宣鋼1號高爐爐役后期銅冷卻壁維護(hù)技術(shù)

王 根

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司 煉鐵廠， 河北 宣化 075100）

河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）1號（2 500 m3）高爐2007年3月開爐現(xiàn)已處于爐役后期，高爐爐腹7段冷卻壁多根水管發(fā)生剪切漏水，導(dǎo)致冷卻壁受損，爐體冷卻強(qiáng)度變?nèi)酰趽p壞部位形不成穩(wěn)定渣皮，起不到保護(hù)作用，嚴(yán)重的影響到了高爐強(qiáng)化冶煉與爐體安全。2017年12月18日高爐休風(fēng)對7段31號冷卻壁采用鉆孔方法安裝了16個柱形銅冷卻柱，同時在加裝銅冷卻柱后，加裝了銅冷卻柱水溫差監(jiān)測系統(tǒng)，并現(xiàn)場加裝了視頻監(jiān)視保證爐體安全。并在分析冷卻壁的受損機(jī)理的基礎(chǔ)上，校正高爐操作爐型，摸索高爐操作制度，保持了高爐的長期穩(wěn)定順行，改善生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

2 冷卻壁受損原因分析

渣皮不穩(wěn)是造成宣鋼1號高爐冷卻壁受損的主要原因。通常情況下在高爐爐腹、爐腰、爐身下部等高熱負(fù)荷區(qū)域，冷卻壁表面形成的穩(wěn)定渣皮起到了主要的保護(hù)作用。當(dāng)高爐爐況發(fā)生波動，或休風(fēng)、減風(fēng)頻繁時，渣皮易脫落，冷卻壁表面溫度急劇上升，直到新的渣皮形成，溫度才會下降。渣皮的這種形成與脫落交替進(jìn)行的狀態(tài)會產(chǎn)生極大的熱震現(xiàn)象，使?fàn)t襯和鑲磚脫落，使冷卻壁本體產(chǎn)生裂紋或燒蝕，冷卻水管燒壞。2017年9月到12月，宣鋼1號高爐爐況出現(xiàn)波動，爐內(nèi)氣流不穩(wěn)，熱負(fù)荷水平偏高、爐內(nèi)頻繁出現(xiàn)局部氣流，崩懸料頻繁，導(dǎo)致在冷卻壁的表面形不成穩(wěn)定的渣皮。在沒有渣皮的保護(hù)下，爐料、煤氣流和熔融的渣鐵對冷卻壁表面不斷的侵蝕和沖刷使冷卻壁受損[1]。

2 冷卻壁的維護(hù)措施

2.1 冷卻壁加裝柱形銅冷卻柱

近些年來，宣鋼煉鐵廠在冷卻壁的維護(hù)上多是采取在破損冷卻壁處加裝銅冷卻柱的方法，以較低的成本恢復(fù)冷卻效果，使高爐使用壽命得以延長。針對1號高爐7段冷卻壁侵蝕比較嚴(yán)重，此次在31號冷卻壁上共加裝了16個銅冷卻柱，安裝示意見圖1。

圖1 冷卻壁加裝柱形銅冷卻柱示意圖

待高爐休風(fēng)后使用專業(yè)打孔水鉆從爐殼向銅冷卻壁鉆孔，然后在開孔位置焊接柱形冷卻器法蘭短管，裝入冷卻柱，按照標(biāo)準(zhǔn)冷卻器進(jìn)出水接通軟水，要求水流速大于2 m/s，出水溫度低于4℃。在每一路供水管分別預(yù)設(shè)測溫電偶，總回水預(yù)設(shè)1支測溫電偶，并將測溫數(shù)據(jù)輸入到軟水在線監(jiān)測系統(tǒng)。待出水正常后，從柱形冷卻器灌漿孔灌入高鋁質(zhì)硬質(zhì)壓入泥漿后造襯。

2.2 調(diào)整煤氣流分布

煤氣流的科學(xué)合理分布是保持高爐長效穩(wěn)定生產(chǎn)的條件。邊緣氣流過分發(fā)展，難以形成穩(wěn)定渣皮，過分抑制爐料又會沖刷冷卻壁。按照建立中心主氣流有利于爐料順行的原則，通過調(diào)整邊緣和中心氣流的合理穩(wěn)定分布建立維護(hù)銅冷卻壁過程中的新操作爐型。采取上下部調(diào)劑相結(jié)合的調(diào)劑制度。針對爐況和邊緣氣流及爐體熱負(fù)荷的變化趨勢，進(jìn)行了技術(shù)分析，裝料制度的調(diào)整主要遵循“保中心氣流，穩(wěn)定邊緣氣流”的思想。操作制度視氣流情況，調(diào)整中心焦量、邊緣與環(huán)帶負(fù)荷及調(diào)整小焦角，以實(shí)現(xiàn)中心與環(huán)帶及邊緣氣流的匹配達(dá)到氣流平衡，達(dá)到邊緣氣流與熱負(fù)荷水平處在可控范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)爐況長期穩(wěn)定順行達(dá)到保護(hù)銅冷卻壁的目的。具體調(diào)整措施見表1。

表1 裝料制度的調(diào)整

下部送風(fēng)制度的調(diào)整的原則是吹透中心活躍爐缸，1號高爐主要通過縮小風(fēng)口直徑和使用長風(fēng)口，提高鼓風(fēng)動能，吹透中心，配合控制邊緣，引導(dǎo)中心的裝料制度，實(shí)現(xiàn)合理的初始煤氣流分布，實(shí)現(xiàn)中心發(fā)展的煤氣流，實(shí)現(xiàn)邊緣氣流的穩(wěn)定以達(dá)到保護(hù)冷板的作用。

2.3 穩(wěn)定熱制度

保持合理穩(wěn)定的爐溫是爐缸工作穩(wěn)定的重要體現(xiàn)。爐缸工作狀態(tài)穩(wěn)定更有利于爐腹形成穩(wěn)定的渣皮。嚴(yán)格控制爐溫，鐵中w［Si］控制在0.30%～0.45%之間，鐵溫控制在1 490～1 510℃之間，超出范圍必須采取措施進(jìn)行調(diào)整。而且爐缸還是初始煤氣的發(fā)源地，爐缸有充足的物理熱，提高爐缸的透氣透液性，實(shí)現(xiàn)初始?xì)饬鞯暮侠矸植?，保障高爐的長期穩(wěn)定。

2.4 加強(qiáng)外圍原料的管理及爐前管理

加強(qiáng)三班工長的槽下原料的檢查力度，請檢查各個倉的原料篩分情況，通過微信群及時反饋信息，出現(xiàn)搭配落地料及時到現(xiàn)場查看，并匯報爐內(nèi)。出現(xiàn)燒結(jié)機(jī)的啟停，及時查看出料情況，確認(rèn)原料正常時才可正常供高爐。爐內(nèi)根據(jù)原料變化及時進(jìn)行調(diào)整，保證爐況的長期穩(wěn)定順行。

2.5 做好前期監(jiān)測管理

對銅冷卻壁區(qū)域?qū)嵭忻啃r監(jiān)測制度，對溫度高區(qū)域冷卻壁水溫差、爐皮溫度等進(jìn)行監(jiān)測，并計算出各個部位水溫差、熱流強(qiáng)度等，對照爐型標(biāo)準(zhǔn)，及時調(diào)整操作制度。建立溫度點(diǎn)檔案，為判斷爐缸工作狀況和爐型變化提供科學(xué)依據(jù)，并制定相應(yīng)的應(yīng)急對策及預(yù)案。

2.6 加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢

通過進(jìn)一步強(qiáng)化崗位設(shè)備操作維護(hù)潤滑管理，落實(shí)細(xì)化PM設(shè)備點(diǎn)檢，提高點(diǎn)檢質(zhì)量，控制、消除設(shè)備隱患，延長設(shè)備壽命，降低漏風(fēng)、漏油，提高設(shè)備使用效率，保證出鐵正常。保證煉鐵生產(chǎn)的正常秩序?qū)崿F(xiàn)爐況的長期穩(wěn)定順行。

3 改善后效果

經(jīng)過上述措施的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了煤氣流的穩(wěn)定，銅冷卻壁未出現(xiàn)異常情況，并實(shí)現(xiàn)了高爐長期的穩(wěn)定順行，利用系數(shù)達(dá)到了2.4，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都取得了令人滿意的效果。經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 宣鋼1號高爐加裝銅冷卻柱后經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比

4 結(jié)語

宣鋼1號高爐通過安裝銅冷卻柱、爐內(nèi)上下部制度的調(diào)整其他措施的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了煤氣流的穩(wěn)定；保證了爐況長期穩(wěn)定順行。日常高爐操作中樹立正確的長壽觀念，控制氣流分布，保持高爐長期穩(wěn)定順行，達(dá)到高爐長壽與改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的雙重目的。為宣鋼1號高爐的安全，穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障，為高爐了長壽做出了貢獻(xiàn)。

[1]曹傳根，周瑜生，葉正才.寶鋼3號高爐冷卻壁破損的原因及防止對策[J].煉鐵，2000，19（2）：1-5.