嚴(yán)曉東
（福建三鋼閩光股份有限公司，福建 三明 365000 ）
摘 要：針對(duì)三鋼 5 號(hào)高爐爐役末期爐缸水溫差和爐殼溫度達(dá)到了安全冶煉警戒值。 通過(guò)加強(qiáng)爐缸狀態(tài)監(jiān)控，并增加爐缸局部區(qū)域冷卻強(qiáng)度、堵風(fēng)口、使用鈦礦等一系列相關(guān)護(hù)爐技術(shù)措施，有效控制了爐殼溫度和爐缸環(huán)碳溫度的上升趨勢(shì)，高爐生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了安全長(zhǎng)壽、穩(wěn)定低耗。
關(guān)鍵詞：高爐護(hù)爐 爐缸 實(shí)踐
1 引言
三鋼 5 號(hào)高爐有效容積 1050m3 ，設(shè)有 2 個(gè)鐵口，20 個(gè)風(fēng)口，設(shè)計(jì)一代爐齡壽命 10 年以上。在設(shè)計(jì)中采用了一系列先進(jìn)的新技術(shù)、新設(shè)備：PW 緊湊型串罐無(wú)料鐘爐頂，爐缸、爐底使用微孔炭磚、陶瓷杯，大功率短焰燃燒器頂燃式熱風(fēng)爐，干法布袋煤氣除塵及 TRT 發(fā)電，高爐本體自動(dòng)測(cè)水溫差及熱流強(qiáng)度，爐頂煤氣紅外攝像，煤氣自動(dòng)取樣，高爐爐頂自動(dòng)噴霧等。5 號(hào)高爐于2007 年 9 月 20 日 11：08 點(diǎn)火投產(chǎn)。至今已生產(chǎn)十年多，爐缸二層和三層區(qū)域環(huán)炭熱電偶溫度、冷卻壁水溫差和爐殼溫度超過(guò)規(guī)定的警戒值，爐缸安全受到嚴(yán)重威脅。
2 第一階段護(hù)爐
2016 年 2 月份開(kāi)始環(huán)碳熱電偶溫度整體呈上行趨勢(shì)，爐缸 6995mmTE105C1 處熱電偶最高達(dá)到 650℃。2 月 17 日中班發(fā)現(xiàn)爐缸冷卻壁二層1#、2#、3#、4#、5#、38#、39#、40# 和 三 層 2#、3#、4#、5# 水溫差明顯升高，最高達(dá) 2.7℃，嚴(yán)重威脅到爐缸的安全生產(chǎn)。
2.1 加強(qiáng)爐缸局部區(qū)域冷卻強(qiáng)度
2016 年 2 月 17 日開(kāi)始將二層 1#、2#、3#、4#、5#、38#、39#、40# 冷卻壁和三層 2#、3#、4#、5#冷卻壁分別接上高壓水。由于環(huán)碳溫度整體上行，19 日將爐缸冷卻水量增加了 300t/h，提高高爐爐缸的整體冷卻的強(qiáng)度。24 日二層 1#、2#、3#、4#、5# 冷卻壁水溫差降至 1.3℃以下，二層 38#、39# 冷卻壁水溫差降至 1℃以下，20 日三層 2#、3#、4#、5# 冷卻壁水溫差降至 1.1℃以下。
2.2 堵風(fēng)口
2016 年 2 月 18 日利用休風(fēng)機(jī)會(huì)長(zhǎng)期堵死環(huán)炭溫度高對(duì)應(yīng)的 2# 風(fēng)口，降低風(fēng)口下方區(qū)域渣鐵沖刷。
2.3 加強(qiáng)爐缸狀態(tài)監(jiān)控
在二層、三層分別找出爐殼溫度相對(duì)較高的8 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤測(cè)溫，其中在西南面的二層、三層分別找出 6 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，東南面 2 個(gè)點(diǎn)，并且要求副工長(zhǎng)對(duì)測(cè)溫點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行測(cè)溫監(jiān)控并記錄在電腦上。
3 第二階段護(hù)爐
2018 年 3 月初爐缸、爐底多處溫度持續(xù)上升及爐殼溫度較高。爐缸 6995mmTE105E2 處（正西面）熱電偶最高達(dá)到 477℃，二層 33# 冷卻壁（正東面）爐殼溫度最高達(dá) 84℃，二層 11# 冷卻壁（正西面）爐殼溫度達(dá) 77℃。
3.1 加強(qiáng)爐缸局部區(qū)域冷卻強(qiáng)度
2018 年 2 月 25 日至 3 月 1 日分別對(duì)二層爐殼溫度較高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 8#、32#、34#、35# 冷卻壁分別接上高壓水。以提高爐缸冷卻能力，在炭磚熱面形成凝結(jié)層，以保護(hù)陶瓷杯脫落后的炭磚。
3.2 控制合理冶煉強(qiáng)度
隨著環(huán)碳溫度和爐殼溫度的升高變化，高爐冶煉強(qiáng)度也相應(yīng)調(diào)整。環(huán)碳溫度超過(guò)警戒值或爐殼溫度升到 70℃時(shí)，通過(guò)控制風(fēng)量、風(fēng)壓來(lái)控制冶煉強(qiáng)度。
3.3 堵風(fēng)口
2018 年 3 月 2 日高爐休風(fēng)堵正西面和正東面爐殼溫度較高對(duì)應(yīng)的 6# 和 16# 風(fēng)口，緩解鐵水環(huán)流對(duì)該方向沖刷侵蝕。為防止煤氣流分布不均勻影響到爐況順行，挖開(kāi) 2# 風(fēng)口（此位置爐殼溫度穩(wěn)定 50℃左右）。
3.4 調(diào)制度，放中心、抑邊沿
邊沿氣流發(fā)展，一方面加強(qiáng)了氣流對(duì)爐缸的沖刷攪動(dòng)；另一方面，生成的渣鐵集聚在爐缸邊沿，且中心偏弱后中心死料柱透氣透液性減弱，兩者疊加的作用造成鐵水環(huán)流加劇，對(duì)爐缸磚襯機(jī)械沖刷侵蝕加重。5 號(hào)高爐在氣流調(diào)節(jié)上注重“穩(wěn)定邊沿，打開(kāi)中心；穩(wěn)定中心，照顧邊沿”的指導(dǎo)思想。
3.5 控制合適的生鐵含 Si 量
生鐵含[Si]一方面影響鐵水的流動(dòng)性，流動(dòng)性太好，則對(duì)爐底爐缸的侵蝕加劇，流動(dòng)性太差則影響高爐生產(chǎn)，致使?fàn)t況波動(dòng)，從而反過(guò)來(lái)?yè)p壞爐底爐缸；另一方面，爐溫還影響鈦的還原，爐溫高鈦礦還原程度大，護(hù)爐效果好。目前 5 號(hào)高爐護(hù)爐期間要求[Si]的范圍控制在 0.45%~0.65%之間，確保生鐵含[Ti]在 0.08%~0.12%之間。
3.6 使用鈦礦護(hù)爐
鈦礦護(hù)爐機(jī)理 [1] ：鈦礦中的 TiO2 在爐內(nèi)高溫還原氣氛下，可產(chǎn)生 TiN、TiC 及 Ti （CN）高熔點(diǎn)化合物。純的 TiC 為 3150℃，TiN 為 2950℃，這些高熔點(diǎn)鈦的碳氮化合物在爐缸爐底與鐵水及鐵水中析出的石墨等凝結(jié)在被侵蝕嚴(yán)重的爐缸爐底的磚縫和內(nèi)襯表面，從而對(duì)內(nèi)襯起到保護(hù)作用。3 月 2 日開(kāi)始配加鈦礦護(hù)爐冶煉，嚴(yán)格控制鐵水中 Ti 成分，[Ti]控制在 0.08%~0.12%，確保護(hù)爐效果。
配加鈦礦成分見(jiàn)表 1。
3.7 加強(qiáng)鐵口維護(hù)
加強(qiáng)與爐前的信息溝通，維護(hù)好鐵口，在不影響爐前開(kāi)口出鐵及渣鐵處理作業(yè)的前提下，鐵口深度按 2800~3000mm 的上限控制。爐前確保渣鐵排放及時(shí)，護(hù)爐階段爐溫較高渣鐵粘稠，容易造成爐內(nèi)壓量關(guān)系緊張，渣鐵未出凈的情況下采取零間隔出鐵，避免渣鐵聚集在爐缸造成爐況不利影響。正常情況下南北兩個(gè)鐵口保持均勻出鐵，盡量避免連出及出不凈的情況。
3.8 加強(qiáng)爐缸狀態(tài)監(jiān)控
爐缸溫度監(jiān)測(cè)是確保爐缸安全的重要手段。進(jìn)一步加強(qiáng)高爐爐缸側(cè)壁電偶、爐殼測(cè)溫、水溫差監(jiān)測(cè)等手段的控制，以便對(duì)爐缸安全運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌控。二層爐殼由原來(lái) 8 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)增加到32 個(gè)，三層由原來(lái) 8 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)增加到 27 個(gè)。正常情況下要求相關(guān)崗位每四個(gè)小時(shí)檢測(cè)記錄一次并記錄在電腦上，特別電偶和爐殼溫度相對(duì)高的部位重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)上報(bào)處理。在南北爐基方向加裝兩個(gè)攝像監(jiān)控并在爐殼溫度高的點(diǎn)安裝 20 個(gè)爐殼溫度在線實(shí)時(shí)監(jiān)控。2018年 3 月份二層爐殼溫度較高點(diǎn) 11# 和 33# 變化趨勢(shì)見(jiàn)圖 1。
3.9 建立完善的應(yīng)急預(yù)案體系。
建立爐缸爐底事故的應(yīng)急預(yù)案，各相關(guān)崗位人員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，舉行應(yīng)急預(yù)案演練。護(hù)爐期間保證爐基部位要保持干燥，爐基周圍拉警戒線禁止外圍人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。在爐缸出現(xiàn)異常時(shí)，要及時(shí)處理并匯報(bào)，確保安全生產(chǎn) 。
通過(guò)以上措施，5 號(hào)高爐取得很好護(hù)爐效果，不僅確保維持安全生產(chǎn)，而且各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)保持較好水平，護(hù)爐前后各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表 2。
4 結(jié)語(yǔ)
（1）爐缸環(huán)碳溫度和爐殼溫度過(guò)高，可適當(dāng)增加該區(qū)域的冷卻強(qiáng)度，提高冷卻效果，可有效減緩碳磚的侵蝕速度。
（2）可適當(dāng)控制冶煉強(qiáng)度，以減少鐵水環(huán)流對(duì)爐缸、尤其是鐵口區(qū)域碳磚的沖刷，減緩碳磚的侵蝕速度。
（3）重視鐵口對(duì)爐缸壽命的影響，爐前操作上應(yīng)加強(qiáng)鐵口維護(hù)，出凈渣鐵確保鐵口深度合格。
（4） 堵環(huán)炭溫度和爐殼溫度高對(duì)應(yīng)的風(fēng)口，緩解鐵水環(huán)流對(duì)該方向沖刷侵蝕。
（5）鈦礦護(hù)爐期間硅含量以 0.45%~0.65%為宜，鐵水中含鈦量控制在 0.08%~0.12%之間，這樣既能起到較好的護(hù)爐效果，又能維持爐況順行和方便爐前出凈渣鐵。