延长竖炉寿命的措施与实践*

郑华 庞秋林 魏立 赵永良

(安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司)

延长竖炉寿命的措施与实践*

郑华 庞秋林 魏立 赵永良

(安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司)

对影响安钢永通公司3号竖炉寿命的因素进行了分析，通过采取导风墙补漏、炉墙喷补、水箱冷却改进等措施，有效解决了冷风口、喷火口及导风墙部位耐火材料磨损，分配室顶部等部位变形跑火、跑风及炉壳烧红等问题，延长了竖炉寿命。

竖炉寿命 导风墙补漏 炉墙喷补

0 前言

永通铸管公司有三座10 m2竖炉，1号、2号竖炉为永通公司两座450 m3高炉提供球团矿，3号竖炉球团供集团公司炼铁厂。3号竖炉建于2005年10月，按正常生产条件下使用寿命应在5年以上。随着炼铁技术进步及降本增效的要求，对球团矿抗压强度、含粉率、冶金性能均提出了更高要求。2006年起生产高镁球团矿，球团MgO含量≥2.0%。生产高镁球团矿后，工艺焙烧制度进行了相应调整，焙烧温度提高100℃以上，风量大幅增加。竖炉长期高温大风量生产，炉体结构稳定性和耐材寿命受到很大的影响，先后产生导风墙出现孔洞、炉墙冲刷出现凹坑、分配室顶部烧红烧穿等现象，严重影响竖炉寿命。

1 概况

永通竖炉原生产普通酸性氧化球团，为提高球团矿冶金性能，适应高炉冶炼需要，球团生产中通过配加高镁矿、高镁粉来提高球团矿MgO含量，由0.8%提高至2.0%以上。球团MgO含量提高，冶金性能改善，但在相同的焙烧条件下，会对抗压强度带来不利影响［1］。实际生产中，随着球团矿MgO含量的提高，球团矿抗压强度呈下降趋势，排出的球团矿红球数量增加，无法保证炼铁需要。为此，须提高预热温度和焙烧温度，相应增加煤气、助燃风和冷却风量。燃烧室温度由生产普通酸性氧化球团时的1050℃，提高到生产高镁球团矿条件下的1180℃。相关焙烧工艺参数见下表1。

表1 球团焙烧工艺参数

2 问题及分析

竖炉长期高温大风量生产，使炉体结构稳定性和耐材寿命受到很大的影响，具体情况如下:

2.1 导风墙出现孔洞

由于冷风风量大幅增加，导风墙下部经受高温球团矿磨损和冷却风冲刷，导致导风墙稳定性受到严重破坏。3#竖炉从2008年9月中修投入生产后，先后五次在导风墙底部不同部位被风、料冲刷成五个形状大小不等的孔洞，而导风墙上部整体结构依然良好。孔洞形成后，部分下降的球团矿不经过炉膛正常焙烧而钻进孔洞，形成短路，未能进行充分焙烧和均质过程，球团矿出现夹生现象，强度差，粉末多，红球数量明显增加。

2.2 炉膛墙体出现凹坑

生产过程中由于冷风、球团及粉状颗粒长期对炉墙耐火材料冲刷和侵蚀，炉墙内衬高铝砖磨损变薄，冷风口附近尤为严重，炉墙外侧保温砖不能抵挡炉内高温炉料的热负荷冲击，炉壳烧红变形。2009年在检修过程中发现冷风口上下1 m范围，原厚度230 mm的R－1内衬砖被冲刷掉100 mm～200 mm，形成东西对应的两个大面积凹坑，深度高低不等。内衬高铝砖被冲刷后如不及时处理，竖炉寿命和安全生产会受到严重影响。

2.3 分配室顶部烧红烧穿

在竖炉整体结构中，最容易烧红、跑风、冒火的部位是分配室顶部和立墙交接部位，随着焙烧温度提高，燃烧室和分配室压力升高，膨胀加剧，分配室顶与炉口炉壳立面交接部位持续烧红烧穿、跑风漏火，常规灌浆方法不能根本解决问题。

2.4 齿辊系统寿命的缩短

原齿辊卸料系统齿辊与固定梁高差为60 mm，高差不够，对块状物咬合力不足，经过长期生产运行观察，当生产不顺产生大块时，不能被齿辊和固定梁卡紧继而挤破，下料不畅，大块滞留炉内时间延长，造成齿辊上部“棚料”和下部“空仓”现象，进而烧坏齿辊密封，齿辊变形漏水，寿命缩短。

3 改造方案及实施

通过对竖炉炉体关键部位出现的问题进行原因分析和技术研讨，采取了针对性的技术改造和优化措施。

3.1 导风墙补漏

最初使用标砖对孔洞进行修复，标砖与导风墙砖的结合效果不好，只能维持一个月。经过研究，使用加工的导风墙砖进行修复。根据导风墙上孔洞不同位置、形状及大小，对不同型号导风墙砖进行切割、加工成型，用高炉耐火泥进行砌筑填充，孔洞下方使用大块砖，中上部使用小块转，利用其上下、左右凹凸榫槽相配合，孔洞边缘使用楔形砖楔牢，因为其宽度相近，凹凸榫槽配合效果良好，孔洞部位再未发生掉砖、孔洞现象。

3.2 炉墙喷补

对竖炉冷风口凹坑部位使用高铝喷补料进行高压喷补。喷补程序是:第一步，待炉内温度冷却到能进行施工时，在炉内搭架子，在炉墙凹坑部位钉锚固钉(间距150 mm，高100 mm);第二步，淋湿喷补表面;第三步，将高铝喷补料充分搅拌均匀，以5 MPa压力将高铝喷补料强喷至凹坑表面，至恢复原有平面，并略有突出;第四步，喷补表面整理，对明显突出部分进行均匀力度的削平，使表面尽可能平整以保证下料顺利;第五步，点燃废旧木材，中低温烘烤24 h。经过一年使用的情况看，工作面完好，喷补效果达到预期目标。

3.3 优化分配室顶部冷却水箱结构形式

为降低分配室顶部温度，在两个分配室顶各安装一个7000 mm×6000 mm×300 mm的水箱，通循环水进行冷却，低位进高位出。出水带走了分配室顶部的大量显热，保证了分配室顶部结构稳定。生产高镁球团矿后，为提高冷却效果，对水箱结构进行了优化。原来的独立水箱置于分配室顶部，冷却效果有限，经过论证改造为冷却水箱与分配室顶结合为一体，即水箱底部钢板和分配室顶部钢板共用同一块钢板，进出水温差由原来的2℃提高到5℃，循环水带走显热增加，冷却效果改善。

3.4 优化齿辊系统结构

优化调整齿辊卸料系统齿辊与固定梁的高差。利用检修机会，将固定梁高度降低60 mm，使齿辊与固定梁的高差提高到120 mm，对炉内块状物的咬合力增加，保证了炉内大块的破碎效果，下料顺行，促进了齿辊卸料系统的稳定顺行。

4 实施效果

针对影响竖炉寿命的种种问题，通过实施以上系列措施，取得了以下效果:

1)导风墙补漏使导风墙寿命延长一年零两个月，达到两年零两个月，创造了一代导风墙最长寿命。

2)炉墙喷补使竖炉延长寿命一年，节约了竖炉大修时间及费用。

3)冷却水箱解决了分配室顶部跑火、跑风及烧红等问题，延长了分配室顶部炉墙的寿命。

4)优化调整齿辊卸料系统齿辊与固定梁的高差，提高了对炉内块状物的咬合力，延长了齿辊系统的寿命。

5 结语

永通铸管公司球团车间延长竖炉寿命工艺技术改造项目实施后，满足了炼铁技术进步及降本增效的要求，进一步提高了球团矿抗压强度、含粉率、冶金性能等指标，有效的延长了竖炉寿命，促进了竖炉生产的顺行，节能降耗效果明显，每年可创生产效益180余万元。

［1］周国凡，扬福.添加MgO对球团矿成球性能及强度的影响，钢铁研究，2009，37(2):10 －12.

MEASURES AND PRACTICE FOR EXTENDING SHAFT FURNACE LIFE

Zheng Hua Pang Qiulin Wei Li Zhao Yongliang
(Yongtong Ductile Cast Iron Pipe Co.，Ltd.Angang Group)

It analyses the influencing factors of No.3 shaft furnace life in Yongtong Company，Anyang Group and solves some problems including refactory material loss at cold－air inlet，flame hole and wind－guid wall by means of filling up hole to air－ guiding wall，shaft furnace wall spraying and water tank cooling etc technologies as well as flame and blast meandering and shell burning red from deformation of the top of distribution room.

shaft furnace life filling up hole to air－guiding wall shaft furnace wall spraying

*联系人:庞秋林，高级工程师，河南.安阳(455133)，安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司;

2011—6—21