济钢1 750 m3高炉炉缸侵蚀情况分析

张小伟，张熙玮

（山钢股份济南分公司炼铁厂，山东济南 250101）

生产技术

济钢1 750 m3高炉炉缸侵蚀情况分析

张小伟，张熙玮

（山钢股份济南分公司炼铁厂，山东济南 250101）

通过对生产条件及炉缸结构相同的济钢1#、3#1 750 m3高炉炉缸侵蚀情况进行调查，发现1#高炉炉缸呈浅锅底—象脚状侵蚀，扒炉实测表明，炉缸、炉底交接处侵蚀最为严重，炭砖残存厚度最薄处仅为300 mm；3#高炉铁口附近炭砖出现不同程度裂纹，侵蚀严重处炭砖残存厚度600 mm。建议考虑炭砖的微孔度，使用高可靠性热电偶，降低炉底冷却水流量，增加炉缸冷却水流量等，以提高高炉寿命。

高炉；炉缸；侵蚀；炭砖

1 前言

济钢1#1 750 m3高炉于2003年8月31日点火投产，2013年6月20日停炉大修，一代炉役单位炉容产铁量8 079 t/m3。生产期间进行过两次降料面项修，第1次为2006年1月进行的为期10 d的项修，主项为更换3块4段冷却壁，风口区重新改砌烧成铝碳砖；第2次为2007年11月进行的为期19 d的项修，主项为更换4段冷却壁为铁铜复合式。

3#1 750 m3高炉于2005年9月18日点火投产，2012年9月8日停炉大修，一代炉役单位炉容产铁量5 631 t/m3。生产期间进行过3次降料面项修，第1次为2007年3月进行的为期25 d的项修，主项为更换4段冷却壁为铁铜复合式，风口区重新改砌烧成铝碳砖。其后分别于2010年9月、2011年11月配合系统检修降料面项修两次，炉体、炉缸结构未做变动。

两座高炉一代炉役主要技术经济指标见表1。

表1 济钢1#、3#1 750 m3高炉一代炉役主要技术经济指标

2 炉缸结构

济钢1#、3#1 750 m3高炉炉缸、炉底设计均采用炭块—陶瓷砌体复合炉衬结合水冷炭砖薄炉底结构。炉底炭砖总厚度为2 000 mm，炭砖上部砌2层400 mm塑性相结合刚玉复合砖。1#1 750 m3高炉炉底结构为下部立砌1层1 200 mm德国SGL标准炭块，上部立砌1层800 mm德国SGL微孔炭砖；3#1 750 m3高炉为下部平砌2层600 mm国产石墨质高导热炭砖，上部立砌1层800 mm国产微孔炭砖。

炉缸、炉底侧壁外层环砌炭砖，炉缸内层环砌塑性相结合刚玉复合砖，在炉缸、炉底交接处采用加厚塑性相结合刚玉复合砖。1#1 750 m3高炉侧壁炭砖共16层，其中炉缸9层，炉底7层，炉缸环砌德国SGL微孔炭砖；3#1 750 m3高炉侧壁炭砖共13层，其中炉缸9层，炉底4层，炉缸环砌国产微孔炭砖。

3 炉缸侵蚀情况

3.1 1#高炉炉缸侵蚀情况

在扒炉过程中对每一层炭砖残存厚度都进行了实际测量，因9#～16#风口侵蚀较小，数据没有列入表中，其他位置测量数据见表2。

表2 1#1 750 m3高炉炉缸各层炭砖残存厚度mm

从1#1 750 m3高炉扒炉实际测量数据来看，炉缸侵蚀情况主要存在以下特点：1）炉缸整体侵蚀呈明显浅锅底—象脚状侵蚀，炉缸、炉底交接处侵蚀最为严重。2）炉缸炭砖环裂现象较少，侵蚀情况表现为越靠近铁口越严重，最薄的地方炭砖残存厚度仅为300 mm，而此部位电偶停炉前已损坏。3）炉缸侧壁炭砖历史最高温度为8.095 m炉缸炉底交接处5#、6#风口方向（1 050℃），扒炉后实测炭砖残存厚度为650 mm，与理论计算值基本相符，但与其紧邻的4#风口方向侵蚀较为严重，最薄的地方残存厚度仅为370 mm，而此区域电偶也已于停炉前损坏。

3.2 3#高炉炉缸侵蚀情况

3#1 750 m3高炉扒炉后，发现两铁口附近从第8层到第13层炭砖均出现不同程度裂纹，最严重的部位出现在第9层和第10层，环裂部位距炭砖冷面分别为500 mm、300 mm。其余部位炭砖基本完好。

从炉缸侵蚀情况来看，3#高炉与1#高炉表现出不同特点，其主要侵蚀部位位于两铁口区域第5～第10层炭砖，铁口标高第9层炭砖侵蚀最为严重，炭砖残存厚度分别为660 mm、600 mm。炉缸侧壁其余部位陶瓷杯稍有侵蚀，炭砖基本完好。炉底部分剩余1层陶瓷垫，炭砖未受侵蚀。

4 结语

1）1#、3#1 750 m3高炉的侵蚀位置都在铁口方向，1#高炉由于生产时间及单位炉容产铁量都超过3#高炉，所以1#高炉的侵蚀情况远比3#高炉严重。

2）3#1 750 m3高炉两铁口附近从第8层到第13层炭砖均出现不同程度裂纹，这与1#高炉完全不同，正是由于炭砖的开裂严重影响了炉缸寿命。

3）两座高炉炉底侵蚀情况相同，炉底两层陶瓷垫都有一层完好无损。

高炉炉缸、炉底作为高炉内部工作环境最恶劣的部位，影响高炉寿命的主要因素有炉缸结构、施工质量、耐材质量、操作制度等，济钢这两座高炉结构相同，生产条件相同，唯一不同的就是炭砖材料的不同，耐材的寿命决定着高炉一代炉役的长短。而炭砖作为炉缸、炉底的主要耐材，必须具有高导热、微孔化、低透气、高强度、高抗碱金属和炉渣侵蚀等性能。从炭砖材料的检验结果来看，1#高炉与3#高炉炭砖的理化指标相差不大。因此，应该思考以下问题：

1）制作微孔炭砖的主要原料为低灰低铁无烟煤，需在隔氧条件下高温焙烧，而目前国内很多炭砖制作都是采用普通焙烧工艺，这对炭砖的使用性能是不是造成一定影响，同时，焙烧过程中炉窑各点温度的均匀性及高温保持时间的长短，是不是也会对炭砖的性能造成影响？

2）不能一味地追求炭砖的高导热而忽视微孔度，炉缸、炉底的炭砖必须是微孔化制品，平均孔径应＜1 μm，甚至更低。

3）目前对炉缸侵蚀情况的监控主要依赖于炉缸电偶对温度的监测，电偶的可靠性就成为关键。一是必须尽量增加电偶的监测覆盖范围，尤其是容易侵蚀的重点部位，尽可能全面地反映炉缸侵蚀状态，减少监控的盲区。二是选择合适的电偶插入深度，避免电偶插入过深造成电偶过早损坏，给炉缸的侵蚀判断带来难度。

4）在目前的炉缸结构及冷却条件下，炉缸的侵蚀主要表现在炉缸侧壁，而炉底则相对侵蚀很少。在这种情况下，是否可以降低炉底冷却水流量而增加炉缸冷却水流量，以延缓炉缸侧壁侵蚀速度。

Hearth Erosion Situation Analysis for the 1 750 m3Blast Furnace in Jinan Steel

ZHANG Xiaowei,ZHANG Xiwei

（The Ironmaking Plant of Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

The hearth erosion of Jinan Steel’s No.1 and No.3 1 750 m3BF have been investigated,although they have the same production conditions and hearth structure.It is found that the No.1 blast furnace hearth pale pot is like the foot-shaped erosion,griddle test shows junction of hearth and bottom are the most serious erosion position,the remaining thickness of the thinnest carbon brick is only 300 mm. The carbon bricks near the iron mouth of the No.3 BF have cracked to some extent,the remaining carbon brick thickness of severe erosion is 600 mm.To improve and prolong the life of the blast furnace,it is suggested that to apply the porous carbon bricks and high reliability thermocouples,reduce the cooling water flow for bottom,increase the cooling water flow of the hearth etc.

blast furnace;furnace hearth;scouring;carbon brick

TF548

B

1004-4620（2015）01-0004-02

常见单位符号大小写混淆示例

单位名称错误符号标准符号米秒吨千克M S T K g m s t k g摩［尔］Mol mol单位名称帕［斯卡］瓦［特］电子伏赫兹升错误符号pa w ev HZ，Hzl标准符号Pa W eV Hz L

2014-10-18

张小伟，男，1978年生，2005年毕业于内蒙古科技大学冶金工程专业。现为济钢炼铁厂工程师，从事炼铁工艺技术、高炉长寿管理工作。