安钢2号2800m3高炉大修改造实践

宋燕民

(安阳钢铁股份有限公司 河南安阳455004)

1 前言

安钢2号高炉有效炉容2800m3，自2014年以来，随着高炉进入炉役后期，炉缸侵蚀严重，炉缸异常侵蚀区的温度持续升高，炼铁厂采取了诸如在线压浆、钒钛矿护炉、减风生产、堵风口等措施，控制炭砖温度维持生产；于2016年9月20日停炉大修，第一代炉役为9年零3个月，累计产铁1945万吨，单位炉容产铁6946t/ m3。

2 摆动溜槽研制

经多方考查借鉴经验，结合高炉实际状况及温度监测数据，确定了高炉残铁口位置在11号风口下方标高7.3米处。残铁水罐置于3号铁口铁道线上，由于现场障碍物较多，残铁沟经两次转折才能引出，残铁沟总长达26余米，残铁沟坡度为8%，放残铁所用80t铁水罐上沿标高为3.7米，与残铁沟底的空间不足600mm，无法在铁罐上方设置普通的翻转式摆动溜槽，另外高炉铁道线出铁场外有很大的弧度，也无法采取在铁水罐间连接过渡槽的方案，为将铁水安全地在铁罐间过渡，研制出水平摆动溜槽(如图1)，该装置操作方便，解决了高炉停炉时空间狭小，铁路弯曲弧度大等问题。高炉共放残铁8罐，共480余吨。

3 残铁切割新工艺

大修方案确定保留炉底三层碳砖，大修期间环保管制较严，故炉内残铁分解不适宜采用爆破或氧气切割等污染严重的方法处理；大修工期有限，故采用了绳锯切割残铁的方法，在残铁口位置第5层碳砖中部呈扇面在炉底钻了7个孔，环碳拆除后将金刚石绳逐一从7个孔洞中穿过进行切割，之后用涨袋将残铁撑开，由炉顶卷扬机和滑移平台将残铁运至炉外。实践证明，该方法处理残铁既解决了环保问题，又很好地保护了炉底所要保留的三层碳砖，保证了高炉炉缸耐材砌筑质量,确保高炉下一代炉役炉缸长寿。

图1 水平摆动溜槽示意图1-槽体;2-行走轮;3-钢丝绳;4-回转支撑;5-驱动卷扬;6-绳轮

4 炉缸耐材砌筑

大修时风口组合砖全部拆除，除炉底保留三层碳砖外其余全部拆除，第3层碳砖与冷却壁间环缝内的碳素捣打料清除重新捣制；炉底用国产微孔碳砖砌筑，炉缸侧壁用进口超微孔碳砖砌筑，炉底砌筑陶瓷垫，侧壁砌筑保护砖，风口组合砖重新砌筑；同时炉缸安装了在线监测系统和水温差监测，建立了炉缸侵蚀模型，为高炉精细化操作提供了数据支撑。

5 风口大套在线加工

风口组合砖由于长期受K、Na、Zn、Pb等有害元素侵蚀破坏作用，造成风口不同程度上翘，最终将风口大套密封面挤压变形，风口中套与大套密封不严，跑煤气严重(表1中所列为高炉大修时实际测量的风口大套修复前尺寸)。高炉生产期间多次设法处理都收效甚微，原准备在大修期间将风口大套进行更换，但考虑到风口带炉壳的特殊结构，风口大套除1号和16号是法兰连接的以外其它28个风口大套全部是与炉壳直接接而成的，在拆除和安装焊接过程中炉壳母材是否受损和焊缝质量很难保证，一旦有缺陷将为下一代炉役留下重大隐患。为此，采用了在线处理风口大套密封面的方案，利用现场有限的空间和风口大套的特殊结构，将机床改装置于现场，利用成型刀具进行在线镗孔。加工后的风口大套密封面经测量和安装配合，完全符合设计要求，高炉投产后实测密封效果良好，无煤气泄漏，达到了预期目标。

表1 安钢2号高炉风口大套修复前密封面实测尺寸(单位：mm)

6 出铁场综合改造

随着环保形势日趋严峻，环保达标排放成为钢铁企业能否继续生产的必要条件。高炉大修时对出铁场进行了综合改造，主要有以下内容：

6.1除尘系统

原96×104m3/h除尘器改造后只用于三个铁口顶吸和侧吸，新增一台90×104m3/h除尘器，用于砂口、摆动溜槽、渣沟及炉顶，增加了各点的除尘能力。

6.2出铁场平坦化

出铁场平坦化改造后加大了渣沟深度，提高了渣沟通风吸尘能力，同时对渣铁沟沟邦重新修整并更换了盖板，提高了渣铁沟的密封性能。

6.3出铁场厂房墙皮

原来出铁场厂房为半封闭结构，穿堂风较大时严重影响出铁场除尘效果，大修时将出铁场周边进行全封闭，上部增加采光带，下部采用立式旋转百叶窗结构，有效避免了出铁场的烟尘外溢现象。

6.4风口平台拓宽

在原风口平台的基础上进行了拓宽，优化风口平台与炉壳之间的密封，地面采用耐热混凝土整体浇筑，风口平台起到了很好的遮烟挡尘作用，提高了3个铁口的除尘能力，消除了烟尘溢出风口平台的现象。

7 炉顶齿轮箱循环软水冷却

炉顶布料器为PW公司生产的水冷齿轮箱，齿轮箱冷却板为蛇形管结构，冷却水源采用中压净环水，由于当地水质过硬，导致蛇形管内部结垢严重，经常将蛇形管堵塞，影响冷却水量，严重时将蛇形管完全堵死，齿轮箱上水槽高水位报警冷却水溢流，被迫减少冷却水量，造成齿轮箱冷却能力下降，齿轮箱温度持续偏高，严重影响齿轮箱的运行质量和使用寿命，生产中经常利用高炉检修时采用管道酸洗和解体清理的方法处理，但终究不能根治，过一段时间又故障重现。高炉大修时将冷却水改成了软水，用风口小套二次加压水做为齿轮箱冷却水水源，彻底解决了齿轮箱蛇形管结垢的难题，稳定了齿轮箱的冷却水量，保证了齿轮箱的冷却强度，提高了齿轮箱的运行质量。

图2 安钢2号高炉原铁口框架结构示意图

8 铁口框架结构改造

原铁口框架结构如图2所示，铁口框炉壳以外部分过短，铁口框架护板与炉壳的间距只有165mm，主沟制作时耐材紧贴高炉炉壳，造成此部位炉壳在长期的生产过程中始终处于高温状态，散热 不良，久而久之炉壳发生碳化，常发生开裂跑煤气现象，处理难度较大且不能根治；再有因主沟耐材直接与炉壳接触，一旦主沟耐材有缺陷，铁水将渗透过去烧损炉壳，严重时炉壳及冷却壁都将被烧毁，酿成较大事故。大修时对铁口框架进行了改造，如图3所示，将铁口框架炉壳以外部分加长200mm，在主沟耐材和炉壳间增加隔板，使主沟与炉壳完全分离，距离200mm，有利于炉壳通风冷却，大大降低了炉壳的工作温度，消除了炉壳碳化开裂故障的发生，同时主沟与高炉炉壳分离后，避免了主沟渗铁对炉壳的侵蚀，保证了炉壳的使用安全。

图3 安钢2号高炉改后铁口框架结构示意图

9 结论

9.1采用空料线回收煤气法，利用煤气分析判断料面位置，采用较大风量，缩短了降料面时间，延长了回收煤气时间，既减少了环境污染又创造了效益，料面整体降至风口中心线以下，炉墙无粘接物，为高炉扒炉提供了赢得了时间。

9.2残铁孔位置选择准确，水平摆动沟槽设计巧妙，操作安全可靠，使得整个放残铁过程安全顺利，炉内残铁所剩无几，减轻了扒炉的难度。

9.3风口大套在线加工新工艺有采用，保证了与中套的密封效果，避免了更换大套的繁重工作量和焊接缺陷，风口大套在线修复与炉内更换冷却壁互不影响，由主线施工变成了辅线施工，缩短了大修工期。

9.4铁口框架及主沟的改造，改善了铁口区炉壳的工作环境，解决了困扰多年的安全生产隐患。

9.5水冷齿轮箱冷却水改软水，消除了齿轮箱蛇形管内壁结垢的现象，改善了设备的运行质量，降低了工人的劳动强度。