李林祥 周龍池 趙勇
1 前言
蘇鋼為了產品結構的轉型，生產模式由普鋼轉向特鋼，新建一座450m3 高爐與100t 電爐匹配。新建高爐設一個鐵口、無渣口、風口15 個，2007 年10 月投產，為電爐廠供應熱裝鐵水。新建高爐鐵水主溝沿用小高爐的旱溝模式，鐵水落料點的沖擊使大溝料很快被沖刷掉，每爐鐵都需要修補鐵水落料點，每天日班修補整個主溝，經常影響高爐出鐵時間，使爐內憋鐵憋渣，爐前的工作量很大，曾多次燒穿主溝，高爐被迫休風。
儲鐵式大溝是由速干澆注料一次整體澆注成型，將出鐵主溝與撇渣器整體澆注，簡單烘烤后投入使用，具有使用壽命長，爐前維護工作量小的特點。儲鐵式大溝已在國內較為成熟，被大多數高爐所采納。蘇鋼高爐儲鐵式大溝改造周期約3 天，日常無需修補，對澆注料的材質要求:Al2O3≥70%、SiC+C≥12%，確保有較長的使用壽命。儲鐵式大溝的大修是套澆，一般2-3 個月套澆一次，每次施工周期約16h，日常維護主要是在鐵水落料點部位，每周檢查一次落料點的侵蝕狀況，需要時放空鐵水，用搗打料修補，小修在40mmin 以內完成，不影響高爐正常出鐵。
2 儲鐵式大溝的使用分析
2.1 儲鐵式大溝的機械侵蝕
蘇鋼使用的儲鐵式大溝兩個月大修一次，通鐵量約10 萬噸。蘇鋼高爐設計為無渣口、單一鐵口形式，排放渣鐵靠一個鐵口工作，出鐵次數18 爐次，爐內每天排放鐵水約1600-1800t、爐渣約700t，高爐爐內熱風壓力2.5-2.6kg/cm2，從鐵口噴射的鐵水流沖擊儲鐵式大溝，鐵口前方2-3m侵蝕最大(如圖)。渣鐵流動沖刷撇渣器內側較為嚴重，蘇鋼儲鐵式大溝長11.5m，鐵水以每分鐘2.5-3.5t 流過大溝，渣鐵的流動性對儲鐵式大溝整體侵蝕也較大。
2.2 儲鐵式大溝的爐渣侵蝕
蘇鋼使用儲鐵式大溝期間，高爐爐渣堿度較低，為酸性爐渣，流動性好，容易侵蝕耐材。由于高爐不穩定，常使用螢石洗爐，螢石比達30-40kg/t 鐵，爐渣中CaF2 含量在5%-7%，加速爐渣對耐材的侵蝕。
3 延長儲鐵式大溝使用時間的措施
蘇鋼采用單座高爐的鐵水供應電爐的方式，同時高爐煤氣供棒材廠加熱爐，生產流程銜接緊湊，整個公司的生產檢修安排取決于大溝的使用情況，延長高爐儲鐵式大溝的使用壽命，可減少高爐的檢修次數。
3.1 杜絕螢石使用
2013 年年底，高爐操作轉變洗爐的觀念，用錳礦代替螢石洗爐，減少對高爐內襯的侵蝕，同時也減輕對儲鐵式大溝的侵蝕，在檢修前兩天使用錳礦洗爐，減少爐缸黏結，有利于爐況恢復。
3.2 提高爐渣堿度
2014 年高爐操作上逐步提高爐渣堿度，鐵水物理溫度穩定在1480℃以上，鐵水含硅量實現穩中有降，鐵水硫含量穩定在一類水平。2014 年儲鐵式大溝4 月底投入使用到7 月底大修期間鐵水及爐渣情況如表1。儲鐵式大溝的通鐵量達到了16.03 萬噸，屬于國內較好的使用水平.
3.3 加強監測儲鐵式大溝的侵蝕深度
儲鐵式大溝投入使用以后，每班當班爐前工用鐵棒檢查儲鐵式大溝鐵口前方的侵蝕情況，一個月以后明顯有侵蝕，在兩個月以后，對儲鐵式大溝多點檢測，包括兩側、底部和撇渣器內側。
3.4 更換大溝供應商和材料
大溝材料供應商自2012 年進行了更換，原因主要是原有供應商的使用壽命和維護周期與高爐檢修周期存在一定的沖突。最終選擇了南京聯合榮大作為合作供應商。
南京聯合榮大承接該鐵溝總包后，首先是對鐵溝的模具進行了修改，原有模具存在一定問題，主要是預留干溝太短，同時寬度及模具底部坡度也做了一定的調整。主要是控制落點侵蝕，減少落點鐵水回旋侵蝕。從實際使用看也起到了相應的效果。同時通過一次超范圍大修，徹底清理了原有鐵溝殘留材料，排除已有隱患，對蘇鋼鐵溝的各個方面做到了全面掌控。
施工質量控制，沿用榮大公司現有的鐵溝管理體系及規程，每次施工制定詳細的組織架構，安全、技術、工程、后勤都有一整套完善的監控體系。施工中的各主要控制節點，包括使用挖機大小、清理幅度、模具安裝測量、材料攪拌時間、振動范圍等都有相應的質量監控體系監測，確保了施工質量的穩定可控。
南京聯合榮大在總包蘇鋼鐵溝之后，針對蘇鋼所用鐵溝料做了一定的調整。調整后的材料指標如表2。
針對材料本身的調整，主要是降低材料中C 含量及CaO 含量，并改善防爆性能。由于450m3高爐檢修間隔較長，材料碳含量高雖然有助于提高抗侵蝕能力，但是長期運行時存在氧化問題；而改善材料防爆性能也為進一步縮短鐵溝大修所需時間創造了條件。另外對抗氧化性能及抗渣性能方面也做了一定的調整，防止長周期運行時的氧化疏松。
4 結語
1)保持高爐生產的連續性，減少檢修次數，延長儲鐵式大溝的使用周期是關鍵，每年減少兩次生產檢修，減少檢修損失非常顯著。對于單座高爐運行的企業，減少檢修次數的經濟效益非常顯著。
2)高爐操作上取消了螢石洗爐的方法，使得儲鐵式大溝的壽命得以延長，生產穩定，合理的爐渣堿度，保持鐵水有充足的溫度和較好的鐵水質量，減輕了對儲鐵式大溝的侵蝕。
3)日常監測儲鐵式大溝的侵蝕深度，動態掌握儲鐵式大溝的運行情況，防止冒險操作帶來燒穿的危險。
4)選擇有實力的鐵溝供應商，對鐵溝材料、設備、施工做系統性的優化整合，確保材料穩定及壽命與檢修同步，有計劃可執行。鐵溝總包單位對鐵溝壽命起到了決定性的作用，如果選擇的單位不具備相應的研發和控制能力，壽命無法得到保障。