李新勝  席光強(qiáng)  孫強(qiáng)

（臨沂江鑫鋼鐵有限公司，山東 臨沂276000）

摘要：本文對臨沂江鑫鋼鐵3#高爐爐底溫度升高護(hù)爐實踐進(jìn)行了總結(jié)。結(jié)合高爐生產(chǎn)實際，采取了提高鈦負(fù)荷、加強(qiáng)鐵口維護(hù)、調(diào)整操作參數(shù)等一系列綜合護(hù)爐措施，爐底溫度逐步下降，解除了安全警報，達(dá)到了安全生產(chǎn)。同時由于各種護(hù)爐措施的力度掌握較好，在護(hù)爐過程中，高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)未受到明顯影響，并在爐底溫度下降至430℃以下后，迅速轉(zhuǎn)入逐步強(qiáng)化冶煉。

關(guān)鍵詞：高爐；爐底溫度；護(hù)爐；高效

1 高爐基本概況

    江鑫鋼鐵 3號高爐，有效容積1080m³，設(shè)20個風(fēng)口，2個鐵口，爐喉直徑6000mm，爐缸直徑7600mm，上料系統(tǒng)采用斜橋主卷揚提升－料車裝卸料形式，雙軌交替上料；爐頂采用PW串罐無料鐘爐頂設(shè)備；爐體采用全冷卻壁軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)，爐腹、爐腰及爐身下部采用4段銅冷卻壁；爐缸耐材采用國產(chǎn)（2層超微+2層微孔）大塊碳磚和2層陶瓷墊的結(jié)構(gòu)；出鐵場為南北雙矩形，平坦化結(jié)構(gòu)；采用水沖渣處理設(shè)施；三座改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐；采用全干法煤氣除塵并設(shè)“TRT”發(fā)電裝置。

2 高爐運行狀態(tài)

2.1 高爐順行狀況

3#高爐于2012年11月10日開爐，實現(xiàn)一次投產(chǎn)成功，投產(chǎn)后，順行狀態(tài)良好，冶煉強(qiáng)度逐步提高，但自投產(chǎn)至2016年因各方面原先各項指標(biāo)偏低。2016年底至今，高爐穩(wěn)定順行，各項經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)逐漸提高，單位爐容產(chǎn)鐵8465.38t/m³，預(yù)計按計劃到2021年10月停產(chǎn)，將達(dá)長壽高爐標(biāo)準(zhǔn)（2015年環(huán)保限產(chǎn)停爐，3#爐3月停爐，2015年8月份開爐生產(chǎn)。高爐自投產(chǎn)至今，無大中修）。3#高爐2013-2020年生產(chǎn)指標(biāo)見表1。 

2.2 高爐爐底溫度升高情況

    自2020年2月11日起，爐底3層溫度整體呈上升趨勢，其中103-2a點溫度較高，3月5日上升至487℃，爐底碳素?fù)v料層溫度由2月10日的102℃逐步上升，至3月5日上升至135℃。為保證爐缸安全，延長高爐一袋爐役，于2020年4月1日開始加鈦球護(hù)爐，4月、5月份采取強(qiáng)制性護(hù)爐，維持生鐵[Ti]含量0.14%以上，6月份維持生鐵[Ti]含量0.12%左右，爐底溫度穩(wěn)定在390℃左右，4月下旬取得一定護(hù)爐效果后，逐步進(jìn)行強(qiáng)化冶煉。爐底3層溫度變化趨勢見圖一，側(cè)壁TE108層溫度變化趨勢見圖二。備注：103-2a(4a、6a、8a)點熱電偶插入深度2965mm，8a點熱電偶開爐不久就損壞。

圖1  爐底103層溫度變化趨勢圖

圖2 爐缸側(cè)壁溫度變化趨勢圖

2.3 爐底溫度升高的原因分析

   （1）鐵水環(huán)流。鐵水環(huán)流加劇鐵水對炭磚滲透和沖刷，造成炭磚出現(xiàn)分步性和階段性分層和粉化后剝離，此時，會造成對應(yīng)部位檢測點溫度跳躍式波動。

   （2）化學(xué)氧化侵蝕。堿金屬和鋅均能滲透到炭磚微隙內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成炭磚體積膨脹，引起炭磚粉化。

   （3）產(chǎn)量波動引起爐內(nèi)死焦柱形狀變化，磚襯熱面結(jié)構(gòu)，磚襯內(nèi)部結(jié)構(gòu)受爐溫變化引起結(jié)構(gòu)變形改變有關(guān)。

   （4）3#高爐自2012年11月10日開爐以來持續(xù)高強(qiáng)度冶煉已達(dá)7年零4個月，在同類型高爐屬于長壽高爐，加之2015年環(huán)保停產(chǎn)，3月份、10月份停開爐兩次，對爐缸、爐底耐材損傷較大，降低耐材使用壽命。

3 護(hù)爐措施

3.1 提高冷卻強(qiáng)度，增加爐底冷卻水流量

    2月23日爐底冷卻水全開，水量由170m³/h，加至240m³/h左右，加大爐底冷卻水量后，爐底溫度有所下降。

3.2 適當(dāng)降低冶煉強(qiáng)度

    自2月11日采取限產(chǎn)措施，富氧量由12000m³/h降至3000m³/h，風(fēng)量由3050m³/min降至2900m³/min，同時爐內(nèi)采取進(jìn)一步降低頂壓使用水平，降低冶煉強(qiáng)度的措施。

3.3 調(diào)整高爐操作參數(shù)

    生鐵[Si]由 0.25%-0.40%提高至 0.35%-0.50%，促進(jìn)鈦還原，爐渣堿度提高至1.20倍-1.25 倍，生鐵含硫低于0.03%，嚴(yán)禁低爐溫高硫，利于形成石墨碳保護(hù)層。

3#高爐生鐵[Si]和生鐵[Ti]含量見圖三。

圖3 生鐵[Si]、[Ti]含量趨勢圖

3.4 提高鈦負(fù)荷，強(qiáng)化護(hù)爐

    利用 TiO ₂ 還原生成[Ti]后，形成 [TiC]、[TiN] 以及固溶體 Ti(C，N)，在冷卻強(qiáng)度大的部位沉積，即侵蝕較嚴(yán)重的部位，形成保護(hù)層，達(dá)到護(hù)爐的目的。2020年4月1日配加鈦球250kg/批，7日增加至300kg/批，提高鈦負(fù)荷至8kg/t(Fe)。生鐵中[Ti]含量由原來的0.06%提高到0.12%以上，[Ti]含量持續(xù)高達(dá)0.162%，取得了良好的效果。

3.5加強(qiáng)鐵口維護(hù)

    鐵口深度控制在 2.3 米至 2.5 米，嚴(yán)禁潮鐵口出鐵，嚴(yán)禁悶炮操作，減少燒鐵口次數(shù)，保持全風(fēng)高壓堵口率，加強(qiáng)鐵口維護(hù)，維護(hù)鐵口泥包完整。提高鈦負(fù)荷后，及時打開鐵口，避免鐵前憋風(fēng)，破壞高爐順行，避免崩料、懸料。

4 高效護(hù)爐效果

此次護(hù)爐從配加鈦球至爐底TE103-2a溫度低于400℃，歷時 56 天，時間短，效果良好，護(hù)爐期間、后期技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好。同時沒有因鈦護(hù)爐造成爐缸堆積，不增加高爐操作難度，不影響后續(xù)高爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的改善。也符合首鋼等高爐停爐后的解剖實際測量侵蝕規(guī)律：即：

第一，越是侵蝕嚴(yán)重的地方，沉積越厚，即最需要的地方，補的最多；

    第二，越是冷卻強(qiáng)度大的地方，沉積的越厚，這地方一般也是距冷卻壁最近的地方，溫度最低，鈦化物最容易析出。

5   結(jié)語

    （1）由于處于爐役末期，在爐缸炭磚溫度升高階段就引起足夠重視，分析出主要原因，及時采取一定的護(hù)爐措施，此次江鑫鋼鐵3#高爐護(hù)爐，是在爐底炭磚溫度上升階段沒有超過警戒值，就采取護(hù)爐措施的。

    （2）在爐缸受到侵蝕時，采用含鈦爐料護(hù)爐是一種重要的措施。利用含鈦爐料護(hù)爐是一個長期和不斷調(diào)整的過程，要根據(jù)高爐實際情況及時調(diào)整鈦負(fù)荷，以利于高爐技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)化。

   （3） 由于江鑫鋼鐵3#高爐處于爐役后期，要樹立長期護(hù)爐觀念，維持一定的鈦負(fù)荷水平，加強(qiáng)鐵口維護(hù)，改善原燃料條件，提高焦炭熱強(qiáng)度，降低有害元素含量，達(dá)到高爐長壽與改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的統(tǒng)一，做到長壽與強(qiáng)化的統(tǒng)一。

    （4）高爐中后期必須想辦法提高其冷卻強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1]  劉云彩. 預(yù)防高爐爐缸燒穿， 中國冶金. 2013，6.

[2]  夏萬順等.邯寶1號高爐爐缸側(cè)壁溫度升高的治理，煉鐵，2016，4.

[3]  李連仲.首鋼四號高爐爐缸燒穿修復(fù)和生產(chǎn)，1985年(內(nèi)部資料)

[4]  湯清華，爐缸爐底燒穿事故，載：高爐失常與事故處理 張壽榮主編

[5]  張福明等. 現(xiàn)代高爐長壽技術(shù)，北京：冶金工業(yè)出版社，2012年.

[6]  張壽榮，于仲杰等編著.高爐失常與事故處理[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2012.

[7]  鄭艾軍，龐江等，宣鋼 1 # 高爐高效綜合護(hù)爐技術(shù)措施