田朋，唐斌，冯戈

（山东石横特钢集团有限公司，山东肥城271612）

经验交流

石横特钢1 080m3高炉延长炉役寿命实践

田朋，唐斌，冯戈

（山东石横特钢集团有限公司，山东肥城271612）

石横特钢炼铁厂总结1 080m3高炉生产经验，通过增加死铁层深度、更换炉腹铜质冷却壁、调整炉缸炉底耐材结构、加强铁口维护等8项措施，高炉炉役寿命得到显著延长。

高炉；炉役寿命；炉型；炉体维护

1 前言

石横3#1 080m3高炉自2007年开炉至今已大修两次。第1代炉役寿命2.5 a，炉腹铸钢冷却壁破损严重，无法快速形成保护渣皮，频繁出现炉皮发红、烧穿等情况；第2代炉役寿命1.8 a，二三段冷却壁之间环碳侵蚀严重，最薄处的厚度仅为70mm。而1#1 080m3高炉第一代炉役寿命仅11个月，主要因铁口下方、二三段冷却壁之间环碳侵蚀严重，最薄处厚度80mm。经总结得出，炉腹冷却壁和炉缸环碳使用寿命成为制约1 080m3高炉寿命的短板。因此，石横炼铁厂吸取之前经验教训，从选择高质量碳砖入手，严格把关砌筑质量，增加死铁层深度和炉缸侧壁测温点，炉腹更换铜质冷却壁，同时严格控制Pb、Zn等有害元素入炉量，优化高炉日常操作及生产管理，延长1 080m3高炉一代炉役寿命。

2 延长高炉寿命的措施

石横特钢两座1 080m3高炉采取五段式结构，设2个出铁口，20个风口，风口斜度4°，长度470mm，铁口上方小套直径115mm，其他为120mm。两座1 080m3高炉炉型设计、耐材使用、冷却制度、原燃料条件均相同，以3#1 080m3高炉为例探讨延长高炉寿命方法。

2.1 增加死铁层深度

高炉在第2次大修时修改3、4层炉底碳砖尺寸，死铁层深度增加150mm，同时将上层陶瓷杯垫由竖砌改为横砌，增加死铁层深度100mm，死铁层深度由原来设计的l 450mm增加至1 700mm。死铁层深度的增加，不仅有利于保护炉底碳砖，而且能够减小铁水环流对炉缸侧壁的冲刷力度，降低渣铁对炉缸侧壁的侵蚀速度，提高高炉一代炉役寿命。

2.2 更换炉腹部位铜质冷却壁

炉腹是软熔带形成区域，工作条件恶劣，主要靠渣皮保护冷却壁，该部位正常工作的关键是渣皮稳定。高炉第1代炉役时，炉腹部位采用铸钢冷却壁，铸钢冷却壁导热系数较低，形成新渣皮一般在2 h左右，结渣皮时间长，造成此部位冷却壁大量破损，严重影响高炉安全生产。2010年大修时，为解决炉腹冷却壁破损严重问题，将炉腹、炉腰及炉身下部的铸钢冷却壁更换为铜质冷却壁。铜质冷却壁结新渣皮只需15～20min，速度快，冷却强度高，保护冷却壁效果较好，也有利于高炉稳定顺行。

2.3 调整炉缸、炉底耐材结构

高炉第1代炉役时所用普通碳砖热导率低，为5～8 W/（m·K）。目前全部采用碳砖和中钢陶瓷杯复合砖，其中超微孔碳砖热导率为20 W/（m·K），有效降低炉缸环碳温度，并且在大块碳砖结构的基础上在炉缸内部砌筑两层陶瓷质材料，此结构是利用陶瓷质材料的低导热性能，将1 150℃铁水凝固线及800～870℃化学侵蚀线尽可能靠近炉缸中心，以防止大块碳砖的环裂，提高炉缸环碳使用寿命。

2.4 加强铁口维护

铁口的布置方式影响高炉的渣铁排放，而高炉能否及时排净渣铁又会影响高炉的稳定顺行和指标优化，进一步影响一代高炉寿命。高炉设2个矩形出铁场，对称布置，两铁口夹角175°，利于出净渣铁，避免局部方向煤气流过分发展。炉前操作中铁口维护是关键环节，及时出净渣铁，稳定铁口角度，保证铁口深度合格率90%以上，在铁口附近形成合理的泥包，能够降低渣铁混合物对铁口区域耐材的侵蚀速度，提高耐材使用寿命［1］。

2.5 合理设计冷却系统

高炉本体采用软水密闭循环的冷却方式，风口大、中套，1～13段冷却壁、炉底、热风炉均采用软水闭路循环冷却，合成1个系统。风口小套采用高压工业水冷却，14、15段冷却壁和炉喉钢砖为常压水冷却。根据自身冶炼强度，制定1 080m3高炉软水控制标准，水量控制在3 700～3 800m3/h，水压700 kPa左右，Fe离子含量≤1mg/L，pH值控制在9.5～10，软水入口温度39±1℃，确保冷却强度满足高炉生产要求。

2.6 加大砌筑施工监理力度

施工质量差，碳砖间缝隙大、泥浆不饱满，易被铁水侵蚀和渗铁、渗铅，高炉易发生炉缸侧壁温度高、炉体泄露煤气严重、炉底温度升高等问题，这是引起炉体损坏的主要原因。高炉砌筑时严格执行砌筑控制标准，炉底大碳砖水平缝≤1.5mm，垂直缝≤1.0mm，炉缸环碳水平、垂直缝≤1.0mm，低水泥刚玉捣打料压缩率≥45%，碳素冷捣料压缩率≥60%。

2.7 严格把关原燃料质量

加强高炉原燃料质量管理和提高生产操作水平。随着经济料入炉量增加的同时，大量碱金属及铅被带入高炉，有害元素含量过高不仅影响高炉顺行，还会导致炉身下部、炉腰及炉腹部位热负荷不稳定，使这些部位容易粘结或脱落甚至结瘤［2］。在日常高炉生产中，稳定炉况顺行水平，避免出现高炉炉况失常状态，同时密切注意除尘灰中碱金属含量及休风时风口是否有碱金属流出，及时调整操作方针，降低碱度提高炉温，改善炉渣流动性，增加碱金属带出量，降低经济料入炉量，避免因碱金属和铅在高炉循环富集影响。另外，为延长高炉寿命，改变了经常用萤石、锰矿洗炉的习惯。重视高炉灌浆、喷涂造衬工作，制定了维护原则，通过用高压灌浆料和不定型耐火材料对高炉各部位侵蚀严重的地方进行修补，起到修复砖衬的作用，从而延长了炉衬使用寿命。

2.8 完善高炉监测与控制系统

密切观测炉缸、炉体冷却设备数据显示，可以及时发现高炉在生产过程中存在的问题，从而调整操作方针并做出针对性处理措施。3#1 080m3高炉大修期间在原来炉缸测温点的基础上，增加120支热电偶，同时在同一支热电偶不同深度增加测温点，每天做好记录，发现异常及时处理。2013年高炉采用了模拟炉缸内衬侵蚀监控系统，完善了高炉炉缸内衬侵蚀分析的理论技术，为高炉调整操作制度和大修时间提供了可靠的技术保障。

3 应用效果

石横特钢两座1 080m3高炉目前在高冶强的情况下，铜质冷却壁至今未破损，炉底1、2层碳砖中心温度214℃，较上一代炉役同期相比低104℃，二三段冷却壁之间环碳平均温度150℃（热电偶插入深度180mm），较上一代炉役同期相比低78℃，预计2座1 080m3高炉一代炉役寿命可达6 a以上。高炉炉役寿命延长后不仅提高了单位炉容产量，而且有利于改善生产技术指标，经济效益显著。

［1］金觉生，朱仁良.宝钢高炉长寿命实践［C］//中国金属学会.中国钢铁年会论文集.2卷.北京：冶金工业出版社，2005：320-322.

［2］宋木森.武钢5号高炉炉体破损调查研究［J］.炼铁，2008，23（5）：8-9.

TG57

B

1004-4620（2014）02-0073-02

2014-01-22

田朋，男，1984年生，2009年毕业于内蒙古科技大学冶金工程专业。现为山东石横特钢集团有限公司炼铁厂助理工程师，从事高炉生产工艺技术工作。