宣钢1号高炉炉役后期操作实践

2020-09-17付亚洲

山西冶金 2020年4期

付亚洲

（河钢集团宣钢公司炼铁厂，河北宣化075100）

1 概述

河钢集团宣钢公司（全文简称宣钢）1号高炉始建于2006年12中旬，于2008年3月15日投产。实际炉容为2 657 m3。高炉炉身采用全冷却壁设备，从炉底到炉喉钢砖下沿共设14段冷却壁。炉腹、炉腰、炉身下部区域采用4段铜冷却壁，其余均为铸铁冷却壁。高炉内衬采用陶瓷杯炭砖水冷炉底、炉缸结构。炉底总厚度2 800 mm，炉底下部砌筑国产半石墨炭砖（3层高1 200 mm），炉底上部砌筑国产超微孔炭砖（2层高800 mm），炉底最上部砌筑两层陶瓷杯砖（高为800 mm），炉缸外侧环砌进口UCAR碳砖（高为5 314 mm），炉缸内侧砌陶瓷杯砖，铜冷却壁热面采用150 mm厚的特种喷涂料。冷却系统采用软水密闭循系统，对高炉的重要设备（冷却壁、炉底、风口小套、中套、热风阀及倒流休风阀）实现全软水冷却。

2018年4月14日1号铁口倒场停用后，1号铁口区域炉缸碳砖测温点T559呈上行趋势，4月16日后温度上行幅度增大，4月27最高上行至563℃。如不及时采取有效措施势必会对高炉役后期的稳定生产带来严重的安全隐患，因此如何在炉役后期保证安全稳定生产成为1号高急需解决的问题。

2 主要问题

测温点T559位于1号铁口正对下方偏西，第9层碳砖位置，标高7 960 mm，插入深度350 mm、距炉缸中心6 650 mm，位置图见图1。

1号铁口区域炉缸碳砖测温点T559在4月14日1号铁口倒场停用后呈上行趋势，4月16日后温度上行幅度增大，到4月27日T559由362℃上行至最高563℃，2018年4月20日，现场对1号铁口水温差进行了测量，1号铁口水温差为0.3～0.4℃，铁口区域变化不大为40℃左右。

图1 T559位置图

计算热流强度：该冷却壁为2段冷却壁，长2.510 m、宽1.715 m，铁口半径0.612 m，面积=2.510×1.715-3.14×0.612×0.612÷4=4.01 m2，

总计176根水管，总水量3 450 t/h，平均每根水管水量19.6 t/h。水温差0.3～0.4℃。

热流强度=[19.6×7×（0.3～0.4）/4.01]×1 000=10 264～13 686 kcal/（h·m2）

参照拉姆热工计算公式：

式中：X为炉缸剩余厚度，m；T0为电偶温度；Q为炉缸热流，kcal/(m2·h·℃)；θ为铁水凝固温度，1 150℃；λ为导热系数，17 W/(m·K)，合14.66 kcal/（m·h·℃）。

对1号高炉炉缸炭砖侵蚀厚度初步测算见下页表1。

由表1可见1号高炉采取护炉措施势在必行。

3 原因分析

1）1号高炉进入2018年后炉况持续稳定顺行，风量、产量水平稳步提高，随着风量、产量、冶强的提高炉缸环流加剧对铁口碳砖的侵蚀导致碳砖温度升高。特别是1号、2号铁口附近各点都有不同程度的上升。另外1号铁口4月14日停用后可能由于铁口泥包受冲刷变小导致铁口区域碳砖温度升高，其中2号铁口也有在停用期间出现温度上行现象。

表1 高炉炉缸炭砖侵蚀厚度对照

2）在原燃料质量较差的情况下为保证炉况顺行号高炉采取抑制边缘气流、发展中心气流的上部装料制度而发展中心主要采取的措施就是增加中心焦炭量。在原燃料条件不好（尤其焦炭质量不佳）的情况下，过分增加中心焦炭量势必会造成炉缸死焦堆体积增大降低炉缸料柱的透气、透液性，从而加大了炉缸铁水的环流效应加速铁水对炉缸侧壁炭砖的侵蚀速度。

4 生产操作与维护实践

4.1 调整上部装料制度和下部送风制度

调剂的整体思路是在高炉顺行的基础上适当抑制边缘气流，减轻边缘气流对砖衬壁体冲刷。装料制度见表2。

表2 装料制度改善前后对比

采用矿4环焦6环的装料制度，在适应外围原料变化的情况下，缩小角差，可保证了稳定的中心气流，抑制边缘气流发展。下部调剂采取缩小风口面积，休风堵1号铁口上方风口和加长风口长度等下部调整措施，不仅可以实现上述目标，还可以达到在相同风量情况下增加鼓风动能，吹透中心的效果，这对上部中心气流的顺畅和炉缸死焦堆体积的缩小均有利。2018年5月1号高炉风口调整见表3。

表3 调整前后风口使用情况

4.2 钛矿护炉

由于炉缸炭砖侵烛后是不可恢复的，所以就必须采取种措施能够有效地在侵蚀部位形成稳定保护壳。由此配加钛矿护炉技术成为大型高炉炉役后期经常采取的一种措施。宣钢1号高炉炉内采取停配块矿提高入炉钛负荷，钛负荷由8.6 kg/t左右提高至9.6 kg/t左右。同时采取配加钛矿提高入炉钛负荷，准备配1.5 t/批钛矿，钛负荷由9.6 kg/t提高至12.0 kg/t。调整前后钛负荷变化见图2。