漢鋼1號高爐中修實踐

杜 強，張小帥

（漢中鋼鐵有限責任公司，陜西 勉縣 724200）

漢中鋼鐵有限責任公司（全文簡稱漢鋼）1號高爐有效容積1080 m3，由唐山設計院設計，九冶施工建設，2011年12月23日開爐。高爐設2個鐵口，20個風口；爐體采用軟水密閉循環冷卻系統;配備3座頂燃式熱風爐，空氣、煤氣雙預熱，設計熱風溫度1200℃,采用串罐無料鐘爐頂,槽下焦丁回收，皮帶上料，爐頂TRT發電，嘉恒法渣處理系統。2019年2月高爐進行了了大修，爐底爐缸改造為為陶瓷杯與炭磚復合結構。

2019年12月1號高爐熱風爐拱頂出現坍塌現象，高爐逼迫安排中修，在高爐中修過程中對高爐本體、熱風爐系統進項了適應性改造，高爐送風后高爐迅速達產達效，經濟技術指標提升，高爐實現了安全、順行、高效生產。

1 高爐存在的缺陷和技術改造

1.1 爐型設計缺陷和改造

高爐爐身上部13、14、15段冷卻壁與12段冷卻壁有明顯凸臺，凸臺的存在使13、14段冷卻壁水平方向高出12段300 mm（見圖1），高爐生產時嚴重影響上升煤氣流流向，物料下降至此處時，料層厚度呈不規則變化，高爐表現出上部制度調劑效果差，爐頂溫度長期低于100℃。高爐停爐后觀察爐身上部13、14、15段冷卻壁有明顯的的凸臺（見圖2）。

圖1 原設計的11—15段冷卻壁（mm）

圖2 停爐后看到的身上部冷卻壁凸臺

改造后，爐喉直徑由6000 mm擴大至6600 mm，12段冷卻壁到爐喉光滑過渡（見圖3）。開爐后高爐水溫差0.8～1.3℃，煤氣流分布合理，頂溫穩定在120～140℃，煤氣利用最高達48%以上，燃料比降至502.7 kg/t。

圖3 冷卻壁改造后（mm）

1.2 高爐風口長度的優化選擇

1號高爐使用的風口長度為560 mm，風口長度取風口設計的上限參數，導致高爐實際爐腹角小于原設計爐腹角。爐腹角過于偏小，造成爐腰爐腹容易結厚，停爐后爐腹結厚情況如下頁圖4。

圖4 爐腹結厚情況

根據經計算當風口長度為560 mm時實際爐腹角為78°7′12″，當風口長度為500 mm時實際爐腹角為79°15′45″，將風口長度由560 mm調整為500 mm，適當增大爐腹角，控制爐腹結厚。控制合適的爐腹角，結合冷卻強度調整，確保爐腰爐腹形成穩定的渣皮，保護爐腰爐腹冷卻壁。

1.3 熱風爐設計缺陷和改造

1號高爐的熱風爐是豫興最早的頂燃式熱風爐，本身存在較大設計缺陷，熱風爐存在的主要問題：

1）熱風爐拱頂采用高鋁磚砌筑，高鋁磚抗熱振性能差，變形量大，易破損脫落。

2）熱風爐拱頂座落在燃燒器上部，燃燒器承載整個拱頂的質量，在燃燒和送風交替時，拱頂的砌體結構會發生熱脹冷縮，出現破損塌落。

3）熱風爐上部硅質格子磚42層，總高度5040 mm，42層硅質格子磚下部是18層高鋁質格子磚高度約2160 mm，處于高溫部位。處于高溫部位的高鋁質格子磚容易渣化。

熱風爐涼爐后拱頂、燃燒室、熱風出口破損情況見圖5。

圖5 1號爐熱風爐耐材損壞狀況

中修時對1號高爐對3座熱風爐進行了修復，主要是更換燃燒器及燃燒器以上部位的耐材、更換熱風出口及熱風管道耐材。拱頂耐火磚更換為硅質磚、上部格子磚共60層更換為硅質格子磚。熱風爐中修結束后高爐的風溫穩定達到1200℃。

1.4 爐頂裝料設備改造

1號高爐原設計上、下料罐有效容積26 m3，裝入最大礦批39.5 t，隨著高爐產量不斷提升，高爐礦批不斷擴大，高爐在礦批選擇大于39.0 t時采用大小礦批的裝料模式上料，煤氣利用較差，爐溫不穩定。料罐裝入量限制了礦批擴大，不利于高爐料制調整和強化。下閥箱的擋料閥、上密封閥，下料不暢影響布料。

利用中修機會將上、下料罐容積擴大至29 m3，礦石最大裝入量達到45 t，焦炭最大裝入量17 t，為高爐優化操作創造了條件。

1.5 冷卻能力不足及冷卻結構不合理

1號高爐采用軟水密閉循環冷卻系統，總供水量2500 m3/h，水壓0.7 MPa。冷卻水流速偏低，僅1.6 m/s；爐缸冷卻強度不能單獨調整；冷卻能力不能滿足高爐強化的需要。冷卻參數如表1。

表1 1號高爐冷卻參數

高爐經改造后能達到3600 m3/h的總水量，冷卻水流速2.35 m/s，水溫差基本穩定在1.5～2.0℃之間，進水溫度控制（43±0.5）℃，達到合理冷卻參數控制范圍。改造后爐缸溫度穩定，為高冶強下爐缸安全奠定了基礎。

2 高爐中修技改后的技術指標

1號高爐4月19日送風，開爐順利，自2020年5月份開始，高爐逐步實施大礦批，去中心加焦，爐溫控制等技術手段，高爐的經濟技術指標不斷提高，高爐燃料比穩步下降，最低降至502.7 kg/t。1號高爐操作參數及經濟技術指標變化情況如197頁表2和表3。

3 結論

高爐生產全過程是一項系統工程，要持續圍繞順行提產、節能降耗、安全長壽開展系統性的改善和優化工作。

1）抓住檢修機會，對高爐系統進項必要的改造，堅決消除高爐運行過程影響經濟技術指標提升的因素。

2）不斷更新高爐操作管理理念，向先進水平對標，改善高爐的原燃料水平和裝備水平，以實現高爐先進的操作管理理念。

3）重視創新技術應用，通過數字化、智能化、可視化、的等手段的應用，實現高爐精確管理控制。