濟鋼1#1 750 m3高爐停爐排放殘鐵實踐

張熙瑋，張小偉

（山鋼股份濟南分公司煉鐵廠，山東濟南 250101）

生產技術

濟鋼1#1 750 m3高爐停爐排放殘鐵實踐

張熙瑋，張小偉

（山鋼股份濟南分公司煉鐵廠，山東濟南 250101）

濟鋼1#1 750 m3高爐因爐缸側壁溫度持續偏高，借系統停產檢修之機，對高爐實施停爐大修。結合現場實際、高爐操作及爐缸侵蝕情況，采用殘鐵落地方式排放殘鐵，殘鐵口在15#—16#風口方向，標高7.4 m，向上15°，并在地面修建專用盛鐵池。由于準備工作充分，殘鐵排放干凈且過程安全順利，歷時近10 h，排放殘鐵576 t。

高爐；停爐；排放殘鐵；殘鐵口位置；落地方式

1 前言

濟鋼1#1 750 m3高爐有效容積1 750 m3，于2003 年8月31日點火投產，高爐本體設計采用陶瓷杯爐缸爐底結構和軟水密閉循環冷卻系統。2006年1月、2007年11月，因更換風口區破損冷卻壁分別進行了兩次降料面停爐項修。從2008年開始，高爐爐缸側壁炭磚溫度持續偏高。為確保安全生產，近幾年相繼采取了爐體灌漿、喂線護爐、釩鈦礦護爐、調整送風制度以及進行水系統改造、加大冷卻強度等措施，取得了一定效果；但受冶煉條件變化的影響，高爐爐缸側壁溫度仍時有反復，高爐安全生產仍面臨較大威脅。2013年6月20日，借配合系統停產檢修之機，對1#1 750 m3高爐實施了停爐大修，一代爐役單位爐容產鐵量8 079 t/m3。

2 停爐前爐缸測溫情況

自2008年開始，濟鋼1#1 750 m3高爐爐缸爐底交界處8.095 mG1點、C1點、E1點、F1點溫度持續升高，2008年8月達到歷史最高值。其中G1點最高溫度達到1 000℃。采取護爐措施后，各點溫度上升勢頭得到抑制并出現不同程度的下降，但隨后于2009年3月、2010年2月各點溫度再次出現反彈。其中G1點溫度最高反彈至1 050℃，C1點、E1點、F1點溫度分別最高反彈至850℃、800℃、805℃。此后G1點、F1點電偶于2011年5月損壞。在這一時期，同一方位爐缸標高9.311 m位置溫度也出現同樣反復。

停爐前1#1 750 m3高爐爐缸爐底共105個檢測電偶中，已損壞多達30個，其中爐底陶瓷杯下方7.293 m和6.491 m兩層34個電偶，損壞了19個，而且最為重要的是側壁當時的溫度最高點8.095 mG1點及鐵口層1#鐵口區域的內外兩層電偶均已損壞。

由于爐缸側壁電偶損壞嚴重，已無法準確預估爐缸側壁圓周侵蝕情況。但根據爐缸側壁歷史溫度最高點8.095 mG1點歷史最高溫度1 050℃來推算，此部位在原始砌筑厚度2 130 mm（包括厚800 mm的陶瓷杯砌體和厚1 300 mm的炭磚，其間有30 mm的緩沖層）的基礎上，陶瓷杯已經侵蝕殆盡，炭磚也已侵蝕570 mm，殘存炭磚厚度僅剩730 mm。如果考慮鐵口部位電偶已損壞，且長期受渣鐵沖刷的影響，鐵口區域炭磚的侵蝕情況應更為嚴重。

3 殘鐵排放

3.1 殘鐵口位置的選擇

此次放殘鐵工作，按照一次成功放凈殘鐵的要求，對殘鐵口的位置進行了反復論證。根據爐缸侵蝕預測情況，結合停爐前釩鈦礦護爐、高壓水冷卻等對爐缸渣皮厚度的影響，在多次檢測爐缸表皮溫度的基礎上，經過分析、比較、計算，最終確定殘鐵口標高為7.2 m，殘鐵口角度為向上15°。

在殘鐵口位置的周向選擇上，以往比較成熟的經驗都是將殘鐵口選擇在靠近鐵路線一側，直接將殘鐵排入鐵水罐。但1#1 750 m3高爐受現場條件的限制，殘鐵直接進罐的難度較大，高爐爐體框架大梁、出鐵場平臺標高7.0 m，而魚雷罐軌面標高0.125 m，魚雷罐高度6.4 m，實際放殘鐵作業允許高度僅有0.475 m。由于空間過于狹窄，殘鐵溝根本無法安裝。為此，經過多次現場測量，決定用殘鐵落地方式，即將殘鐵口位置選擇在空間相對寬敞的15#—16#風口方向，在地面修建專用盛鐵池存儲鐵水。

3.2 盛鐵池的設計

考慮到殘鐵排放過程的安全及后續殘鐵的運輸處理等問題，對盛鐵池的設計（見圖1）做了以下特殊處理：

圖1 濟鋼1#1 750 m3高爐殘鐵排放盛鐵池結構

1）整個盛鐵池底部砌筑為平鋪1層黏土磚，其上平鋪100 mm河沙，再平鋪3層黏土磚。四周全部用黏土磚平砌到頂，并用10 mm厚鋼板做鋼殼，其上均勻鉆部分小孔，鋼殼外側每隔5 m設置1個加強筋。

2）在落鐵點部位設鐵水分流池。分流池高3 m，殘鐵溝末端距分流池上表面1 m，分流池內部打600 mm鐵溝澆注料，四周全部用黏土磚平砌到頂。

3）在盛鐵池側面設兩條鐵水溝。鐵水溝之間設20個小盛鐵池，小盛鐵池之間隔斷墻全部采用黏土磚中間填充河沙的方式平砌到頂，隔斷墻下部留有小孔，使所有小盛鐵池處于連通狀態。

4）砌筑盛鐵池的同時搭建好防雨棚，盛鐵池周圍修建排水溝或擋水墻，做好防水措施。盛鐵池砌筑完成后，保持連續烘烤，烘干砌筑耐材中的水分。

3.3 殘鐵排放

首先制定詳盡的施工網絡圖，施工過程中嚴控時間節點，盡量縮短打開殘鐵口之前的準備工作時間。在降料面前，殘鐵溝、盛鐵池等均已烘烤完畢，具備使用條件。2013年6月20日3:07降料面結束休風后，立即進行割爐皮、燒冷卻壁、架設剩余殘鐵溝等最后階段準備工作。燒開冷卻壁后，發現原位置炭磚磚縫較寬（約8 mm），為防止在鉆孔過程中鐵水由磚縫處滲漏，遂決定將殘鐵口標高上移0.2 m（至標高7.4 m），并采用水平鉆孔方式。6月20日14:00所有準備工作就緒后開始鉆殘鐵口，14:30殘鐵口打開。目測鐵水物理溫度明顯不足，流動性較差，現場測量鐵水物理溫度在1 227～1 251℃。6月21日0:30渣鐵糊死鐵口，放殘鐵過程結束，共歷時近10 h，放殘鐵576 t。

4 過程啟示

從1#1 750 m3高爐本次放殘鐵的過程來看，準備工作充分，過程實施順利，整體工作取得圓滿成功。主要經驗總結起來有以下幾點：

1）結合現場實際條件，在完全沒有經驗可借鑒的情況下，采用的殘鐵落地方式，為其他具有相同條件的高爐停爐放殘鐵提供了經驗。

2）在鉆孔前根據現場實際情況對殘鐵口位置進行了調整，避免了鉆孔過程中鐵水的滲漏，確保了放殘鐵過程中安全第一的要求；同時，殘鐵口位置選取合理，殘鐵排放干凈，爐內最終只剩余5～10 mm厚的一層鐵餅，為高爐的扒爐創造了有利條件。

3）根據本次殘鐵口位置，理論計算爐內殘鐵量在450～800 t之間，實際放殘鐵576 t。據此反推，殘鐵量計算中殘鐵系數應取值0.4～0.5，這為以后在同等侵蝕條件下殘鐵量的計算提供了經驗依據。

4）這種放殘鐵方式占用場地大，耐火材料消耗較高，盛鐵池制作、烘烤時間長，需提前10 d組織，殘鐵的處理也比直接進罐方式繁瑣。在條件允許的情況下，應盡量避免采用這種方式。建議高爐在設計之初即考慮高爐停爐放殘鐵的需求。

5 結語

高爐停爐放殘鐵環境條件惡劣，具有一定危險性，準備工作應事無俱細、全面考慮、及早著手。在放殘鐵準備過程中，提前準確確定殘鐵口位置，盡快打開殘鐵口，減少殘鐵溫降是放凈殘鐵的關鍵，因此決策應果斷。同時，由于停爐前一般都存在爐皮噴水情況，爐缸周圍往往到處是水，而采取必要措施保持放殘鐵前爐缸絕對干燥，是確保安全停爐放殘鐵的重要環節，絲毫不能忽視。

Practices of No.1 1 750 m3BF Blowing off and Tapping Residual Hot Metal in Jinan Steel

ZHANG Xiwei,ZHANG Xiaowei

（The Ironmaking Plant of Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

In Jinan Steel due to persistently high of the temperature of hearth sidewall for No.1 blast furnace with 1 750 m3volume,the blast furnace blowing off and overhaul were carried out at the same time maintenance of the machine.Combined with the blast furnace operation and the hearth corrosion,residual iron were tapped to the ground,residual iron mouth located at No.15-16 tuyere direction,elevation of 7.4 m,up 15°,and the pool of containing iron is constructed.Owing to fully planed work,residual iron tapping process was clean and safe and smooth,which lasted nearly 10 h,discharged residual iron 576 t.

blast furnace;blow off;discharging residual hot metal;location of residual iron mouth;discharging to the ground

TF548

B

1004-4620（2015）03-0020-02

2014-10-28

張熙瑋，男，1982年生，2003年畢業于西安建筑科技大學冶金工程專業。現為山鋼股份濟南分公司煉鐵廠助理工程師，從事高爐工藝技術工作。