武钢1号高炉炉底与炉缸长寿新技术

　　1刖言武钢1号高炉于1958年9月13日建炉投产，截止1999年5月13日停炉大修，高炉服役40年，历经二代炉龄，高炉先后采用综合炉底和全炭砖水冷薄炉底技术，均获得20年长寿效果，见表1这是在高炉常规设计和装备条件下取得的显著成果本次1号高炉进行改造性大修，高炉有效容积由1386m3扩大为2200m3；炉体采用薄炉衬结构；冷却系统采用软水闭路循环；炉顶装料采用无料钟；热风炉采用霍戈文高温内燃式高炉于2001年5月19日送风投产，设计炉龄达15年以上无中修随以上新工艺、新设备、新技术的采纳，高炉炉表1武钢1号高炉炉底与炉缸寿命炉底结构炉缸直径/m服役日期服役时间高炉代数/代炉底厚5. 6m，中心商铝砖，周围炭砖20年1个月炉底炭砖厚2 4m，其上覆盖高铝砖0. 8m厚，周围炭砖，水冷21年5个月炉底总厚度3. 207m，半石墨炭砖2. 4m，其上覆盖ft 8m高铝砖，周围0.4m半石墨炭砖，炉底炉缸异常侵蚀部位用0.4必0.4m高密质碳砖投产至今底与炉缸相应也采纳了新的长寿技术与之相适应在总结分析以往炭质炉底、炉缸破损的特征及其原因的基础上，针对症结问题，采取强有力措施2炉底、炉缸破损的特征及其原因武钢4号高炉1970年9月建炉，采用全炭砖水冷炉底取得成功经验后，武钢炼铁厂其他几座高炉相继全部改为炭质炉底与炉缸根据武钢高炉破损调查发现：高炉炉缸在铁口中心线上、下部的炭砖侵蚀特征和侵蚀原因明显不同。铁口以上的炭砖至大修停炉前，砖衬厚度侵蚀仍然很小，甚至保持原厚度。侵蚀的征状：炭砖距冷却壁400mm左右部位有“环形侵蚀带”，宽度不等，一般在20th蚀带呈疏松状，有“空洞裂缝”，有的嵌入渣铁块。铁口中心线以下的炉底、炉缸侵蚀主要表现为典型的“蒜头状”异常侵蚀其主要原因如下武钢高炉使用的炭砖先后由吉林、兰州、贵阳炭素厂供货，这些国产高炉炭砖与国外优质炭砖比较，品种单一，理化性能差，微气孔率低、导热率低、抗碱、抗铁水渗透性差及抗压强度不足等国外炭砖优越性体现在气孔向微气孔发展，孔径由40m降低到5Mm以下，气孔由开孔转向密闭，因而透气性低，抗碱及抗渗铁性能强，致密度高，导热性能好，炉底、炉缸炭砖使用寿命一般达到12~18年。

　　炭砖尺寸较长，内外温差大，因而产生剪应力，这是炭砖环裂的主要原因炉缸环砌炭砖处于高温环境中，炭砖中的炭素极易被氧化，炉缸炭砖氧化是形成环缝侵蚀的原因之一。高炉风口、渣口、冷却设备，使用一般工业水冷却，因冷却水质差，冷却强度不足，频繁破损，渗水和漏水，对炭砖的氧化反应提供了水的主要来源我国高炉炭砖抗渗透性能差，当炉缸炭砖产生裂缝并渗入大量渣铁时，就会导致炭砖膨胀率大，渗铁越多，膨胀率就越大武钢1号高炉属于高碱负荷高炉，炭质炉底、炉缸砖衬中往往富集了较高的碱金属，其氧化物在一定温度下与炭砖中的炭素起氧化反应，因此碱金属侵蚀炭砖，是炉底、炉缸破损的主要原因之一。

　　铁水环流的机械磨损与冲刷柱和炉缸侧壁之间有间隙，出铁时，铁水沿炉缸侧壁呈环状流动当死铁层高度不够时，焦炭柱直接座落在炉底上，加速环状流动，使铁口下部呈“蒜头状”侵蚀3武钢1号高炉炉底与炉缸长寿新技术3.1炉底与炉缸长寿结构高炉采用水冷炭质炉底，其总厚度为3207mm炉底中心应砌2层1200mm半石墨炭砖，该砖导热性能好，利于炉底传热，边缘环砌4层400mm<400mm的半石墨炭砖；在易形成异常侵蚀的部位环砌12层400mm<400mm德国进口的高密质炭砖，在其上又环砌2层400mm< 400mm的半石墨炭砖。在炉底炭砖上面立砌2层400mm<400mm高铝砖，炉缸内侧砌1环高铝砖保护层，可有效减缓炉底、炉缸的侵蚀速度炉底密封板设置在炉底水冷管下面，炉底与炉缸结构如所示2炉底与炉缸长寿技术措施选用新型的高炉炭砖根据炉底、炉缸破损的特点，选择适宜耐火材料，满足炉底炉缸长寿的需求用国产半石墨炭砖取代以往的炭砖，新加德国高密质炭砖，该砖具有气孔率低、致密度高、导热性能好等特点，以解决“大蒜头状”侵蚀适当大炉缸容积近年来随着高炉强化冶炼的技术发展，国内外大型高炉炉缸容积有大的趋势本次高炉大修炉缸改造见表2由表2可以看出，炉缸高度由3. 2m加到5m，炉缸直径由8.2m扩大至10.7m，炉缸容积大235.6m3炉缸容积适当加，能缓和渣铁的。炉缸中部有1个浸在铁水中的焦1炭柱柱，在焦feblish冲刷刷力有利于炉缸寿命的维护也能活跃炉。缸ikf稳定操作，有利于铁水脱硫，确保生铁质量。

　　表2武钢1号高炉炉缸内型改造前后对比项目改造前改造后有效容积/m3炉缸高度/m炉缸直径/m死铁层深度/m炉缸容积/m3炉缸容积有效容积为防止铁水环流对炉缸砖衬的冲刷磨损，应使炉缸中心的焦炭柱呈上浮状态，确保铁水在炉底中心的流动因此死铁层的深度国内外均有加深的趋势。宝钢13号高炉死铁层深度由1800mm加深到2985mm由表2可见，死铁层深度由1.11m加深到200m，适当加深死铁层深度，防止异常侵蚀改进冷却水质，提高冷却强度将原工业水开路冷却改为软水密闭循环，且控制软水质量：全硬度<0.035mg/L，全碱度<20mg/L，Cl-<（10~15）mg/L，炉底冷却装置采用48根水冷管组成，水管内冷却水流速为2m/s，炉底冷却水量为570m3/h，能及时将炉底炭砖传入冷却水的热量及时带走，使炉底热流强度控制在6.40kW /m12以下，避免热量积蓄。

　　①炉底冷却水水量、水压、进出水温度均进行检测，并利用这些参数计算炉底冷却水带走的总热量②炉底温度测量，为有效掌握炉底的侵蚀状况，炉底埋设三层热电偶，其分布如下：水冷管上面和**层炭砖下，设7个测温点；在**层和第二层炭砖之间设19个测温点；炉底中心高铝砖下设13个测温点；炉缸环砌炭砖设4层测温面，每一层在两个不同半径上各分布6个测温点。根据炉底、热电偶所测的温度，随时可计算炉底砖衬侵蚀深度，为维护炉底安全、长寿提供可靠资料。对高炉操作者带来很大的方便高炉生产一个时期，死铁层区“蒜头状”侵蚀逐步形成，采用钒钛矿护炉技术，在炉缸下部尤其是在的进一步侵蚀，达到钛化物护炉的效果。武钢使用该项技术己取得成功经验4结语选用优质高炉炭砖，德国高密质炭砖和国产半石墨炭砖炉底冷却采用软水，消除水垢，提高冷却强度开发引进美国、德国、日本等国家的高炉优质炭砖先进技术和先进设备，以提高国产耐材的质量，延长炉底寿命