高炉炉身冷却设备与强化冶炼

　　梅山现役3座高炉，总有效炉容3 780m3，其中3号高炉投产至今已连续生产逾9年，单位炉容产铁7086t，进人长寿篼炉和护炉保产期。陶瓷杯炉底缸状况十分良好，炉身冷却设备随着不断强化冶炼严重破损，尤其从2003年富氧强化以来，炉身水箱的损坏速度大于更换速度，导致了整个炉身操作炉型难于维护，煤气流分布紊乱，炉况顺行受到威胁，篼炉技术经济指标下滑。历年主要技术经济指标见表1.表1历年主要技术经济指标年份产量利用系数焦比煤比冶炼强度综合休风率富氧率1冷却设备1.1设计第二代1号高炉异地大修为现在的3号篼炉。是梅山的第三代篼炉，设计上综合吸取了第二代两座高炉的优点和现代高炉的先进技术，属20世纪90年代末装备较为先进的高炉。主要包括：炉前设计了20只风口、无渣口双铁口和双出铁场）DS液压风动开口机、底滤法水力冲渣、摆动流嘴；槽下皮带上料、分散称量和供料、自清理振动筛；4座热风炉交错并联送风、地上烟道、分离式烟气预热空、煤气；德国SIEMENS的集中PLC控制系统等一系列先进技术。冷却设备系统：采用了当时*好的法国陶瓷杯炉底炉缸；炉腰和炉身冷却设备则沿用了U型管加冷却板与小碳捣加扁水箱和方水箱的传统分布形式，炉喉钢砖下沿增设一层高2 500mm水冷耐磨铸铁冷却壁，1.2现状投产后的第5年，为了解决腰疼病，开发应用了以焦双环矿单环为基础，逐步过渡到矿双环焦三环的多环布料，边缘气流较为发展，炉腰及炉下身的冷却设备损坏速度加快，由1998年损坏4块增至1999年的17块。是年5月和9月，利用计划检修机会对炉腰冷却方式进行改造。首先将2U型管+2冷却板4块串联拆开，改为U型管和强度，使炉腰冷却件损坏速度暂时受到遏制。炉身冷却水箱损坏后，利用计划检修更换。开炉后冷却设备损坏情况见表2.表中可见，在2003年之前，炉身水箱损坏量不大时，基本上可利用计划检修机会将损坏的水箱更换掉，*多遗留4块以内不能更换，对操作炉型和煤气流控制无大碍。

　　但2004年的状况则发生了很大变化，包括2003年未能及时更换的炉身水箱在内，长期残留15冷却板各自两块串联；其次由同一围管供水改为20块以上的损坏水箱来不及更换，对篼炉操作炉U型管和冷却板各自单独围管供水，提篼了冷却型和煤气流分布颇具影响。

　　表2冷却设备损坏情况年份下身中身/只上身/只冷却板/块u型管/支扁水箱/支小/块扁水箱方水箱损坏量更换量炉身未更换置安装圆柱型冷却器/只一合计损坏率/%一2煤气流控制2.1长期边缘气流发展从高炉长寿要求出发，“抑制边缘，打开中心”

　　是控制篼炉煤气流分布的原则。3号高炉开炉投产至今炉喉综合煤气及煤气利用率见表3，可见长期边缘气流发展，中心气流不足。主要原因是：2001年之前风机是前两代篼炉的老风机，供风能力不足，加上3号篼炉风口个数从第二代的18只增加到20只，炉缸直径加大，鼓风动能偏低，这些均是造成了中心气流长期不足因素。

　　表3历年综合煤气（：02及利用率年份综合co2煤气利用率2.2强化冶炼与气流控制2002年5月，即一代炉龄的中期投用新的AV56轴流式风机，2003年4月因炼钢用氧气富余，篼炉开始富氧，实现了梅山篼炉炼铁历史上真正意义的强化冶炼。篼炉操作处于不断摸索制度，为了保证顺行，以疏松边缘的操作方式为主，对冷却设备造成了很大的伤害，冷却设备损坏增多。从表3可见，除2003年外，煤气流分布普遍边缘偏轻，煤气利用率不篼，从十字测温的分布图（见）也可见一斑。这些原因导致了冷却设备损坏速度加快。2004年开始出现损坏速度大于更换或功能性恢复速度，炉身长期存在1020块坏水箱，主要分布在炉身的中下部的西北和东北炼铁人员的另一因素是风口中套上翘，*大上翘角度大于7°，使风口回旋区周向不在同一平面上，初始煤气流比较紊乱，也是边缘气流难于控制的又一原因。

　　3操作炉型3.1上部搡作炉型上部操作炉型受损的根源是炉喉钢砖下沿的耐磨冷却壁，该冷却壁是吸取前两代篼炉炉喉钢砖下沿砖衬易被炉料击坏、脱落的教训后，首次在3号高炉设计使用，其纵向高度为2500mm.生产实践证实高度过大，纵向温度梯度大而形成的剪切应力使这些冷却壁在投产后的第二年开始损坏，到2002年底，20块中已有50%损坏或下半段向高炉内侧严重倾斜，该冷却壁冷面和炉喉钢砖及其冷面的炉皮多次被煤气流及其夹带的炉料磨穿。同时造成了二次煤气流分布难以控制，篼炉采取提高料线、小矿批、疏松边缘的操作方法，较好的消除了上部炉型对高炉操作的影响，保住了顺行。被迫于2003年6月休风108h，将炉喉钢砖及其下沿的耐磨冷却壁全部拆除，炉喉钢砖全部更换，原耐磨冷却壁处砌砖，上部气流控制有所好转。

　　3.2中部操作炉型中部操作炉型出现问铨始于2001年11月，因烧结机大修，熟料率*低达到76%，酸性块矿布到边缘，在软熔带顶部形成的酸性渣严重侵蚀了中部砖衬，2002年34月炉中身的炉衬温度剧烈波动，炉况不顺，炉中身水箱损坏大于炉下身4此后对酸性块矿的装人进行了深人探讨和改进，3.3下部操作炉型炉腰，炉下身炉型的破坏，从设计原理看，应以炉腰结构的不合理而导致了炉下身冷却设备的保护作用受影响造成。目前，3号篼炉炉型*大的问题是在炉上身与炉中身相交处和炉腰及其与炉下身的交界处，冷却设备大量损坏，并且集中在西北东120180°范围内，操作炉型和气流分布难于掌控。

　　4当前离炉揉作在炉身冷却设备未完全更换之前，加上中套翘、炉型等诸方面的现状，难以形成合理的气流分布和控制好合理的操作炉型。首先应充分利用计划检修机会，*大限度的更换损坏的水箱和上翘的中套。其次，采取符合实际的上部制度，疏松两道气流。第三，应控制合理的风量，不宜吹大风，也不能太小，2500NmVmin以内是比较符合现实的范围。第四，用好富氧，不求量大，但求稳定。

　　第五，抓好槽下筛分和炉前渣铁处理。通过严谨的操作管理，以稳定、均衡为指导思想，保证篼炉有一个持续的较长时期的稳定期，是当前篼炉操作的关键所在。

　　5结语篼炉设计时，应考虑炉身与炉底炉缸寿命的同步性，确保一代篼炉的整体长寿和综合效益。

　　炉容与风机能力的设计应配套，确保一代篼炉从投产到停炉都能保持合理的供风和操作，维持合理的气流分布。

　　操作制度应以下部控制为基础，上部调整协调配合为原则，单独强调任何一个因素都会造成制度与气流控制的不协调。

　　以精料、稳定、顺行、合理煤气流分布和冷却制度来维护好操作炉型，是保护炉身冷却设备，使炉身长寿的关键。

　　（编辑：赵玲）