李偉偉，蔣 益，姜彥冰，張 南，董建興，滕雪亮

（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口 115007）

摘 要：本文闡述了鞍鋼鲅魚圈 1#高爐（第一代）大修停爐出殘鐵操作的過程以及經(jīng)驗總結(jié)。本次出殘鐵操作，為鞍鋼首次 4000m³高爐出殘鐵，從出殘鐵方案的審定，殘鐵口位置的確定，殘鐵溝與殘鐵坑的設計與制作均進行了嚴密的論證。從操作實踐結(jié)果看，放殘鐵效果較好，爐缸殘留渣鐵較少，放殘鐵操作圓滿成功，為高爐大修工程順利進行奠定了基礎。

關(guān)鍵詞：出殘體；大修；大高爐

鞍鋼鲅魚圈 1 號高爐（4038m³ ）由中冶賽迪設計，第一代爐齡于 2008 年 9 月 6 日開爐投產(chǎn)。自入 2011年開始，爐缸環(huán)碳溫度升高，隨著時間的推移，爐缸侵蝕逐漸加重，爐缸側(cè)壁溫度最高點達 520℃，超紅色警戒線 70℃，存在重大安全隱患并嚴重制約生產(chǎn)。于 2018 年 6 月 6 日停爐，運行 9 年 9 個月，單位爐容產(chǎn)鐵 6546t。本次大修高爐本體范圍：更換爐缸全部冷卻壁和耐材、更換爐腹部分冷卻板、更換爐身第 12 段冷卻壁，設計工期 66 天，時間緊任務重，出殘鐵是否成功直接影響主線工期。

1 出殘鐵方案確定

1.1 爐缸侵蝕情況

鞍鋼鲅魚圈 1 號爐缸設計 6 段冷卻壁，其中二段和鐵口區(qū)域為光面銅冷卻壁，六段為加厚光面鑄鐵冷卻壁，一、二、三、四段為低絡光面鑄鐵冷卻壁。爐底四層 UCAR 大塊碳磚，第一層為 CJR 石墨磚，第二至四層為 D 級大塊碳磚。爐底第四層碳磚上表面為瑞爾陶瓷杯墊。爐缸側(cè)壁為 66 層 UCAR 小塊碳磚，靠近冷卻壁熱面為 NMD 半石墨磚，靠近爐缸內(nèi)型一側(cè)為 NMA 碳磚。爐缸側(cè)壁圓周方向溫度監(jiān)測點為 8 個方向，角度差為 45°，平均分布，每個方向電偶為兩支，插入深度分別為 150mm 和 300mm。投產(chǎn)后考慮到爐缸監(jiān)測點覆蓋面較窄，后在爐缸新增溫度監(jiān)測點 89 點，主要集中在爐缸 H2、H3、H4 段，每點兩支電偶，插入深度為 50mm 和 150mm，拓寬電偶監(jiān)測范圍。

自 2011 年開始，爐缸側(cè)壁溫度明顯上升，首先升高的部位為爐缸正西方位，第 19 層環(huán)碳（標高 8.595m）溫度點 TE589（插入碳磚深度 300mm），至 2011 年 7 月最高上升至 511℃。2012 年 10 月，10 層環(huán)碳（標高7.55m），TE5303 和 TE5315 先后超過 500℃。

1.2 出殘鐵方案確定^[4] 

鲅魚圈 1#高爐設計 4 個出鐵口，出鐵口夾角為 78°和 102°，圓周均勻分布。鐵水運輸方式為魚雷罐運輸，出鐵場平臺下東西兩側(cè)分設 4 條鐵道線，進行鐵水運輸。高爐爐缸和最近的鐵道之間均有出鐵場承重梁，考慮到現(xiàn)場作業(yè)條件，決定采取地坑儲鐵的傳統(tǒng)出殘鐵方案。根據(jù)現(xiàn)場條件殘鐵口方位定在 1#和 2#鐵口之間，正西方向。

殘鐵口位置的確定^[5]。根據(jù)爐缸側(cè)壁溫度，標高為 7.55m 的第 10 層環(huán)碳的為溫度檢測最高點，說明在垂直方向上，該高度的爐缸耐材被侵蝕最為嚴重。根據(jù)爐缸象腳侵蝕原理和爐底炭層溫度（爐底中心炭層最高溫度 580°）推斷爐底侵蝕程度較為輕微，很可能陶瓷杯底仍然存在。通過多次技術(shù)研討，確定在標高 6.8m處，即爐底碳磚上表 0.4m 處為殘鐵出口標高，預測爐底陶瓷杯底侵蝕程度小于 50%（見圖 1）。

2 出殘鐵前準備

2.1 出殘鐵能源介質(zhì)準備

（1）殘鐵溝設兩條焦爐煤氣管路，兩個煤氣包，直徑：32mm。

（2）兩條氧氣管路，氧氣包直徑：32mm。

（3）壓壓縮空氣管路，空氣包直徑：32mm。

（4）兩條水管，水包直徑：32mm。

2.2 殘鐵溝和殘鐵坑的鋪設

殘鐵溝的設計與制作。殘鐵溝坡度為 10°，鐵溝外殼鋼板槽高度1000mm，寬 120mm，鋼板厚度 16mm。主殘鐵溝離殘鐵口眼標高距約為400mm，殘鐵溝用鋼結(jié)構(gòu)支撐，前端同爐殼焊接牢固，鐵溝兩側(cè)架設工作平臺和上下安全走梯。殘鐵溝內(nèi)部耐材結(jié)構(gòu)為：平砌一層耐火磚，耐火磚表面鋪設 100~150mm 厚有水炮泥，煤氣火烘干后再墊 150mm 厚溝泥（見圖 3）。

殘鐵坑的設計與制作。殘鐵坑位于爐缸西南側(cè) 6#和 7#鐵道區(qū)域，地平向下挖 1000mm，底層鋪 300mm焦粉，上層鋪 200mm 搗打料并用烘干器烘干。用散料隔開成 88 個 2.3mm×2.3m 的小單元，設計容鐵量為1900t。為防止渣鐵外溢，殘鐵坑外圍用散料疊高 300~500mm 擋墻（見圖 4）。

3 出殘操作實踐

3.1 制作殘鐵口泥套

選定的殘鐵口眼部位，設備人員切割殘鐵口爐皮，開孔面積 800mm×800mm。爐前人員將冷卻壁內(nèi)部積水用壓縮空氣吹掃干凈，并在冷卻壁開孔 600mm×600mm。清理泥套部位殘渣鐵和冷卻壁內(nèi)與爐皮間填料，至爐皮起摳進至碳磚部位（大約 340mm），用硬泥填實至與殘鐵溝下部連接，填料厚度 250~300mm，殘鐵口直徑 100~150mm 并用煤氣火烘干（殘鐵口制作見圖 5）。同時為保證作業(yè)條件和環(huán)保要求，將爐前除塵引至殘鐵口處，作臨時除塵。

3.2 出殘鐵操作

出殘鐵過程中以殘鐵口中心點外 30m 內(nèi)設置安全警戒線，懸掛安全警示標志，出殘鐵時制定專人負責現(xiàn)場警戒。高爐主管技師負責對燒氧設備檢查和確認，燒氧人員必須按要求穿戴好勞動保護用品（防熱服、毛巾、面罩、Co 報警儀）。提前備好生產(chǎn)工具（氧氣管、扦子、大錘、鉤）。6 日 8:00 熱風爐處理凈煤氣，爐前準備燒殘鐵口工作，7 日 3:00 開始燒冷卻壁，8:00 擴殘鐵口冷卻壁完畢，10:00 開始做殘鐵口泥套，鋪殘鐵溝并開始烘烤，下午 13:00 開始燒殘鐵口出殘鐵，17:56 殘鐵口燒開，開始出殘鐵。前期鐵流較大，緩沖區(qū)和擋墻起到了作用，鐵水進過緩沖區(qū)后順利的分配到殘鐵坑中。23:25 出殘鐵結(jié)束，殘鐵口眼用有水炮泥堵住，共出殘鐵 835t。

4 總結(jié)

（1）本次出殘鐵操作是鞍鋼 4038m³高爐首次出殘鐵操作。由于現(xiàn)場環(huán)境復雜，工期緊張，煉鐵部技術(shù)工作者制定了科學完善的出殘鐵方案，保證本次出殘鐵操作安全順利的完成，開創(chuàng)了鞍鋼大型高爐停爐技術(shù)的新篇章。

（2）從后期爐缸耐材拆扒時的驗證結(jié)果看，本次出殘鐵作業(yè)非常成功。爐缸拆扒過程中，進入爐缸勘察發(fā)現(xiàn)，整個爐缸殘鐵放凈，爐底陶瓷杯底露出，爐底沒有殘存鐵塊，大大節(jié)省了爐缸耐材拆扒的時間。

（3）本次出殘鐵操作的不足之處。對出殘鐵前期準備工作量預計不足，前期冷卻壁停水，改管道，以及漏水導致焊接困難等因素，導致出殘鐵前期準備施工時間長達 28h。加上殘鐵口的制作，至 7 日 17：56 殘鐵才燒出，從停爐到出殘鐵歷時近 36h。由于間隔時間長，導致殘鐵燒出困難，燒鐵口時間長達 5h，增加了工人的勞動強度。同時由于間隔時間長，爐缸側(cè)壁凝固固態(tài)渣鐵層，也增加了爐缸耐材拆扒的工作量。

參 考 文 獻

[1] 王筱留. 鋼鐵冶金學(煉鐵部分)[M]. 北京: 冶金業(yè)出版社, 1991.

[2] 周傳典. 高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 2003.

[3] 那樹人. 煉鐵工藝計算[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1999.

[4] 李建軍. 鞍鋼 3200m³高爐大修停爐操作實踐[J]. 鞍鋼技術(shù), 2018(2): 42-45.

[5] 田景長. 鞍鋼 2580m³高爐大修停爐實踐[J]. 鞍鋼技術(shù), 2016(2): 49-51.