金鼎煉鐵廠高爐護爐實踐

肖為站，江海峰，張趙強，張軍芳，馬 亮

1 高爐概況

金鼎煉鐵廠2#高爐于2011年4月2日投產開爐，4月28日停爐，從2012年4月22日再次開爐到2017年4月，運行5 a有余，單位（m3）爐容鐵量6 300 t。高爐采用陶瓷杯+碳磚整體式陶瓷爐缸內襯（爐底采用400 mm小碳塊陶瓷杯用復合棕剛玉磚砌筑）。高爐爐底爐缸結構：第1到第5層滿鋪國產微孔碳磚400 mm；第6層、7層，立砌楔形復合棕剛玉磚；爐缸側壁對側采用微孔碳磚，內側壁陶瓷杯采用小塊塑性復合棕剛玉磚；爐缸高度3 600 mm，爐缸直徑6 900 mm，死鐵層高度1 426 mm，爐缸采用光面低鉻鑄鐵冷卻壁，風口區域采用光面球墨鑄鐵冷卻壁，爐腹、爐身采用鑲磚冷卻壁。

高爐采用聯合軟水密閉循環系統，軟水總循環水量2 100 m3/h。進水溫度控制：夏季（40±1）℃以下，冬季（30±1）℃。水溫控制在6℃，高爐爐底部位設5層熱電偶，每層12個熱電偶，分6個方向，每個方向設外、內環2個熱電偶。

2 爐底爐缸側壁溫度變化情況

2013年3月初，爐底5-6、5-12熱電偶內環溫度升高，分別是950℃、1 020℃。原因分析：1）2011年4月份開爐不到1個月被迫停產1 a，溫度急劇變化使耐性材料嚴重受損，磚襯縫隙開裂，二次開爐有串煤氣情況。2）爐前操作人員操作技能差，設備使用維護不到位，造成渣鐵出不盡，渣鐵在爐內存留時間長，鐵口維護不佳，單口出鐵頻繁，造成爐底爐缸側壁溫度大幅度上升，已危及生產安全。

采取提高鈦球比例來護爐，縮小鐵口上方兩側風口面積，控制冶強，強化爐缸傳熱，澆注鐵口上方漏煤氣處，在鐵口下方加裝兩個側壁在線測溫熱電偶。加強人工對爐皮及鐵口冷卻壁監測措施。此后，爐底、爐缸溫度明顯下降，爐況保持穩定，技術指標相對穩定，高爐運行逐步正常。

爐缸側壁溫度和西口爐皮溫度再次升高。2014—2017年爐況相對穩定，月產量最高達到92 000 t，突破2#爐開爐以來最高歷史記錄。2017年3月16日，西鐵口上方爐皮側壁溫度開始大幅度上升，溫度日升10℃左右。3月21日，西鐵口側壁溫度由原來的450℃上升到540℃以上。爐皮溫度從原來的65℃上升到120℃左右，又一次危及到了高爐的安全生產，結合生產實際，制定了一系列護爐措施。

3 護爐措施

1）2017年3月22日白班，由于鐵口溫度高、爐皮溫度高，緊急休風堵風口。并將原來2#、8#、11#、17#風口小套直徑Φ115 mm改用Φ100 mm。合理調整風口布局，風口進風總面積由原來的0.183 m2縮小到0.174 m2。提爐溫、降冶強。風壓由原來的340 kPa降到310 kPa，富氧量由8 000 m3/h降到3 500 m3/h。日產量由原來的3 000 t降到2 800 t。

2）提爐溫、提堿度、配比鈦球、釩鈦礦護爐。鈦礦護爐是高爐爐缸養護的強有力手段。含鈦物中的TiO2在高溫還原的條件下可生成高熔點的TiC、TiN及其連續固溶體Ti（CN）發育和集結。并以其他附著的渣鐵焦一起凝結在磚襯上，起到保護爐襯的作用。隨即決定高爐配用鈦球，適當提高爐溫，鈦球由0.0%提高到10%左右，Si由0.2%逐步提高到0.5%以上。生鐵鈦維持在0.12%～0.15%，堿度1.2以上。促進高熔點的TiC、TiN的生成，有力保護了爐底和爐缸。

3）控制鐵水中錳含量，減輕渣鐵沖刷。鐵水中錳水平增加不僅加大熱量消耗，同時將改善渣的流動性，造成對爐缸的沖刷加劇。通過積極協調原料結構，控制高錳爐料配用，優化燒結礦的配比，測算好燒結成本，控制燒結MO2水平，爭取實現高爐[MnO]≤0.4%。鐵水中錳含量從2017年3月25日逐步開始下降，3月29日下降至0.38%。

4）增裝爐殼測溫點10處，用于在線監測和鐵口水溫差監測。3月22日對東西鐵口下方周圍增加10處紅外線在線監測，加大爐缸監測力度，每班安排1名爐外工長定時對鐵口爐皮溫度、冷卻水溫差進行巡檢。主要測爐殼溫度（用測溫槍）是否正常，警戒值≤80 ℃，熱流強度≤29 288 kJ/m2·h，爐殼是否有開裂、有無煤氣泄漏，如有超過警戒值范圍及時匯報。要求每班工長隨時關注熱流強度、爐皮溫度、水溫差在線監測數據，督促水管理人員關注溫度變化情況，尤其是高爐到中后期要重點監測，作好記錄，建好臺賬，及時了解爐缸侵蝕狀況。

5）加強鐵口日常維護工作。鐵口是爐缸維護最薄弱的部位，鐵口的正常與否直接威脅到高爐生產的壽命，是防止側壁溫度高、頻繁波動和保證爐缸長壽的基本要求。提高炮泥質量，使之耐渣鐵沖刷和容易與磚結合成牢固的保護層。加強鐵口日常管理，每爐用泥量控制在150～180 kg，鐵口深度穩定在1 900～2 000 mm范圍,提高鐵口合格率，控制鐵口出鐵量和出鐵時間，對緩解側壁溫度升高起到了積極作用。加強泥套、開鐵口和堵鐵口的管理。加大對鐵口跑泥的考核力度，減少鐵口跑泥次數，穩定鐵口深度，采用小鉆頭開鐵口延長出鐵時間，以便渣鐵有充足的時間穿過死料柱隨著鐵口流出，緩解鐵水對爐缸側壁耐性材料沖刷的影響，出盡渣鐵，減少鐵水在爐內的停留時間，對爐缸的維護有利，禁止大噴鐵口，統一操作，保證出鐵均勻。

6）加強原燃料管理，為護爐提供物質保證。穩定焦炭強度，高爐爐況大幅度波動、爐缸邊緣環流、爐缸側壁碳磚侵蝕加速等都與焦炭密切相關。為保證護爐期間爐況順行，一級焦炭由原來配比30%增加到40%～50%。提高燒結礦強度，降低入爐原料粉末比率，減少焦粉對中心焦窗的堵塞，縮短料柱更換時間，減輕鐵水環流對爐襯的侵蝕。降低燒結礦中有害元素（鉀、鈉、鋁、鋅）含量，確保高爐順行，保證爐缸中心活躍，增加爐缸透液性（嚴禁風口漏水作業），穩定中心，兼顧邊緣，控制合理的兩股煤氣氣流分布，使兩股氣流保持一定的平衡，保證高爐穩定順行。通過一系列精細化操作，努力做到早調、微調，減少了爐況波動。

4 結語

金鼎煉鐵廠2#高爐通過采取鈦球、鈦礦護爐，控制冶強，縮小風口進風面積，調整風口布局，加強鐵口維護，強化散熱，專人檢測、合理的操作制度、穩定的原料水平等一系列的有效護爐措施后，爐底、爐缸側壁、爐皮溫度明顯逐步下降。西鐵口側壁溫度由540℃下降到450℃，爐皮溫度由當時120℃下降到先前的正常值65℃，并且趨于穩定，保證了高爐爐況順行。日產量達到2 850～2 900 t，實現了高爐長壽目標。