宣钢1号高炉炉役后期铜冷却壁维护技术

王 根

（河北钢铁集团宣钢公司 炼铁厂， 河北 宣化 075100）

河北钢铁集团宣钢公司（全文简称宣钢）1号（2 500 m3）高炉2007年3月开炉现已处于炉役后期，高炉炉腹7段冷却壁多根水管发生剪切漏水，导致冷却壁受损，炉体冷却强度变弱，在损坏部位形不成稳定渣皮，起不到保护作用，严重的影响到了高炉强化冶炼与炉体安全。2017年12月18日高炉休风对7段31号冷却壁采用钻孔方法安装了16个柱形铜冷却柱，同时在加装铜冷却柱后，加装了铜冷却柱水温差监测系统，并现场加装了视频监视保证炉体安全。并在分析冷却壁的受损机理的基础上，校正高炉操作炉型，摸索高炉操作制度，保持了高炉的长期稳定顺行，改善生产经济技术指标。

2 冷却壁受损原因分析

渣皮不稳是造成宣钢1号高炉冷却壁受损的主要原因。通常情况下在高炉炉腹、炉腰、炉身下部等高热负荷区域，冷却壁表面形成的稳定渣皮起到了主要的保护作用。当高炉炉况发生波动，或休风、减风频繁时，渣皮易脱落，冷却壁表面温度急剧上升，直到新的渣皮形成，温度才会下降。渣皮的这种形成与脱落交替进行的状态会产生极大的热震现象，使炉衬和镶砖脱落，使冷却壁本体产生裂纹或烧蚀，冷却水管烧坏。2017年9月到12月，宣钢1号高炉炉况出现波动，炉内气流不稳，热负荷水平偏高、炉内频繁出现局部气流，崩悬料频繁，导致在冷却壁的表面形不成稳定的渣皮。在没有渣皮的保护下，炉料、煤气流和熔融的渣铁对冷却壁表面不断的侵蚀和冲刷使冷却壁受损[1]。

2 冷却壁的维护措施

2.1 冷却壁加装柱形铜冷却柱

近些年来，宣钢炼铁厂在冷却壁的维护上多是采取在破损冷却壁处加装铜冷却柱的方法，以较低的成本恢复冷却效果，使高炉使用寿命得以延长。针对1号高炉7段冷却壁侵蚀比较严重，此次在31号冷却壁上共加装了16个铜冷却柱，安装示意见图1。

图1 冷却壁加装柱形铜冷却柱示意图

待高炉休风后使用专业打孔水钻从炉壳向铜冷却壁钻孔，然后在开孔位置焊接柱形冷却器法兰短管，装入冷却柱，按照标准冷却器进出水接通软水，要求水流速大于2 m/s，出水温度低于4℃。在每一路供水管分别预设测温电偶，总回水预设1支测温电偶，并将测温数据输入到软水在线监测系统。待出水正常后，从柱形冷却器灌浆孔灌入高铝质硬质压入泥浆后造衬。

2.2 调整煤气流分布

煤气流的科学合理分布是保持高炉长效稳定生产的条件。边缘气流过分发展，难以形成稳定渣皮，过分抑制炉料又会冲刷冷却壁。按照建立中心主气流有利于炉料顺行的原则，通过调整边缘和中心气流的合理稳定分布建立维护铜冷却壁过程中的新操作炉型。采取上下部调剂相结合的调剂制度。针对炉况和边缘气流及炉体热负荷的变化趋势，进行了技术分析，装料制度的调整主要遵循“保中心气流，稳定边缘气流”的思想。操作制度视气流情况，调整中心焦量、边缘与环带负荷及调整小焦角，以实现中心与环带及边缘气流的匹配达到气流平衡，达到边缘气流与热负荷水平处在可控范围内，实现炉况长期稳定顺行达到保护铜冷却壁的目的。具体调整措施见表1。

表1 装料制度的调整

下部送风制度的调整的原则是吹透中心活跃炉缸，1号高炉主要通过缩小风口直径和使用长风口，提高鼓风动能，吹透中心，配合控制边缘，引导中心的装料制度，实现合理的初始煤气流分布，实现中心发展的煤气流，实现边缘气流的稳定以达到保护冷板的作用。

2.3 稳定热制度

保持合理稳定的炉温是炉缸工作稳定的重要体现。炉缸工作状态稳定更有利于炉腹形成稳定的渣皮。严格控制炉温，铁中w［Si］控制在0.30%～0.45%之间，铁温控制在1 490～1 510℃之间，超出范围必须采取措施进行调整。而且炉缸还是初始煤气的发源地，炉缸有充足的物理热，提高炉缸的透气透液性，实现初始气流的合理分布，保障高炉的长期稳定。

2.4 加强外围原料的管理及炉前管理

加强三班工长的槽下原料的检查力度，请检查各个仓的原料筛分情况，通过微信群及时反馈信息，出现搭配落地料及时到现场查看，并汇报炉内。出现烧结机的启停，及时查看出料情况，确认原料正常时才可正常供高炉。炉内根据原料变化及时进行调整，保证炉况的长期稳定顺行。

2.5 做好前期监测管理

对铜冷却壁区域实行每小时监测制度，对温度高区域冷却壁水温差、炉皮温度等进行监测，并计算出各个部位水温差、热流强度等，对照炉型标准，及时调整操作制度。建立温度点档案，为判断炉缸工作状况和炉型变化提供科学依据，并制定相应的应急对策及预案。

2.6 加强设备点检

通过进一步强化岗位设备操作维护润滑管理，落实细化PM设备点检，提高点检质量，控制、消除设备隐患，延长设备寿命，降低漏风、漏油，提高设备使用效率，保证出铁正常。保证炼铁生产的正常秩序实现炉况的长期稳定顺行。

3 改善后效果

经过上述措施的实施实现了煤气流的稳定，铜冷却壁未出现异常情况，并实现了高炉长期的稳定顺行，利用系数达到了2.4，各项经济技术指标都取得了令人满意的效果。经济技术指标见表2。

表2 宣钢1号高炉加装铜冷却柱后经济技术指标对比

4 结语

宣钢1号高炉通过安装铜冷却柱、炉内上下部制度的调整其他措施的实施，实现了煤气流的稳定；保证了炉况长期稳定顺行。日常高炉操作中树立正确的长寿观念，控制气流分布，保持高炉长期稳定顺行，达到高炉长寿与改善技术经济指标的双重目的。为宣钢1号高炉的安全，稳定生产提供了保障，为高炉了长寿做出了贡献。

[1]曹传根，周瑜生，叶正才.宝钢3号高炉冷却壁破损的原因及防止对策[J].炼铁，2000，19（2）：1-5.