唐鋼中厚板1#高爐爐缸側(cè)壁碳磚溫度異常升高的處理實踐

王同倫

（唐山中厚板公司，河北 唐山 063000）

唐鋼中厚板1#高爐爐容為1500m3，有24個風口送風，爐前設(shè)2個出鐵口，夾角75°。爐頂采用WZ型無料鐘串罐下料、主皮帶上料模式，爐喉設(shè)十字測溫、爐頂成像裝置。爐型采用薄壁噴涂造襯，爐缸采用陶瓷杯+炭磚的爐底爐缸結(jié)構(gòu)，冷卻壁采用光面冷卻壁與鑲磚冷卻壁相結(jié)合的軟水密閉循環(huán)冷卻。高爐煤氣處理采用重力除塵，后續(xù)配備布袋干法除塵。2014年10月19日定修，對該區(qū)域進行了爐缸冷卻壁熱面灌漿，送風后該區(qū)域的319.5°方向的溫度很快便升高至450℃，隨后仍呈上漲趨勢，到2015年8月2日該點溫度最高至628℃。下面針對1#高爐爐缸側(cè)壁碳磚溫度異常升高的原因和處理方法進行總結(jié)分析。

1 爐缸側(cè)壁溫度異常升高的原因

1.1 串煤氣的影響

2014年10月19日定修進行爐缸灌漿，當時灌漿料采用的是2#高爐剩下的灌漿料，灌漿后爐缸側(cè)壁319.5°方向短時間上升了約90℃。

1#高爐爐缸溫度高的部位是大修時開大門的位置，屬于新、老爐殼接口位置，正常生產(chǎn)后，因熱應(yīng)力破壞爐殼變形造成爐缸漏煤氣。

大修時五-八帶軟熔區(qū)域的冷卻壁更換的不徹底，139.5°至234°區(qū)域的冷卻壁基本上是舊冷卻壁，進入2015年后該區(qū)域的煤氣漏點較多，U型彎破損較為頻繁。

1.2 渣鐵環(huán)流影響

通常狀況下，2000m3以下高爐一般是兩個鐵口對稱分布，死鐵層深度一般為2m。唐鋼中厚板1#高爐受場地限制、資金投入等因素影響，設(shè)計上存在先天缺陷，兩個鐵口夾角僅為75°，死鐵層深度設(shè)計為1.8m。對于這種爐缸死鐵層偏淺和鐵口夾角較小的高爐，當死料柱透氣性和透液性顯著下降時，滴落帶下落的鐵水難以穿過中心焦柱而大量流向爐缸周邊，必然加重爐缸側(cè)壁熱負荷，側(cè)壁炭磚受到渣鐵強烈沖刷而發(fā)生環(huán)流侵蝕[1]。

2 控制爐缸側(cè)壁溫度異常升高的措施

2014年10月以來，唐鋼中厚板1#高爐通過研究分析，逐步摸索控制爐缸側(cè)壁溫度升高的操作措施，輔以外部維護，基本解決了長期困擾生產(chǎn)的長壽技術(shù)難題，實踐證明這些措施是行之有效的。

2.1 加鈦礦護爐

含鈦物料的加入方法是配加一定含鈦量的燒結(jié)礦和鈦球。上調(diào)燒結(jié)礦TiO2含量至0.50%，球團TiO2至1.8%～2.0%，[Si]控制在0.4%～0.5%、通過爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整，保證入爐鈦負荷在5kg/tFe～7kg/tFe，鐵水含鈦量控制在0.120%～0.150%。9月份以后1#高爐堵4#風口限產(chǎn)能，爐缸側(cè)壁碳磚溫度開始呈現(xiàn)下降趨勢，遂逐步降低入爐鈦負荷以保證爐缸活躍。

2.2 爐襯溫度穩(wěn)定的控制

為了使渣皮穩(wěn)定，避免因渣皮頻繁脫落對氣流和熱制度造成影響，1#高爐自2014年將爐渣二元堿度由1.05～1.10提高到1.10～1.15后，2015年1月下旬繼續(xù)進行提高爐渣堿度的試驗，將二元堿度逐步穩(wěn)定在1.15以上，高時接近1.2水平。堿度提高以后，有利于降低（SiO2）活度，減少[Si]的還原，具體波動趨勢見圖1。

圖1 1#高爐爐溫及爐渣堿度對照關(guān)系

通過上提爐渣堿度的試驗，高爐渣系漸趨合理，進入2月下旬以后，處在軟熔區(qū)域的爐襯10～13層溫度整體呈下行趨勢，波動幅度明顯漸小（見圖2），說明渣皮逐漸穩(wěn)定，脫落減少，爐型逐漸規(guī)整，氣流分布合理穩(wěn)定，高爐爐缸熱量充沛穩(wěn)定。

圖2 1#高爐軟熔區(qū)域十-十三層溫度趨勢

2.3 爐缸冷熱面灌漿

爐缸灌漿有兩種形式，一種是對爐缸冷卻壁熱面進行灌漿，碳磚與冷卻壁熱面之間有一層炭質(zhì)搗料層，通過灌漿以消除碳素搗料層與冷卻壁熱面之間的氣隙，提高爐缸有效傳熱，強化冷卻。另一種是冷卻壁與爐殼之間進行灌漿，通過碳磚電偶所測得高溫點，確定鉆孔的部位，鉆孔的深度必須保證穿透爐殼而不傷及冷卻壁[2]。

2.4 爐皮漏點的治理

1#高爐爐皮漏點主要集中在兩個區(qū)域，一個區(qū)域是在139.5°～240°的舊冷卻壁區(qū)域，U型彎破損較為頻繁。尤其是六-七帶200°～240°區(qū)間爐皮（此塊爐皮大修時進行過挖補更換），正常生產(chǎn)后，受熱應(yīng)力破壞影響，爐皮局部有大裂縫。

2.5 優(yōu)化操作制度

為了控制邊緣，活躍中心，以減弱渣鐵環(huán)流沖刷侵蝕碳磚，抑制爐缸側(cè)壁溫度升高趨勢，對風口布局進行了調(diào)整。利用幾次定修的機會，將爐缸側(cè)壁溫度偏高的區(qū)域上方風口逐步加長、并縮小風口直徑。

因爐缸側(cè)壁溫度升高趨勢無法得到抑制，2015年8月初定修，堵上爐缸側(cè)壁高溫度區(qū)域?qū)?yīng)的4#風口，風量仍按照3050m3/min，標速由188m/s提高至195m/s控制，在維持產(chǎn)量不變的情況下，減少爐缸煤氣向邊緣發(fā)展，最終使爐缸側(cè)壁碳磚溫度得到控制。

3 效果

1#高爐通過綜合治理措施的實施，爐缸側(cè)壁碳磚高點溫度得到了較好的控制，尤其是去年8月份以后，高點溫度下降的幅度較大，到2016年1月捅開風口、提高富氧率后，該點溫度基本穩(wěn)定在220℃左右。在爐缸側(cè)壁碳磚溫度綜合治理期間，雖受一些外圍因素影響，但通過優(yōu)化操作制度，在取得了爐缸側(cè)壁碳磚溫度得到有效控制的同時，保持爐況穩(wěn)定順行，燃料消耗和煉鐵成本也達到歷史最低水平，具體指標見表1。

表1 2015年下半年1#高爐主要技術(shù)指標

注：9月消耗升高、成本升高與燒結(jié)脫硫事故有關(guān)，在此期間1#高爐被迫混上大量落地燒結(jié)礦，還配吃了一部分唐鋼本部及不銹鋼公司的汽運來的燒結(jié)礦，該燒結(jié)礦受制造成本及運輸費用影響，造成原料成本有所升高。

4 結(jié)語

經(jīng)過近1年來的爐缸側(cè)壁碳磚溫度處理實踐，1#高爐爐缸側(cè)壁碳磚溫度異常升高的主要原因是該區(qū)域冷卻壁冷、熱面存在氣隙，通過上述一系列的措施綜合治理后，局部竄煤氣的現(xiàn)象明顯減輕，氣隙通道逐步被堵塞，最高點電偶溫度持續(xù)下降至安全范圍之內(nèi)。在降低富氧量控制產(chǎn)能后，有效的降低了環(huán)流的沖刷強度，對改善高爐爐缸側(cè)壁碳磚侵蝕起到了積極作用。