嚴曉東
（福建三鋼閩光股份有限公司，福建 三明 365000 ）
摘 要：針對三鋼 5 號高爐爐役末期爐缸水溫差和爐殼溫度達到了安全冶煉警戒值。 通過加強爐缸狀態(tài)監(jiān)控，并增加爐缸局部區(qū)域冷卻強度、堵風(fēng)口、使用鈦礦等一系列相關(guān)護爐技術(shù)措施，有效控制了爐殼溫度和爐缸環(huán)碳溫度的上升趨勢，高爐生產(chǎn)實現(xiàn)了安全長壽、穩(wěn)定低耗。
關(guān)鍵詞：高爐護爐 爐缸 實踐
1 引言
三鋼 5 號高爐有效容積 1050m3 ，設(shè)有 2 個鐵口，20 個風(fēng)口，設(shè)計一代爐齡壽命 10 年以上。在設(shè)計中采用了一系列先進的新技術(shù)、新設(shè)備：PW 緊湊型串罐無料鐘爐頂，爐缸、爐底使用微孔炭磚、陶瓷杯，大功率短焰燃燒器頂燃式熱風(fēng)爐，干法布袋煤氣除塵及 TRT 發(fā)電，高爐本體自動測水溫差及熱流強度，爐頂煤氣紅外攝像，煤氣自動取樣，高爐爐頂自動噴霧等。5 號高爐于2007 年 9 月 20 日 11：08 點火投產(chǎn)。至今已生產(chǎn)十年多，爐缸二層和三層區(qū)域環(huán)炭熱電偶溫度、冷卻壁水溫差和爐殼溫度超過規(guī)定的警戒值，爐缸安全受到嚴重威脅。
2 第一階段護爐
2016 年 2 月份開始環(huán)碳熱電偶溫度整體呈上行趨勢，爐缸 6995mmTE105C1 處熱電偶最高達到 650℃。2 月 17 日中班發(fā)現(xiàn)爐缸冷卻壁二層1#、2#、3#、4#、5#、38#、39#、40# 和 三 層 2#、3#、4#、5# 水溫差明顯升高，最高達 2.7℃，嚴重威脅到爐缸的安全生產(chǎn)。
2.1 加強爐缸局部區(qū)域冷卻強度
2016 年 2 月 17 日開始將二層 1#、2#、3#、4#、5#、38#、39#、40# 冷卻壁和三層 2#、3#、4#、5#冷卻壁分別接上高壓水。由于環(huán)碳溫度整體上行，19 日將爐缸冷卻水量增加了 300t/h，提高高爐爐缸的整體冷卻的強度。24 日二層 1#、2#、3#、4#、5# 冷卻壁水溫差降至 1.3℃以下，二層 38#、39# 冷卻壁水溫差降至 1℃以下，20 日三層 2#、3#、4#、5# 冷卻壁水溫差降至 1.1℃以下。
2.2 堵風(fēng)口
2016 年 2 月 18 日利用休風(fēng)機會長期堵死環(huán)炭溫度高對應(yīng)的 2# 風(fēng)口，降低風(fēng)口下方區(qū)域渣鐵沖刷。
2.3 加強爐缸狀態(tài)監(jiān)控
在二層、三層分別找出爐殼溫度相對較高的8 個點進行跟蹤測溫，其中在西南面的二層、三層分別找出 6 個測溫點，東南面 2 個點，并且要求副工長對測溫點定時進行測溫監(jiān)控并記錄在電腦上。
3 第二階段護爐
2018 年 3 月初爐缸、爐底多處溫度持續(xù)上升及爐殼溫度較高。爐缸 6995mmTE105E2 處（正西面）熱電偶最高達到 477℃，二層 33# 冷卻壁（正東面）爐殼溫度最高達 84℃，二層 11# 冷卻壁（正西面）爐殼溫度達 77℃。
3.1 加強爐缸局部區(qū)域冷卻強度
2018 年 2 月 25 日至 3 月 1 日分別對二層爐殼溫度較高點對應(yīng)的 8#、32#、34#、35# 冷卻壁分別接上高壓水。以提高爐缸冷卻能力，在炭磚熱面形成凝結(jié)層，以保護陶瓷杯脫落后的炭磚。
3.2 控制合理冶煉強度
隨著環(huán)碳溫度和爐殼溫度的升高變化，高爐冶煉強度也相應(yīng)調(diào)整。環(huán)碳溫度超過警戒值或爐殼溫度升到 70℃時，通過控制風(fēng)量、風(fēng)壓來控制冶煉強度。
3.3 堵風(fēng)口
2018 年 3 月 2 日高爐休風(fēng)堵正西面和正東面爐殼溫度較高對應(yīng)的 6# 和 16# 風(fēng)口，緩解鐵水環(huán)流對該方向沖刷侵蝕。為防止煤氣流分布不均勻影響到爐況順行，挖開 2# 風(fēng)口（此位置爐殼溫度穩(wěn)定 50℃左右）。
3.4 調(diào)制度，放中心、抑邊沿
邊沿氣流發(fā)展，一方面加強了氣流對爐缸的沖刷攪動；另一方面，生成的渣鐵集聚在爐缸邊沿，且中心偏弱后中心死料柱透氣透液性減弱，兩者疊加的作用造成鐵水環(huán)流加劇，對爐缸磚襯機械沖刷侵蝕加重。5 號高爐在氣流調(diào)節(jié)上注重“穩(wěn)定邊沿，打開中心；穩(wěn)定中心，照顧邊沿”的指導(dǎo)思想。
3.5 控制合適的生鐵含 Si 量
生鐵含[Si]一方面影響鐵水的流動性，流動性太好，則對爐底爐缸的侵蝕加劇，流動性太差則影響高爐生產(chǎn)，致使爐況波動，從而反過來損壞爐底爐缸；另一方面，爐溫還影響鈦的還原，爐溫高鈦礦還原程度大，護爐效果好。目前 5 號高爐護爐期間要求[Si]的范圍控制在 0.45%~0.65%之間，確保生鐵含[Ti]在 0.08%~0.12%之間。
3.6 使用鈦礦護爐
鈦礦護爐機理 [1] ：鈦礦中的 TiO2 在爐內(nèi)高溫還原氣氛下，可產(chǎn)生 TiN、TiC 及 Ti （CN）高熔點化合物。純的 TiC 為 3150℃，TiN 為 2950℃，這些高熔點鈦的碳氮化合物在爐缸爐底與鐵水及鐵水中析出的石墨等凝結(jié)在被侵蝕嚴重的爐缸爐底的磚縫和內(nèi)襯表面，從而對內(nèi)襯起到保護作用。3 月 2 日開始配加鈦礦護爐冶煉，嚴格控制鐵水中 Ti 成分，[Ti]控制在 0.08%~0.12%，確保護爐效果。
配加鈦礦成分見表 1。
3.7 加強鐵口維護
加強與爐前的信息溝通，維護好鐵口，在不影響爐前開口出鐵及渣鐵處理作業(yè)的前提下，鐵口深度按 2800~3000mm 的上限控制。爐前確保渣鐵排放及時，護爐階段爐溫較高渣鐵粘稠，容易造成爐內(nèi)壓量關(guān)系緊張，渣鐵未出凈的情況下采取零間隔出鐵，避免渣鐵聚集在爐缸造成爐況不利影響。正常情況下南北兩個鐵口保持均勻出鐵，盡量避免連出及出不凈的情況。
3.8 加強爐缸狀態(tài)監(jiān)控
爐缸溫度監(jiān)測是確保爐缸安全的重要手段。進一步加強高爐爐缸側(cè)壁電偶、爐殼測溫、水溫差監(jiān)測等手段的控制，以便對爐缸安全運行狀態(tài)進行掌控。二層爐殼由原來 8 個監(jiān)測點增加到32 個，三層由原來 8 個監(jiān)測點增加到 27 個。正常情況下要求相關(guān)崗位每四個小時檢測記錄一次并記錄在電腦上，特別電偶和爐殼溫度相對高的部位重點監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常時及時上報處理。在南北爐基方向加裝兩個攝像監(jiān)控并在爐殼溫度高的點安裝 20 個爐殼溫度在線實時監(jiān)控。2018年 3 月份二層爐殼溫度較高點 11# 和 33# 變化趨勢見圖 1。
3.9 建立完善的應(yīng)急預(yù)案體系。
建立爐缸爐底事故的應(yīng)急預(yù)案，各相關(guān)崗位人員進行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，舉行應(yīng)急預(yù)案演練。護爐期間保證爐基部位要保持干燥，爐基周圍拉警戒線禁止外圍人員進入現(xiàn)場。在爐缸出現(xiàn)異常時，要及時處理并匯報，確保安全生產(chǎn) 。
通過以上措施，5 號高爐取得很好護爐效果，不僅確保維持安全生產(chǎn)，而且各項經(jīng)濟技術(shù)指標保持較好水平，護爐前后各項指標見表 2。
4 結(jié)語
（1）爐缸環(huán)碳溫度和爐殼溫度過高，可適當增加該區(qū)域的冷卻強度，提高冷卻效果，可有效減緩碳磚的侵蝕速度。
（2）可適當控制冶煉強度，以減少鐵水環(huán)流對爐缸、尤其是鐵口區(qū)域碳磚的沖刷，減緩碳磚的侵蝕速度。
（3）重視鐵口對爐缸壽命的影響，爐前操作上應(yīng)加強鐵口維護，出凈渣鐵確保鐵口深度合格。
（4） 堵環(huán)炭溫度和爐殼溫度高對應(yīng)的風(fēng)口，緩解鐵水環(huán)流對該方向沖刷侵蝕。
（5）鈦礦護爐期間硅含量以 0.45%~0.65%為宜，鐵水中含鈦量控制在 0.08%~0.12%之間，這樣既能起到較好的護爐效果，又能維持爐況順行和方便爐前出凈渣鐵。