安鋼2號2800m3高爐大修改造實踐

宋燕民

(安陽鋼鐵股份有限公司 河南安陽455004)

1 前言

安鋼2號高爐有效爐容2800m3，自2014年以來，隨著高爐進入爐役后期，爐缸侵蝕嚴重，爐缸異常侵蝕區的溫度持續升高，煉鐵廠采取了諸如在線壓漿、釩鈦礦護爐、減風生產、堵風口等措施，控制炭磚溫度維持生產；于2016年9月20日停爐大修，第一代爐役為9年零3個月，累計產鐵1945萬噸，單位爐容產鐵6946t/ m3。

2 擺動溜槽研制

經多方考查借鑒經驗，結合高爐實際狀況及溫度監測數據，確定了高爐殘鐵口位置在11號風口下方標高7.3米處。殘鐵水罐置于3號鐵口鐵道線上，由于現場障礙物較多，殘鐵溝經兩次轉折才能引出，殘鐵溝總長達26余米，殘鐵溝坡度為8%，放殘鐵所用80t鐵水罐上沿標高為3.7米，與殘鐵溝底的空間不足600mm，無法在鐵罐上方設置普通的翻轉式擺動溜槽，另外高爐鐵道線出鐵場外有很大的弧度，也無法采取在鐵水罐間連接過渡槽的方案，為將鐵水安全地在鐵罐間過渡，研制出水平擺動溜槽(如圖1)，該裝置操作方便，解決了高爐停爐時空間狹小，鐵路彎曲弧度大等問題。高爐共放殘鐵8罐，共480余噸。

3 殘鐵切割新工藝

大修方案確定保留爐底三層碳磚，大修期間環保管制較嚴，故爐內殘鐵分解不適宜采用爆破或氧氣切割等污染嚴重的方法處理；大修工期有限，故采用了繩鋸切割殘鐵的方法，在殘鐵口位置第5層碳磚中部呈扇面在爐底鉆了7個孔，環碳拆除后將金剛石繩逐一從7個孔洞中穿過進行切割，之后用漲袋將殘鐵撐開，由爐頂卷揚機和滑移平臺將殘鐵運至爐外。實踐證明，該方法處理殘鐵既解決了環保問題，又很好地保護了爐底所要保留的三層碳磚，保證了高爐爐缸耐材砌筑質量,確保高爐下一代爐役爐缸長壽。

圖1 水平擺動溜槽示意圖1-槽體;2-行走輪;3-鋼絲繩;4-回轉支撐;5-驅動卷揚;6-繩輪

4 爐缸耐材砌筑

大修時風口組合磚全部拆除，除爐底保留三層碳磚外其余全部拆除，第3層碳磚與冷卻壁間環縫內的碳素搗打料清除重新搗制；爐底用國產微孔碳磚砌筑，爐缸側壁用進口超微孔碳磚砌筑，爐底砌筑陶瓷墊，側壁砌筑保護磚，風口組合磚重新砌筑；同時爐缸安裝了在線監測系統和水溫差監測，建立了爐缸侵蝕模型，為高爐精細化操作提供了數據支撐。

5 風口大套在線加工

風口組合磚由于長期受K、Na、Zn、Pb等有害元素侵蝕破壞作用，造成風口不同程度上翹，最終將風口大套密封面擠壓變形，風口中套與大套密封不嚴，跑煤氣嚴重(表1中所列為高爐大修時實際測量的風口大套修復前尺寸)。高爐生產期間多次設法處理都收效甚微，原準備在大修期間將風口大套進行更換，但考慮到風口帶爐殼的特殊結構，風口大套除1號和16號是法蘭連接的以外其它28個風口大套全部是與爐殼直接接而成的，在拆除和安裝焊接過程中爐殼母材是否受損和焊縫質量很難保證，一旦有缺陷將為下一代爐役留下重大隱患。為此，采用了在線處理風口大套密封面的方案，利用現場有限的空間和風口大套的特殊結構，將機床改裝置于現場，利用成型刀具進行在線鏜孔。加工后的風口大套密封面經測量和安裝配合，完全符合設計要求，高爐投產后實測密封效果良好，無煤氣泄漏，達到了預期目標。

表1 安鋼2號高爐風口大套修復前密封面實測尺寸(單位：mm)

6 出鐵場綜合改造

隨著環保形勢日趨嚴峻，環保達標排放成為鋼鐵企業能否繼續生產的必要條件。高爐大修時對出鐵場進行了綜合改造，主要有以下內容：

6.1除塵系統

原96×104m3/h除塵器改造后只用于三個鐵口頂吸和側吸，新增一臺90×104m3/h除塵器，用于砂口、擺動溜槽、渣溝及爐頂，增加了各點的除塵能力。

6.2出鐵場平坦化

出鐵場平坦化改造后加大了渣溝深度，提高了渣溝通風吸塵能力，同時對渣鐵溝溝邦重新修整并更換了蓋板，提高了渣鐵溝的密封性能。

6.3出鐵場廠房墻皮

原來出鐵場廠房為半封閉結構，穿堂風較大時嚴重影響出鐵場除塵效果，大修時將出鐵場周邊進行全封閉，上部增加采光帶，下部采用立式旋轉百葉窗結構，有效避免了出鐵場的煙塵外溢現象。

6.4風口平臺拓寬

在原風口平臺的基礎上進行了拓寬，優化風口平臺與爐殼之間的密封，地面采用耐熱混凝土整體澆筑，風口平臺起到了很好的遮煙擋塵作用，提高了3個鐵口的除塵能力，消除了煙塵溢出風口平臺的現象。

7 爐頂齒輪箱循環軟水冷卻

爐頂布料器為PW公司生產的水冷齒輪箱，齒輪箱冷卻板為蛇形管結構，冷卻水源采用中壓凈環水，由于當地水質過硬，導致蛇形管內部結垢嚴重，經常將蛇形管堵塞，影響冷卻水量，嚴重時將蛇形管完全堵死，齒輪箱上水槽高水位報警冷卻水溢流，被迫減少冷卻水量，造成齒輪箱冷卻能力下降，齒輪箱溫度持續偏高，嚴重影響齒輪箱的運行質量和使用壽命，生產中經常利用高爐檢修時采用管道酸洗和解體清理的方法處理，但終究不能根治，過一段時間又故障重現。高爐大修時將冷卻水改成了軟水，用風口小套二次加壓水做為齒輪箱冷卻水水源，徹底解決了齒輪箱蛇形管結垢的難題，穩定了齒輪箱的冷卻水量，保證了齒輪箱的冷卻強度，提高了齒輪箱的運行質量。

圖2 安鋼2號高爐原鐵口框架結構示意圖

8 鐵口框架結構改造

原鐵口框架結構如圖2所示，鐵口框爐殼以外部分過短，鐵口框架護板與爐殼的間距只有165mm，主溝制作時耐材緊貼高爐爐殼，造成此部位爐殼在長期的生產過程中始終處于高溫狀態，散熱 不良，久而久之爐殼發生碳化，常發生開裂跑煤氣現象，處理難度較大且不能根治；再有因主溝耐材直接與爐殼接觸，一旦主溝耐材有缺陷，鐵水將滲透過去燒損爐殼，嚴重時爐殼及冷卻壁都將被燒毀，釀成較大事故。大修時對鐵口框架進行了改造，如圖3所示，將鐵口框架爐殼以外部分加長200mm，在主溝耐材和爐殼間增加隔板，使主溝與爐殼完全分離，距離200mm，有利于爐殼通風冷卻，大大降低了爐殼的工作溫度，消除了爐殼碳化開裂故障的發生，同時主溝與高爐爐殼分離后，避免了主溝滲鐵對爐殼的侵蝕，保證了爐殼的使用安全。

圖3 安鋼2號高爐改后鐵口框架結構示意圖

9 結論

9.1采用空料線回收煤氣法，利用煤氣分析判斷料面位置，采用較大風量，縮短了降料面時間，延長了回收煤氣時間，既減少了環境污染又創造了效益，料面整體降至風口中心線以下，爐墻無粘接物，為高爐扒爐提供了贏得了時間。

9.2殘鐵孔位置選擇準確，水平擺動溝槽設計巧妙，操作安全可靠，使得整個放殘鐵過程安全順利，爐內殘鐵所剩無幾，減輕了扒爐的難度。

9.3風口大套在線加工新工藝有采用，保證了與中套的密封效果，避免了更換大套的繁重工作量和焊接缺陷，風口大套在線修復與爐內更換冷卻壁互不影響，由主線施工變成了輔線施工，縮短了大修工期。

9.4鐵口框架及主溝的改造，改善了鐵口區爐殼的工作環境，解決了困擾多年的安全生產隱患。

9.5水冷齒輪箱冷卻水改軟水，消除了齒輪箱蛇形管內壁結垢的現象，改善了設備的運行質量，降低了工人的勞動強度。