武钢1号高炉薄炉衬操作技术

　　武钢1号高炉薄炉衬操作技术李清斌李怀远（武汉钢铁集团公司）定的特殊性。在近1年的生产中，武钢对薄炉衬的操作技术进行了探索，取得了以下几点经验：严格控制冷却壁的进水温度和进水量，采用加长风口，维持合理的高炉操作炉型；加强篼炉操作管理，维持篼炉顺行；炉墙结厚时，可以采用减轻焦炭负荷、提篼冷却壁进水温度、改变装料制度疏松边缘等方法处理……武钢1号高炉大修后炉容由1扩大到2200m3，设有东、西2个铁口，26个风口，取消渣口。渣处理系统采用了先进的环保型冷INBA，排人大气的氮化物和氢化物浓度大大降低，有利于改善炉前环境；炉顶采用了无料钟布料技术；引进了霍戈文公司的高风温硅砖热风炉，其风温水平可达到1200C；冷却系统采用了联合软水密闭循环冷却技术。特别是采用了砖壁合一的薄炉衬技术，给篼炉操作者带来了一个全新的课题，这种砖壁合一的薄炉衬技术有国内属于首次应用，吸收、消化掌握好这项新技术具有重大意义。

　　送风以来，经过近1年的生产实践，取得了较好的技术指标（见表1）。由表1可以看出，1号篼炉开炉后，在较短时间内高炉利用系数就达到2.0.由于喷吹系统没有同步改造，受煤粉喷吹能力的限制，焦比下降幅度不大，维持在440kg/t的水平，同时也限制了高风温的使用。因此，解决1号篼炉喷吹能力问题，将有助于1篼炉各项技术指标的进一步改善。

　　本文重点对武钢1号高炉薄炉衬的结构形式、薄炉衬的操作技术进行总结分析。

　　时间利用系数kg/t煤比kg/t富氧率焦炭负荷C小块焦kg/t休风率2薄炉衬的结构形式和技术特点2.1薄炉衬结构形式1号高炉采用全冷却壁结构，共16段冷却壁。根据武钢4号、5号高炉带凸台冷却壁在炉役中后期易于损坏的实际情况，1号高炉所有冷却壁均取消了凸台，镶砖冷却壁的厚度为150mm，不同部位的镶砖采用了不同的材质。这种砖壁合一的薄炉衬结构在国内是首次采用，为了保证篼炉长寿，在热负荷较高的部位，增大了冷却强度。1号高炉冷却壁结构见表2.部位冷却壁结构砖衬材质砖衬厚度，mm第13段第4段光面低铬铸铁冷却壁光面球墨铸铁冷却壁第5、6段镶砖球墨铸铁冷却壁Sialon结合刚玉砖第7、8铋铜冷却壁第912段镶砖球墨铸铁冷却壁第3段镶砖球墨铸铁冷却壁浸磷粘土砖第16段镶砖低铬铸铁冷却壁倒扣光面低铬铸铁冷却壁浸磷粘土砖2.2薄炉衬结构的技术特点取消冷却壁的凸台。铸铁冷却壁本身抗热震性能差，尤其是带有凸台的铸铁冷却壁，凸台部分所承受的热负荷更高，炉役中后期，凸台所处的工作环境更恶劣，受炉料和煤气流的冲刷更剧烈，经过反复的温度波动，凸台的水管会断裂、损坏，这已在武钢4号、5号高炉的生产实践中得到了证实。

　　冷却壁冷却强度篼。由于首次使用薄炉衬结构形式和联合软水密闭循环冷却系统，增大了冷却系统的冷却强度。在武钢5号高炉长寿经验的基础上，把冷却壁的直管由070mmX改进成075mmX6mm，在炉身、炉腰高热负荷区域采用2段铜冷却壁。在水流速度达到1.6m/s以上时，其相应部位的冷却强度得到了提高。武钢5号高炉只有炉腹第5、6段有蛇形管加强冷却，而1号高炉蛇形管增加到6段（第5、6、912 X6mm，特别是在炉身、炉腰高热负荷区域采用2段铜冷却壁，取消了易损坏的凸台，增加了蛇形管的段数和管径，对高炉长寿和炉型维持起到了重要作用。

　　稳定而平滑的操作炉型。这种薄炉衬结构形式的高炉，投。产以后的炉型即为操作炉型。由于取消了凸台，避免了由于耐火材料受炉料和煤气流冲刷后，凸台裸露而引起的炉型不规则、甚至损坏凸台的问题，使整个炉型长期维持在一定范围内，更有利于炉料的下降和煤气流的上升。由于铜冷却壁壁体温度维持在4565C，易于形成稳定的渣皮保护层，并且不易脱落，即使铜冷却壁的渣皮脱落，在520min内，又可形成新的渣皮，铜冷却壁稳定的渣皮对于炉身下部和炉腹渣皮的形成也起到了保护作用。

　　3薄炉衬操作实践3.1加强原料管理1号篼炉是一座改造性大修的篼炉，其原料系统受场地限制变动较小。1号高炉主要原料来源：烧结矿主要由一烧来供应，不能满足生产时，由四烧进行补充；焦炭由武钢焦化厂14号焦炉提供，不足部分由外购焦来补充。其原燃料情况见表3、表4.表3武钢1号高炉原料成分和性能项目转鼓指数，％四烧烧结矿海南矿南非矿大冶球团矿表4燃料化学成分和强度指标，％项目水分灰分挥发分外购焦针对1号高炉所用的原燃料情况，在篼炉操作中，我们主要做了以下几项工作：加强了对烧结矿筛和焦炭筛筛分速度的控制，烧结矿筛筛分速度控制在1.8的技术经济指标会起到十分关键的作用。

　　3.2加强上下部调剂，维持高炉顺行在高炉操作中，贯彻以下部调剂为主，以上部调剂为辅的操作方针。下部调剂对初始煤气流的分布、软熔带的形状和位置有重大影响，对热制度的稳定和炉缸工作状态也有影响。炉缸初始煤气流分布合理是炉况顺行、炉温稳定的基础。因此，重视并合理地进行下部调剂对篼炉冶炼具有举足轻重的作用。2. 2t/min，焦炭筛筛分速度控制在1. 8 1号高炉自2001年5月19日投产以来，在炉况转顺后，迅速进行了富氧喷吹煤粉，并使用较高水平的风温。从表1可以看出。，6月份以后，平均风温水平在1上，对炉况的稳定顺行起到了积极的作用。随着风温的提高，由于煤粉喷吹能力不足，风口前端理论燃烧温度升高，炉况操作起来较为困难。为了解决这一问题，进行了加湿鼓风，加湿量控制在2.5t/h，有效地降低了理论燃烧温度，使理论燃烧温度控制在合理的范围，促进了高炉稳定顺行。另外，加强了对风口布局和长度、直径的调节。开炉初期，1号高炉采用的风口均为0130mm，进风面积0*345m1，风速较低，只有180190m/s，对中心煤气流的活跃影响较大。根据炉身温度的高低，结合进风面积偏大这一现状，7月24日休风时，将5号、10号、17号、23号风口由0130mm改为0 120mm，进风面积由0*345m2*0*341m2*0*337'm2，风速达到200m/s以上，取得了较好的效果。从表1可以看出，7、8、9月，高炉利用系数分别为012、2.098和2.205.进入冬季以后，随着外界条件变差，特别是原煤的短缺，造成焦炭质量下降，高炉操作较困难，将进风面积*小缩至0.320m2.进风面积的调整，与原燃料条件关系密切，特别是焦炭质量的影响更为重要。在4号、8号风口部位，使用了长度为663mm的加长风口，有效地抑制了炉身温度局部过高的问题。总之，根据高炉所使用的原燃料情况和冷却设备状况，1号高炉下部调剂合理地选择调剂方式，以满足适宜的风速和合适的理论燃烧温度为标准。在1号高炉当前的原燃料条件下，风速控制范围在208218m/s，理论燃烧温度控制在2 1502250C，实践证明是比较适宜的。

　　武钢1号高炉大修改造后，炉顶由双钟布料改成无料钟布料。武钢5号高炉引进无料钟技术已有10余年，针对武钢原燃料条件已有十分成熟的操作方法，只是根据1号高炉的具体情况加以微调，在这里不作赘述。

　　3控制合理的操作炉型合理操作炉型的控制，对于高炉炉况稳定、顺行具有十分重要的意义。1号高炉在第7、8段使用了铜冷却壁，一方面薄炉衬高炉必须有强大的冷却系统来保证其正常生产，另一方面，又要防止铜冷却壁冷却强度过大而引起结厚，因此，合理操作炉型的控制显得更重要。在生产中，我们主要做了以下工作。

　　严格控制冷却壁的温度和炉身温度。据国外资料显示，球墨铸铁冷却壁温度一般控制在100'150C左右，铜冷却壁温度控制在5080C，而1号高炉在生产实践中发现，球墨铸铁冷却壁温度控制在90 *4*130C、铜冷壁温度控制在4560C更为合理。1号高炉在第7、8段，9、10段之间设有2层炉身温度监控点，在第7、8段之间温度在5565C，在第9、10段之间炉身温度在150250（2）严格控制冷却壁水量和进水温度。1号高炉采用联合软水密闭循环冷却系统，其设计水量为3 740t/h，必须保证水量在3740t/h以上，以满足冷却设备对水速的要求，使冷却壁水管内水流速大于1.6m/s.水量调整过程如所示。

　　进水温度对球墨铸铁冷却壁的温度影响大，进水温度每降低1C，球墨铸铁冷却壁的温度则可降低2030C，但对铜冷却壁的温度影响相对小些，分析其原因在于铜冷却壁的渣皮稳定，即使渣皮脱落，也能在很短的时间内迅速重新结成，因而使得铜冷却壁的温度基本稳定。铜冷却壁和球墨铸铁冷却壁温度变化情况如、3所示。

　　第5、9段冷却壁温度变化情况从可以看出，球墨铸铁冷却壁温度受进水温度影响较大，进水温度过高和边缘煤气流发展造成渣皮脱落后，渣皮形成时间较长，甚至在一段时间内结不成渣皮。

　　总之，控制合理的进水温度，维持稳定的水温差，对于合理炉型的维护，是一项比较重要的工作……

　　（3）使用加长风口。1号篼炉开炉以来，26个风口全部是加长风口，在原来风口长度593mm的基础上加长50mm，不仅能够防止冷却壁过早损坏，维持合理的操作炉型，而且能够活跃高炉中心煤气流，以适应原燃料条件较差的状况。加长风口的采用在1号高炉生产操作中取得了较好的生产效果。

　　3.4加强曰常操作管理重视日常操作是高炉操作的一项重要内容，1号篼炉日常操作包括如下几个方面：控制在0. 45%0*60%，使高炉炉缸具有充沛的热量；合理调剂炉渣碱度（控制在1.081.12），使楂铁保持良好的流动性；压差控制以炉况稳定顺行为基础，当原料条件改善时，控制上限压差为*150MPa，当原料条件差时，控制下限压差*当炉况处于稳定顺行状况时，炉前工作显得十分重要。INBA系统设计、施工较晚，随着产量的提高，渣铁排放成为主要矛盾，因此，加强了对1NBA系统的检修与维护，使其正常运转，铁口角度也由开炉初期的9*调整到10.5%这些措施对优化指标、稳定炉况顺行起到了关键的作用。

　　3.5异常炉况操作（2001年10月份，由于原煤供应紧张，主i5煤减少，导致武钢焦炭质量变差，外购补充焦炭用量增加，造成高炉风量日渐减少，高炉冷却壁温度及炉身温度大面积下降，导致炉身粘结，给高炉操作带来了困难。初期，沿用了有砖衬高炉的结厚处理方法，采用加净焦热洗，效果不十分明显，同时对薄炉衬高炉的冷却壁威胁较大，不利于高炉长寿。主要原因是大量集中焦下达后，炉缸热量急剧增加，而球墨铸铁冷却壁的延伸性有限，巨大的热量可能损坏球墨铸铁冷却壁。在生产实际中，根据冷却壁温度的变化和炉身两层砖衬的温度变化，及时减轻焦炭负荷，提高冷却壁进水温度12C，效果较好。结厚严重时，通过改变装料制度疏松边缘来预防和控制冷却壁温度下降较多，可取得较好的生产效果。如何更好地解决薄炉衬与大冷却强度之间的关系，需在生产实践中进一步探索。

　　4结语武钢1号高炉已经生产近1年时间，取得了较好的运行实绩。如果喷吹能力得到提高，减少或不用外购焦，那么，1号高炉的各项技术经济指标将得到更大的改善。

　　薄炉衬结构的应用，为高炉操作者带来了全新的课题。像无料钟布料技术一样，薄炉衬结构形式将得到更大范围的应用。

　　武钢1号高炉对薄炉衬操作技术的探索获得了初步成功。维持好薄炉衬的操作炉型，处理好薄炉衬高炉长寿和大冷却强度之间的关系，是搞好薄炉衬炉型操作的关键，今后还需要在生产实践中进一步研究、探索。

　　（责任编辑胡慧丽）10t/min，尽量减少带入高炉内的粉末。

　　寻找合理的炉料结构，1号高炉采用的炉料结构一般为75%烧结矿+15%（南非矿+海南矿）+ 10%大冶球团矿，并在生产中根据矿种的质量进行微调。

　　减少外购焦用量。从表3可以看出，外购焦炭的质量优于武钢肖产焦，但在实际生产中，由于外购焦水分大（翻车打水防尘）及质量波动大等原因，外购焦使用情况较差。在使用外购焦时，每批焦附加外购焦300 400kg，用来补充热量，即便如此，当外购焦下达至软熔带时，仍然要减风操作*减少外购焦的用量，甚至不用外购焦，对改善1号高炉