。

需要注意的是,配加的含钛炉料品位普遍偏低,会带来渣比升高,且[Ti]过高会降低铁水的流动性漂正複瘐裣潭梅鉿使頸颌鹼鶏曼锼ẻ銑子渣铁变得黏稠难以分离。考虑到[Ti]长期过高会影响炉缸的活跃程度,进而影响高炉顺行,所以只在炉缸出现高温点时配加钛矿,当炉缸状态好转时停用钛矿[30]。J公司早期加钛护炉采取了类似的思路,根据炉缸侧壁温度升降,增加、减少或停配含钛入炉料,力图在合适的炉温水平基础上,合理控制入炉钛负荷,来获得足够的[Ti]起护炉作用，1、2号高炉一代炉役期间加钛护炉具体做法是:当炉缸侧壁高温点温度在 300℃左右时,配加含钛炉料将高温点控制到正常温度范围,减少或停配钛球:当炉缸侧壁出现500℃左右的高温点后,随着炉缸侧壁温度变化而频繁调整入炉钛负荷;发现不利于炉缸形成稳定的保护层,炉缸侧壁温度易大幅度反复波动,护炉效果不好,故在炉役后期,虽然炉缸侧壁高温点得到了控制,仍将入炉料钛负荷控制在可获得[Ti]为0.08%~0.12%的适宜范围,实施常态化加钛护炉。实践还表明,加钛护炉与减富氧、缩矿批、堵风口等降低冶炼强度的护炉措施配合运用,可在短时间内获得更好的炉缸维护效果。

事实上,只要开始实施加钛护炉,通常就意味着炉缸侵蚀已较严重,所以一旦开始加钛护炉,就不应随意停止。结合物料条件、操控参数、炉况状态等对入炉钛量进行合理调整,实施动态的常态化加钛护炉,更有利于炉缸形成相对稳定的保护层,实现有效地控制炉缸侧壁高温点。加钛矿护炉与各项操作制度协同调整,确保加钛护炉期间,获得合理的煤气流分布、稳定顺行的炉况、良好的炉缸活性,弱化铁水环流。

2.8 控制合理的冶炼强度降低冶炼强度控制产量是最有效的护炉措施之.[16]。当炉缸侧壁侵蚀严重时,侧壁温度对高炉产量较为敏感,大幅度提高产量时,通常炉缸侧壁温度波动升高。通过控制产量,降低炉缸内铁水环流速度,有利于渣铁凝结层的缓慢形成,对炉缸炭砖起到保护作用。调整冶炼强度来延长炉缸寿命,需平好冶炼强度和炉缸维护之间的关系。适宜的冶炼强度有利于活跃炉缸,也是炉缸活跃的标志,而高炉炉缸活跃、运行顺稳,又是高炉炉缸维护的重要前提。

T公司维护炉缸采取的控制冶炼强度方法有减氧、减风、降顶压、退负荷 、堵风口,以及极端状态下的休风。减氧控制冶炼强度的好处是护炉的同时,保证了初始煤气流分布的相对稳定。根据炉缸侧壁温度的不同,降低富氧率策略为:当炉缸侧壁温度>200℃时,按照温度升高100℃,降富氧率 1.0%~1.5%控制:当炉缸侧壁温度>400℃且仍以 100℃/h的速度上升,或炉缸侧壁温度达到600℃时,当即停富氧、降顶压。在加钛矿护炉,炉缸高温点温度也不能很快降下来时,曾采取休风后堵高温点上方2~4个风口控制冶炼强度,减小对高温点附近渣铁的搅动,护炉作用很明显,但加钛矿且控制冶炼强度护炉时,炉缸侧壁高温点温度升降与高炉冶炼强度高低的强相关性被打乱。在炉缸侧壁温度超过600℃且进一步升高,或者炉缸侧壁温度急速上升,判断存在极高烧穿风险,危及安全生产时,立即退负荷停风凉炉,将炉缸侧壁高温点温度降到 500℃,堵高温点上方4个风口,大幅度降低冶炼强度,使日产量下降40%,来控制炉缸侧壁高温点,随着侧壁高温点温度逐步下降,在兼顾护炉与生产的前提下,视情况捅开部分风口,分阶段加风提富氧,逐步加负荷,提高产量,将产量控制在设计产能的80%~90%,实现护炉与生产之间的平衡。2.9 其他

众多研究和实践表明,炉缸的维护从高炉建成之初就应重视起来!”。良好的烘炉效果,可为高炉炉缸长寿打下坚实的基础,烘炉和开炉初期炉缸合理冷却制度的选择将为炉缸实现长寿创造良好的条件[32-341。高炉开炉初期,应利用前几次休风机会,打开炉缸各种短管,检查并排水,然后利用计划休风机会及时安排炉缸压浆维护,密实炉缸可能存在的气隙!3,但用灌浆抑制炉缸气隙需在严格受控条件下谨慎使用[33。文献[2]也指出新投产高炉可通过冶炼铸造生铁,使铸造生铁中析出的石墨碳封堵砖缝,并定期实施钒钛矿护炉等措施来延长炉缸寿命，

3结语

(1)强化高炉炉缸区域监测为及早发现炉缸号常和采取维护措施提供重要依据和指导,严控冷却设备漏水,可减轻炉缸炉壳内侧积水对炉缸炭砖直接损害,加强原燃料管理、合理选择高炉操作制度、有利于炉况顺稳,有利于炉缸长寿及维护。特大型高炉炉缸侵蚀较重区域(高温点)多集中在铁口下方附近,优化炉前作业,做好铁口维护对提高炉缸维护效果有积极作用,而强化炉缸冷却、配加含钛炉料(钛球)护炉、控制合理的冶炼强度是有显著效果的炉缸维护措施。

(2)JT公司高炉炉缸维护经历了从采取单一施到多种措施的综合应用,从有针对的阶段性加钛护炉转变为常态化加钛护炉。严格控制炉温对炉缸维护十分重要,合适的炉温是保证炉缸活跃性、炉况顺行的基础,可获得适宜的铁水碳饱和度,抑制炭砖的溶蚀。加钛护炉时,合适的炉温可确保铁中钛的收得率,为加钛护炉创造条件。在合适炉温条件、较高冷却强度下加钛矿护炉效果显著,平衡好加钛护炉与渣铁流动性、炉缸活跃性、高炉顺稳性等之间的关系,可实现加钛护炉状态下稳定的高水平生产。

(3)高炉炉缸寿命受众多因素的交织影响,炉缸维护是一个长期的系统工程。高炉炉缸侵蚀不可逆,合理的维护可延缓炉缸侵蚀、延长炉缸寿命。炉缸维护应始于建成之初,强化预控维护,重视异常升温(趋势)的及早应对控制,有针对性地采取维护措施的同时,应注重多种维护措施配合应用。