唐钢中厚板1#高炉炉缸侧壁碳砖温度异常升高的处理实践

王同伦

（唐山中厚板公司，河北 唐山 063000）

唐钢中厚板1#高炉炉容为1500m³，有24个风口送风，炉前设2个出铁口，夹角75°。炉顶采用WZ型无料钟串罐下料、主皮带上料模式，炉喉设十字测温、炉顶成像装置。炉型采用薄壁喷涂造衬，炉缸采用陶瓷杯+炭砖的炉底炉缸结构，冷却壁采用光面冷却壁与镶砖冷却壁相结合的软水密闭循环冷却。高炉煤气处理采用重力除尘，后续配备布袋干法除尘。2014年10月19日定修，对该区域进行了炉缸冷却壁热面灌浆，送风后该区域的319.5°方向的温度很快便升高至450℃，随后仍呈上涨趋势，到2015年8月2日该点温度最高至628℃。下面针对1#高炉炉缸侧壁碳砖温度异常升高的原因和处理方法进行总结分析。

1 炉缸侧壁温度异常升高的原因

1.1 串煤气的影响

2014年10月19日定修进行炉缸灌浆，当时灌浆料采用的是2#高炉剩下的灌浆料，灌浆后炉缸侧壁319.5°方向短时间上升了约90℃。

1#高炉炉缸温度高的部位是大修时开大门的位置，属于新、老炉壳接口位置，正常生产后，因热应力破坏炉壳变形造成炉缸漏煤气。

大修时五-八带软熔区域的冷却壁更换的不彻底，139.5°至234°区域的冷却壁基本上是旧冷却壁，进入2015年后该区域的煤气漏点较多，U型弯破损较为频繁。

1.2 渣铁环流影响

通常状况下，2000m3以下高炉一般是两个铁口对称分布，死铁层深度一般为2m。唐钢中厚板1#高炉受场地限制、资金投入等因素影响，设计上存在先天缺陷，两个铁口夹角仅为75°，死铁层深度设计为1.8m。对于这种炉缸死铁层偏浅和铁口夹角较小的高炉，当死料柱透气性和透液性显著下降时，滴落带下落的铁水难以穿过中心焦柱而大量流向炉缸周边，必然加重炉缸侧壁热负荷，侧壁炭砖受到渣铁强烈冲刷而发生环流侵蚀[1]。

2 控制炉缸侧壁温度异常升高的措施

2014年10月以来，唐钢中厚板1#高炉通过研究分析，逐步摸索控制炉缸侧壁温度升高的操作措施，辅以外部维护，基本解决了长期困扰生产的长寿技术难题，实践证明这些措施是行之有效的。

2.1 加钛矿护炉

含钛物料的加入方法是配加一定含钛量的烧结矿和钛球。上调烧结矿TiO2含量至0.50%，球团TiO2至1.8%～2.0%，[Si]控制在0.4%～0.5%、通过炉料结构调整，保证入炉钛负荷在5kg/tFe～7kg/tFe，铁水含钛量控制在0.120%～0.150%。9月份以后1#高炉堵4#风口限产能，炉缸侧壁碳砖温度开始呈现下降趋势，遂逐步降低入炉钛负荷以保证炉缸活跃。

2.2 炉衬温度稳定的控制

为了使渣皮稳定，避免因渣皮频繁脱落对气流和热制度造成影响，1#高炉自2014年将炉渣二元碱度由1.05～1.10提高到1.10～1.15后，2015年1月下旬继续进行提高炉渣碱度的试验，将二元碱度逐步稳定在1.15以上，高时接近1.2水平。碱度提高以后，有利于降低（SiO2）活度，减少[Si]的还原，具体波动趋势见图1。

图1 1#高炉炉温及炉渣碱度对照关系

通过上提炉渣碱度的试验，高炉渣系渐趋合理，进入2月下旬以后，处在软熔区域的炉衬10～13层温度整体呈下行趋势，波动幅度明显渐小（见图2），说明渣皮逐渐稳定，脱落减少，炉型逐渐规整，气流分布合理稳定，高炉炉缸热量充沛稳定。

图2 1#高炉软熔区域十-十三层温度趋势

2.3 炉缸冷热面灌浆

炉缸灌浆有两种形式，一种是对炉缸冷却壁热面进行灌浆，碳砖与冷却壁热面之间有一层炭质捣料层，通过灌浆以消除碳素捣料层与冷却壁热面之间的气隙，提高炉缸有效传热，强化冷却。另一种是冷却壁与炉壳之间进行灌浆，通过碳砖电偶所测得高温点，确定钻孔的部位，钻孔的深度必须保证穿透炉壳而不伤及冷却壁[2]。

2.4 炉皮漏点的治理

1#高炉炉皮漏点主要集中在两个区域，一个区域是在139.5°～240°的旧冷却壁区域，U型弯破损较为频繁。尤其是六-七带200°～240°区间炉皮（此块炉皮大修时进行过挖补更换），正常生产后，受热应力破坏影响，炉皮局部有大裂缝。

2.5 优化操作制度

为了控制边缘，活跃中心，以减弱渣铁环流冲刷侵蚀碳砖，抑制炉缸侧壁温度升高趋势，对风口布局进行了调整。利用几次定修的机会，将炉缸侧壁温度偏高的区域上方风口逐步加长、并缩小风口直径。

因炉缸侧壁温度升高趋势无法得到抑制，2015年8月初定修，堵上炉缸侧壁高温度区域对应的4#风口，风量仍按照3050m³/min，标速由188m/s提高至195m/s控制，在维持产量不变的情况下，减少炉缸煤气向边缘发展，最终使炉缸侧壁碳砖温度得到控制。

3 效果

1#高炉通过综合治理措施的实施，炉缸侧壁碳砖高点温度得到了较好的控制，尤其是去年8月份以后，高点温度下降的幅度较大，到2016年1月捅开风口、提高富氧率后，该点温度基本稳定在220℃左右。在炉缸侧壁碳砖温度综合治理期间，虽受一些外围因素影响，但通过优化操作制度，在取得了炉缸侧壁碳砖温度得到有效控制的同时，保持炉况稳定顺行，燃料消耗和炼铁成本也达到历史最低水平，具体指标见表1。

表1 2015年下半年1#高炉主要技术指标

注：9月消耗升高、成本升高与烧结脱硫事故有关，在此期间1#高炉被迫混上大量落地烧结矿，还配吃了一部分唐钢本部及不锈钢公司的汽运来的烧结矿，该烧结矿受制造成本及运输费用影响，造成原料成本有所升高。

4 结语

经过近1年来的炉缸侧壁碳砖温度处理实践，1#高炉炉缸侧壁碳砖温度异常升高的主要原因是该区域冷却壁冷、热面存在气隙，通过上述一系列的措施综合治理后，局部窜煤气的现象明显减轻，气隙通道逐步被堵塞，最高点电偶温度持续下降至安全范围之内。在降低富氧量控制产能后，有效的降低了环流的冲刷强度，对改善高炉炉缸侧壁碳砖侵蚀起到了积极作用。