金鼎炼铁厂高炉护炉实践

肖为站，江海峰，张赵强，张军芳，马 亮

1 高炉概况

金鼎炼铁厂2#高炉于2011年4月2日投产开炉，4月28日停炉，从2012年4月22日再次开炉到2017年4月，运行5 a有余，单位（m3）炉容铁量6 300 t。高炉采用陶瓷杯+碳砖整体式陶瓷炉缸内衬（炉底采用400 mm小碳块陶瓷杯用复合棕刚玉砖砌筑）。高炉炉底炉缸结构：第1到第5层满铺国产微孔碳砖400 mm；第6层、7层，立砌楔形复合棕刚玉砖；炉缸侧壁对侧采用微孔碳砖，内侧壁陶瓷杯采用小块塑性复合棕刚玉砖；炉缸高度3 600 mm，炉缸直径6 900 mm，死铁层高度1 426 mm，炉缸采用光面低铬铸铁冷却壁，风口区域采用光面球墨铸铁冷却壁，炉腹、炉身采用镶砖冷却壁。

高炉采用联合软水密闭循环系统，软水总循环水量2 100 m3/h。进水温度控制：夏季（40±1）℃以下，冬季（30±1）℃。水温控制在6℃，高炉炉底部位设5层热电偶，每层12个热电偶，分6个方向，每个方向设外、内环2个热电偶。

2 炉底炉缸侧壁温度变化情况

2013年3月初，炉底5-6、5-12热电偶内环温度升高，分别是950℃、1 020℃。原因分析：1）2011年4月份开炉不到1个月被迫停产1 a，温度急剧变化使耐性材料严重受损，砖衬缝隙开裂，二次开炉有串煤气情况。2）炉前操作人员操作技能差，设备使用维护不到位，造成渣铁出不尽，渣铁在炉内存留时间长，铁口维护不佳，单口出铁频繁，造成炉底炉缸侧壁温度大幅度上升，已危及生产安全。

采取提高钛球比例来护炉，缩小铁口上方两侧风口面积，控制冶强，强化炉缸传热，浇注铁口上方漏煤气处，在铁口下方加装两个侧壁在线测温热电偶。加强人工对炉皮及铁口冷却壁监测措施。此后，炉底、炉缸温度明显下降，炉况保持稳定，技术指标相对稳定，高炉运行逐步正常。

炉缸侧壁温度和西口炉皮温度再次升高。2014—2017年炉况相对稳定，月产量最高达到92 000 t，突破2#炉开炉以来最高历史记录。2017年3月16日，西铁口上方炉皮侧壁温度开始大幅度上升，温度日升10℃左右。3月21日，西铁口侧壁温度由原来的450℃上升到540℃以上。炉皮温度从原来的65℃上升到120℃左右，又一次危及到了高炉的安全生产，结合生产实际，制定了一系列护炉措施。

3 护炉措施

1）2017年3月22日白班，由于铁口温度高、炉皮温度高，紧急休风堵风口。并将原来2#、8#、11#、17#风口小套直径Φ115 mm改用Φ100 mm。合理调整风口布局，风口进风总面积由原来的0.183 m2缩小到0.174 m2。提炉温、降冶强。风压由原来的340 kPa降到310 kPa，富氧量由8 000 m3/h降到3 500 m3/h。日产量由原来的3 000 t降到2 800 t。

2）提炉温、提碱度、配比钛球、钒钛矿护炉。钛矿护炉是高炉炉缸养护的强有力手段。含钛物中的TiO2在高温还原的条件下可生成高熔点的TiC、TiN及其连续固溶体Ti（CN）发育和集结。并以其他附着的渣铁焦一起凝结在砖衬上，起到保护炉衬的作用。随即决定高炉配用钛球，适当提高炉温，钛球由0.0%提高到10%左右，Si由0.2%逐步提高到0.5%以上。生铁钛维持在0.12%～0.15%，碱度1.2以上。促进高熔点的TiC、TiN的生成，有力保护了炉底和炉缸。

3）控制铁水中锰含量，减轻渣铁冲刷。铁水中锰水平增加不仅加大热量消耗，同时将改善渣的流动性，造成对炉缸的冲刷加剧。通过积极协调原料结构，控制高锰炉料配用，优化烧结矿的配比，测算好烧结成本，控制烧结MO2水平，争取实现高炉[MnO]≤0.4%。铁水中锰含量从2017年3月25日逐步开始下降，3月29日下降至0.38%。

4）增装炉壳测温点10处，用于在线监测和铁口水温差监测。3月22日对东西铁口下方周围增加10处红外线在线监测，加大炉缸监测力度，每班安排1名炉外工长定时对铁口炉皮温度、冷却水温差进行巡检。主要测炉壳温度（用测温枪）是否正常，警戒值≤80 ℃，热流强度≤29 288 kJ/m2·h，炉壳是否有开裂、有无煤气泄漏，如有超过警戒值范围及时汇报。要求每班工长随时关注热流强度、炉皮温度、水温差在线监测数据，督促水管理人员关注温度变化情况，尤其是高炉到中后期要重点监测，作好记录，建好台账，及时了解炉缸侵蚀状况。

5）加强铁口日常维护工作。铁口是炉缸维护最薄弱的部位，铁口的正常与否直接威胁到高炉生产的寿命，是防止侧壁温度高、频繁波动和保证炉缸长寿的基本要求。提高炮泥质量，使之耐渣铁冲刷和容易与砖结合成牢固的保护层。加强铁口日常管理，每炉用泥量控制在150～180 kg，铁口深度稳定在1 900～2 000 mm范围,提高铁口合格率，控制铁口出铁量和出铁时间，对缓解侧壁温度升高起到了积极作用。加强泥套、开铁口和堵铁口的管理。加大对铁口跑泥的考核力度，减少铁口跑泥次数，稳定铁口深度，采用小钻头开铁口延长出铁时间，以便渣铁有充足的时间穿过死料柱随着铁口流出，缓解铁水对炉缸侧壁耐性材料冲刷的影响，出尽渣铁，减少铁水在炉内的停留时间，对炉缸的维护有利，禁止大喷铁口，统一操作，保证出铁均匀。

6）加强原燃料管理，为护炉提供物质保证。稳定焦炭强度，高炉炉况大幅度波动、炉缸边缘环流、炉缸侧壁碳砖侵蚀加速等都与焦炭密切相关。为保证护炉期间炉况顺行，一级焦炭由原来配比30%增加到40%～50%。提高烧结矿强度，降低入炉原料粉末比率，减少焦粉对中心焦窗的堵塞，缩短料柱更换时间，减轻铁水环流对炉衬的侵蚀。降低烧结矿中有害元素（钾、钠、铝、锌）含量，确保高炉顺行，保证炉缸中心活跃，增加炉缸透液性（严禁风口漏水作业），稳定中心，兼顾边缘，控制合理的两股煤气气流分布，使两股气流保持一定的平衡，保证高炉稳定顺行。通过一系列精细化操作，努力做到早调、微调，减少了炉况波动。

4 结语

金鼎炼铁厂2#高炉通过采取钛球、钛矿护炉，控制冶强，缩小风口进风面积，调整风口布局，加强铁口维护，强化散热，专人检测、合理的操作制度、稳定的原料水平等一系列的有效护炉措施后，炉底、炉缸侧壁、炉皮温度明显逐步下降。西铁口侧壁温度由540℃下降到450℃，炉皮温度由当时120℃下降到先前的正常值65℃，并且趋于稳定，保证了高炉炉况顺行。日产量达到2 850～2 900 t，实现了高炉长寿目标。