首钢高炉炉前技术进步

　　首钢高炉炉前技术进步王涛王颖生余鸿林（首钢总公司）近20人，降低到现在的10人左右，渣铁沟耐材消耗由过去的吨铁10元左右降到现在的4元左右，分析指出了同立级高炉适合的出铁次数。

　　首钢现有5座高炉，1991~ 1994年1~4号高炉进行了大修改造，总炉容为9934m3高炉大型化以后随着产量（见）的提高，炉前出铁和排渣的负担加重，炉前工作一度被动，经常造成炉内憋风，铁口不易维护等，炉前工人劳动强度大，耐火材料与各种辅材消耗高，不仅制约着正常的生产，也提高了炼铁的成本，且污染环境随着炉内操作精料等技术不断发展进步，对炉前的要求更高。针对出现的各种问题和要求，炼铁厂工人和技术人员进行了不断的研究和试验，逐步解决了制约生产的难题，工人劳动强度逐步降低，炉前每班人员由过去的近20人，降低到现在的10人左右，渣铁沟耐材消耗由过去的吨铁10元左右降到现在的4元左右，目前炉前工作基本满足了高炉高产稳产的需要。

　　2首钢炉前技术进步2.1铁口的维护首钢各高炉随着大修检修，炉前使用了液压泥炮和液压开口机，其能力的提高，为维护好铁口和及时出渣铁提供了保证。2号高炉和4号高炉设有渣口，但开炉后一直没有使甩高炉大型化以后，由于不用渣口，铁口的维护比较困难，一度制约高炉的强化生产，近几年采取了一系列措施，铁口合格率达到99.8%以上铁口的好坏己经成为促进高炉强化和长寿的关键，铁口是炉缸的薄弱环节，其好坏直接影响高炉的一代寿命，2000~3000立级高炉利用系数2.2t/（m3.d），渣比320kg/t时，出铁次数以不大于13次为妊2.1.1根据各高炉特点使用不同材质的炮泥首钢炮泥经历了有水炮泥，无水炮泥到各炉使用自己特用炮泥，解决了潮铁口和炮大流现象1995年以后，根据5座高炉大小不同，操作参数不同（见表1），泥炮和开口机的能力大小，研究各高炉使用不同的炮泥，根据渣量和铁量的生成速度，找出各炉王涛等：首钢高炉炉前技术进步适宜的出铁次数和铁水流速1990年以来首钢生铁年产量变化表1各高炉主要参数Table项目1号2号3号4号5号开炉时间容积/m3铁口个渣口个风压/MPa顶压/MPa开始3座大高炉使用的炮泥一样（表2），1994年1号高炉开炉后，使用3号高炉的无水炮泥，但铁口不好维护，出铁快时间短，全天出铁16次以上，渣铁排不净憋风，炉内减风减压，实践说明仅用3号高炉的无水炮泥已经不能适应1号高炉正常生产的需要分析1号、3号高炉，其不同点是1号高炉使用了法国的陶瓷杯，低导热陶瓷质的耐火材料使铁口孔道温度比3号高炉的铁口孔道温度低，造成炮泥烧结不好，铁口孔道松软，而出铁次数多又加剧了铁口的恶化针对这个问题，不断改变炮泥原料的配比和粒度，将原料的焦粉粒度由原来的<6mm，调整为<3mm，棕刚玉由原来的<1.5mm，改为<0.088mm，原料细化后，炮泥导热性能得到提高，干燥快，烧结性能好，1号炉使用后取得了理想的效果，平均日出铁次数为10~ 12次（见），比过去的下降了4次多，同时未再发生因炮泥质量问题而造成减风减压和炉内憋风等情况目前3座大高炉出铁次数控制在11~13次，利用系数2~2.4t/（m3.d），渣比320kg/t左右。

　　表2各炉炮泥配比炉号焦粉粘土沥青云母混油刚玉2号5号2.1.2浇注泥套1994年以前采用水质泥套泥制作泥套，经常因为泥套破损，造成打泥时跑泥，铁口深度不够，排不净渣铁，使高炉憋风、减风、甚至放风堵口为了维护好铁口，大高炉平均每班要做泥套2~3次，并经常发生因制作泥套造成出铁晚点。

　　表3铝碳质浇注泥套理化指标项目抗折强度/MPa线变化率/体积密度/g规定值士1 1994年在3号高炉采用Al23-SiC~C质（见表3）新型浇注料制作铁口泥套。通过不断改进攻关，目前已形成了完善的浇注泥套工艺及烘烤方法，在全厂推广应用，保证了泥套浇注成功率100%.浇注泥套每次用泥150kg左右，平均寿命60天以上，使用新型浇注泥套后，大幅度降低了工人的劳动强度，保证了每次打泥时不冒泥。

　　2.1.3铁口压入技术首钢高炉生产中铁口煤气火大，造成铁口不好维护，影响工人的安全，开始在铁口区域灌入有水泥浆，效果不好，改用无水泥浆后效果也不理想，199：年以后通过采用树脂压入料（见表4）压入技术，解决了铁口跑煤气火的问题具体方法是：料进行浇注**次整整体浇注一般使用在钢了主沟的破损形成冲击坑，如果行及时修bookmark2将铁口砖套清理使铁口组合砖外露；用带孔厚度22mm钢板，并米用密级拉筋，将铁口处密封；压入料混炼，先将树脂倒入搅拌桶内，再将骨料和粉料倒入进行搅拌；表4树脂压入料性能指标项曰（SiC+C）/耐火度耐压强度/抗折强度/MPa压入机压入：混炼好的压入料通过压入机输送管输入到铁口部位；停止压入：根据压入料的压入情况和压入机压力变化情况，待压入机的压力达到*大且稳定时，停止压入；根据压入料的固化烧结时间决定拆除密封钢板；22渣铁沟的使用维护1993年之前首钢高炉渣铁沟使用捣打料，捣打料在4号高炉主沟上使用过铁量平均1万t左右，垫沟周期4-5d，3号高炉开炉后与耐材厂家合作，研究符合首钢的浇注料，使用后过铁量达到9万左右。通过近10年的实践，认识到要提高炉前耐火材料的使用寿命，降低炼铁成本，必须进行不断研究，结合实际情况采用新技术，同时要提高管理水平，要在筑衬及解体方法、施工等环节上进行规范。首钢炼铁厂不断提高耐火材料的质量，更新耐火材料的品种，铁渣沟料消耗占吨铁成本逐年降低，由过去的吨铁10元降到现在的4元左右。

　　2.2.1浇注渣铁沟1995年开始卜4号高炉渣铁沟全部使用浇注槽内砌粘土砖，然后固定好模具进行浇注当主沟的沟帮和沟底侵蚀到永久层（约占**次浇注厚度的一半），一般过铁15万t时，进行一次周期性修补。

　　当侵蚀到永久层时停止使用，放掉残铁，将沟帮和沟底用风镐打成麻面，清理干净残渣铁和残料，码放模具进行浇注浇注时需要注意的几个问题如下。

　　搅拌混均和加水问题炉前用浇注料虽然在出厂前经过充分的混均，但是经过长途的运输、颠簸，需要在现场重新进行一次搅拌混均约23min，控制加水量在5.0%5.5%，以保证浇注料既有良好的流动性、又有很好的可塑性及较高的强度在实际浇注过程中，搅拌机能力要与倒入进行搅拌的浇注料量相匹配；在搅拌、加水混匀的过程中，如果加水量往往大于实际所需的外加水，则在浇注后性能不能得到保证。

　　不定型耐火材料施工的振捣问题，往往得不到足够的重视许多操作者对振捣的目的不明确，习惯性认为，振捣时间越长，效果越好实际振捣操作是为了消除浇注料在施工过程中产生气泡。振捣操作要求垂直插入，快进慢出。振捣棒处无明显气泡时即表示振捣完全，即可拔出振捣棒同时，振捣区域要求以振捣棒直径的50倍作为振捣范围。

　　振捣的过程当中，若振捣的时间过长振捣棒斜插振捣、振捣棒安排过密，都会造成浇注料分层偏柝振捣时间过少、振捣棒安排过疏，又会达不到振捣效果，使浇注料中残存气泡，影响浇注料的强度。

　　振捣棒拔出过快，又会造成浇注料产生孔洞养护与烘烤是浇注料达到使用强度及使用要求的关键环节烘烤的方式、升温的快慢、保温时间的长短对浇注料的使用寿命影响较大。要注意火焰不能直接接触被烘烤的表面，*好是辐射热烘烤；保温时间、升温速度要进行严格的控制；浇注料的烘烤要整体进行。

　　2.2.2主沟改造根据浇注主沟工作衬的损坏特点，把它分为三个区：①氧化脱碳区一一耐材内衬在出铁过程中，暴露在空气中的部分；②渣蚀区一一被炉渣覆盖的部分；③铁水冲刷区一一被铁水覆盖的部分。在使用中发现在出铁时，铁水落点直接冲击主沟底部，加补，造成此处大量存铁影响主沟寿命，严重时烧穿主沟，此坑扩大后，易烧坏炮头，影响堵口；此外，由于铁沟储铁量小（仅存101），原主沟氧化脱碳区较大，加剧了主沟侵蚀，又加工人的劳动强度针对这种情况，1997年首先对1号高炉主沟进行改造，根据场地的实际状况，将原主沟形式改为储铁式主沟。主沟改造，采用原主体结构，只对钢结构外加500mm的永久挡墙，同时将结构压沿变窄，避免浇注料热胀变形；加宽了主沟，铁水熔渣的流速大大减慢，使铁水的冲刷减少，同时有利于渣铁分离，在主沟主冲击区铁水的冲击力被贮存的渣铁水消耗，使这一部位的侵蚀变得均匀、缓慢；加宽加大了小井，使铁流稳定，易拔模和清除积渣铁操作；大了过眼流通面积，使过眼内铁水的流速减慢，贮铁量加，相应蓄热量加，有利于延长铁间时间通过改造使铁水的冲击点落在铁液面上，主沟的损坏得到减缓，中间不需进行捣打料修补与维护，储铁沟存铁251，不使用保温剂，两次铁的间隔时间可达到12h以上，主沟的使用寿命得到了延长2.2.3热喷补主沟损坏较快的部位是氧化脱碳区和渣蚀区，撇渣器的过眼部位渣铁冲刷严重主沟氧化脱碳区和渣蚀区损坏严重后，不能盖沟盖，撇渣器过眼变大易造成铁中带渣，被迫拆除主沟和撇渣器，进行修补，但是渣线以下部位侵蚀较轻，不易拆除，加了工人的劳动强度和耐火材料的浪费。1995年对主沟氧化脱碳区和渣蚀区进行热喷补试验，取得了一些经验1998年高炉主沟改造后，在全厂1~4号高炉主沟和撇渣器过眼全面进行热喷补工作。热喷补施工是利用压缩空气作为喷补耐火材料的载体，将耐材和水在喷枪内混合后喷射到施工部位首钢采用的铁沟喷补料（见表5），是根据首钢的渣系进行研究的，属于高铝质喷补料，加入特殊的粘结剂添加剂，具有很好的粘结强度及很强的抗冲刷I抗腐蚀性能。

　　喷补时主沟壁处在高温状态（呈红色，温度大约在800C以上）喷补效果*佳，出铁后，及时捅撇渣器，放净撇渣器和主沟内的残铁，迅速清净残渣残铁，然后进行喷补喷补沟壁时，先对喷补部位喷涂薄薄一层再向一侧延伸喷补，这样来回摆动，逆层叠加，待每层料由湿变干时再喷上新的一层；喷补沟底时，喷补不规则部位应降低喷射速度，喷补厚度较薄的部位，喷枪与墙面可呈4角，由下至上实施；喷补完后，让喷补料自行干燥烧结1h，然后即可出铁注意：沟壁内无需冷却，严禁往沟内喷水或吹风，清理粘结在沟壁上的残渣可与喷补同时进行，喷补撇渣器过眼时，要插入模具，掌握好加水量，使喷出的料应完全湿润，不应成团状物通过热喷补技术对局部侵蚀较厉害部位及时修补，延长了主沟的使用寿命，降低了工人的劳动强度和主沟耐火材料的消耗，无需人工进行烘烤，每次用料2~31，热喷涂一次安全出铁2~3万t左右，一条沟一般喷涂4次，可使主沟过铁量由原来的8~10万t加到现在15万t以上表5铁沟喷补料的性能指标项目化学分析/%体积密度/g.cm-3抗折强度/MPa线变化率（1450DCx规定值士前工人的-劳动强度，从成本核算方面看以前每次放铁沟流入渣铁锅fgh注e锅与接处包好石棉垫bookmark3 2.2.4开残铁口机1998年以前放炉前撇渣器残铁一直沿用氧气烧孔的方法，开孔时间长，孔道形状不规则，工人劳动强度和危险性大，耗材成本高，并因烟尘大造成严重的环境污染为了解决这些问题，1997年开始开发研制撇渣器放残铁开口机，1998年6月在1号高炉试验开口获得成功残铁开口机仅用风和电，在沟上进行固定，对正后进行开口，开口速度快、效率高，操作简单安全，维修方便，开孔由以前30min左右缩短到3~4min，放铁顺畅，沟内不留残物，为补沟、修撇渣器等工作从时间上创造了条件，降低了炉残铁费用约为1200元，用残铁开口机每次费用仅为2.2.5特殊炉况的使用首钢高炉炉前场地狭小，铁沟、渣沟布置紧凑，仅设水冲渣，没有干渣坑，在炉前渣沟处设干渣锅位，清理炉前废料。在高炉大修和长期检修后的开炉，利用有限的条件进行组织，高炉恢复没有受到影响，一般采取两种方法：①用干渣锅位直排式出铁，将蔽渣器用焦末填实，铺好河沙，在干渣锅位处对好渣铁锅，渣铁通过渣沟干渣口流入渣铁锅；②残铁口出铁，在残铁沟的锅位处对好渣铁锅，渣铁通过残防止将连接轴烧坏，渣铁锅采用强行拉锅年5月23日送风开炉后第8天利用系数达到20以上23日12 18送风，开始南铁口喷吹，至2330见渣堵口；24日13 30出**次铁，采用干渣锅直排式出铁，1330~1340出3个渣锅，渣铁混合物50；1650~1725出1个渣锅，1个铁锅，渣铁混合物40t，渣20t；2050~2125出2个渣锅，1个铁锅，铁40t，渣35t，这样连续出铁三次，渣铁分离，每次铁后开风口加负荷，5月25日负荷加到3.2；25日045走正式撇渣器出铁，水冲渣，但铁后捅开残铁口放净主沟和撇渣器中的铁，12 00铁水温度充沛，渣铁分离正常，南北铁口进行轮流出铁，达到了正常生产；26日负荷3.5；31日负荷4.012.3出铁场环保首钢每座高炉安装了除尘器。1~ 4号高炉均是环行出铁场，13和4号高炉配备2台大气反吹布袋除尘器，主铁沟**节沟盖采用可移动水冷式沟盖。2002年2号高炉进行的检修改造，炉前除尘系统进行了彻底更新（见表6），新上了低压脉冲布袋除尘器，2台风量55万m3/h―次除尘风机和1台20万m3/h二次除尘风机，出铁场除尘系统的沟盖加大、加宽，有利于大量的烟尘在沟盖内滞留被风机吸入除尘设备，而不从沟沿溢出，在出铁口采用双侧吸尘罩，操作上控制铁口、撇渣器和摆动流嘴三处风量约占一次除尘风机总风量的90%以上，除尘总管和支管上设有液压切换阀及调节阀，适时调节风量。

　　主铁沟**节沟盖改为顶吸罩，由二次除尘风机除尘，有效地控制了开口和堵口时的扬尘目前2号高炉炉前粉尘外排含尘量小于30mg/m！

　　表6 2号高炉出铁场的除尘情况项目尘源点点数/个同时工作点/个风量分配/万m3.h-一次除尘出铁口吸罩小坑铁沟渣沟摆动溜槽二次除尘主沟顶吸罩合计3结语首钢近10年高炉炉前工作在铁口的维护、渣铁沟的使用及环境方面有了一点进步，改善了工人劳动环境和降低了劳动强度，保证了炼铁水平的提高炉前泥炮、开口机、炮泥沟料、天车等今后要不断改进提高，实现炉前高效化。

　　铁口和渣铁沟的维护直接影响高炉的高效和长寿，目前出铁次数要控制在13次以内，要根据高炉炉料等的变化，不断优化出铁制度，得出每座高炉适宜的出铁次数通过引入切尾技术改进棒线材质量印度SAIL公司的4线棒线材乳机生产6~ 10mm棒线材，其原料为85mm<85mm小方坯。该生产线由9个机架组成粗轧机组在第9机架后对应轧制4线安装有4台飞剪，用于剪切粗轧中间坯的头瓿然而，由于因轧制材的头尾部的温度较低，常常会在头尾部出现质量缺陷如飞边和尺寸偏差，因此有必要从盘卷的头尾部切下2m然而该轧机是*初安装时，只能切粗轧中间坯的头部。为了改进*终轧材的质量，SAIL公司引入了尾部剪切的系统，并且所切下的尾部的长度是一致的，从而有利于运输。

　　所做的改进主要体现在控制系统上。该系统在小方坯离开加热炉就开始对其头尾部进行连续追踪。在第7机架之后新安装了金属探测器。当粗轧坯的尾端通过第7机架时，该探测器立即发出信号，由微型控制器根据事先设定的延迟时间“T控制飞剪操作，进行粗轧坯的尾部剪切。

　　500ms（常数），T2=400ms（用于一次剪切）和200ms（用于两次剪切），T3取决于轧制速度：当速度提高时，T3下降。

　　由于尾部的剪切长度要求一致，因此其次数或为一次，或为两次。具有剪切次数取决于控制台的操作人员。新的剪切系统使尾部的剪切长度保持不变，即使生产线的速度发生变化也是如此SAIL公司的现有轧机中引进的尾部剪切系统具有低成本的优点，通过微型控制器控制，剪切的精度高（精度在10mm范围内），同时大大降低了*终棒线材盘的尾部缺陷