攀钢2#高炉第四代炉龄设计特点

攀 钢 技 术 47 攀钢 2#高炉第四代炉龄设计特点 胡方友 （ 新钢钒炼铁厂 ） 摘 要： 概括了攀钢 2#高炉第四代炉龄工艺设计特点，主要包括：炉体采用深炉缸、薄壁炉衬、全冷却壁结构；采用软水密闭冷却系统，在线检漏技术，炉底增设冷却管；采用双钟式炉顶；顶燃式热风炉，并采用单独混风室；炉体内衬针对钒钛磁铁矿冶炼特点，结合材料侵蚀数据，选择耐火材料，这些新技术的运用，为高炉“优质、低耗、高效、长寿”生产提供了保证。 关键词 ： 高炉；炉型；薄壁炉衬；炉顶大小钟；热风炉 0 引言 攀钢 2#高炉有效容积 1 200 第三代炉龄 经过 10多年的生产，炉缸侵蚀严重，冷却壁大量损坏，炉皮开裂 ,时常炉皮冒火、喷焦炭。为此，对其进行大修。重点对冷却设备、检测系统、热风炉进行了改进，包括：增设从炉底到炉身的在线检测系统、炉顶煤气 内燃式热风炉改为先进的顶燃式热风炉等。 大修后，第四代炉龄于 2007年 12月投产，大修设计采用的一系列先进技术，实现了高炉高风温、高煤气利用率，保证了长寿、高产、优质冶炼方针的实施。 1 高炉本体 长期生产实践表明，高炉内衬耐火砖在生产不长时间后，被侵蚀或脱落，而高炉内衬不均匀的侵蚀或脱落造成了高炉操 作炉型不规则。因此，高炉寿命不长，不是取决于耐火砖材料的厚度，而是取决于能否形成稳定的渣皮以及渣皮脱落后能否快速再生成渣皮，这才是高炉长寿的关键，尤其是在炉腹至炉身下部区域。攀钢 2#高炉因此采用矮胖炉型，炉体冷却薄壁炉衬结构、铜冷却壁技术，并配合软水密闭循环冷却技术和完善的检测技术，为高炉稳定顺行、高效、长寿奠定了良好基础。 合理炉型应满足提高冶炼强度，降低燃料比，有利于高炉炉况顺行和有益于长寿的要求。经过长期实践后，在攀钢 2#高炉第四代炉龄的设计上，采用深炉缸，薄壁炉衬技术和全冷却壁结构， 其设计内型，具备了强化冶炼，充分利用煤气化学能和改善透气性的特点。 2#高炉内型参数见表 1。高炉内型设计特点表现如下：表 1 2#高炉本体内型参数 有效高度 / 炉喉高度 / 炉身高度 / 炉腹高度 / 炉缸高度 / 风口高度 / 渣口高度 /5 030 2 439 14 200 3 000 3 200 2 700 1 300 死铁层 / 有效容积 / 炉喉容积 / 炉身容积 / 炉腰容积 / 炉腹容积 / 炉缸容积 / 825 1 200 喉直径 / 炉腰直径 / 炉缸直径 / 炉腹角 炉身角 6 000 9 200 8 200 80 32 83 34 （ 1）适宜炉缸高度。 多年经验表明， 2#高炉炉缸高度为 3 200 ，有利高炉顺行、强化冶炼和扩大风口回旋区，保证炉缸足够的铁水温度和热量。 （ 2）加深死铁层。从炉缸所受到的侵蚀看，主要表现在： 铁水对炭砖的渗透侵蚀，铁水渗透到炭砖的孔中，生成 脆性物质，造成炭砖热面脆化，理化性能下降； 铁水环流的机械冲刷。 加深死铁层有利于减轻出铁时铁水环流对炉 48 2009 年第 32 卷第 1 期 缸下部造成“象脚状”侵蚀，保证炉缸具有足够的热量，稳定铁水成分和温度。 （ 3）风口分 布。高炉设有 18个风口，一个铁口，南北方向对称设置 2个渣口。 却设备 从炉底到炉身上部共设计八段冷却壁。第 1段至第 3段（炉底、炉缸、风口区）采用光面冷却壁，采用 4段至第 8段采用热镶砖冷却壁，球墨铸铁 3层水箱，每层 24个，采用 炉底增设冷却装置，采用在炉底砖下埋设水冷管，将炉底热量带走延长炉底寿命。 另外，在关键部位采用高强度冷却的铜冷却壁。在炉底到炉身上部增设冷却器的在线检测装置，使操作者随时掌握冷却水水温的变化，并作出准确的调整。 却水系统 实施软水密闭循环，冷却水系统采用检漏措施，实现铜冷却壁在线检测技术，可以检测到冷却壁的微量泄漏或监测冷却壁的破损。 体内衬 在选择高炉耐火材料时考虑了如下指标：抗碱金属性、导热性、抗爆烈性、碳素氧化性、抗热震性、抗渣铁侵蚀性能等。特别是：高炉炉底、炉缸内衬，除了承受高炉炉体压力、铁水压力、高温及温度波动作用外，还有渣铁冲刷、化学侵蚀、有害元素作用而产生脆化，当漏水时产生氧 化，更加恶化。因此选择如下炉体内衬： 炉缸采用半石墨碳砖、复合莫来石砖和超致密粘土砖组合用砖； 炉腹采用烧成铝碳砖； 炉腹至炉身下部采用氮化硅结合碳化硅砖； 炉身上部采用高铝砖。 2 高炉炉顶 攀钢 2#高炉第四代炉龄采用大小钟钟式炉顶，设有旋转布料器，形成多点布料，有左右放散阀、左右均压阀，两把探尺，料钟拉杆和布料器采用液压系统加油润滑作用。设置炉顶料面成像仪，适时监测料面情况。设置炉顶煤气 察炉况变化情况。 3 热风炉 为了解决传统内燃式热风炉火井倾斜掉砖、烧穿短路的弊病，而外燃热风炉占地面积 大，投资高，因此攀钢 2#高炉第四代炉龄，采用先进的顶燃式热风炉。它利用炉顶空间进行燃烧，取消了侧燃室或外燃室，其结构对称，温度发布均匀，占地面积小，效率高，投资少，是一种高效节能型热风炉。另设置混风室，并采用双预热系统，提高煤气、预燃空气的温度，保持较高的风温，为高炉节焦增效提供了保障。高温区采用了低蠕变高铝硅和硅砖，把风温从 1 100 提高到 1 250 ，高风温将大幅降低焦比和提高产量，热风炉设计 参数见表 2。表 2 热风炉设计 参数 热风炉全高 /m 格子砖高度 /m 格子砖截面积 / 单位 格子砖加热面积 / 燃烧器类型 拱顶温度 / 48 喷射旋流预热室 1 300 1 350 热风温度 / 废气温度 / 空气预热温度 / 单位容积加热面积 / 单位鼓风加热面积 / 1 250 450 400 风口平台和出铁场 风口平台南北对称 180 布置 2个渣口，在热风围管下设有环形单轨电葫芦，用于检修、换风管等。 西面垂直两渣口线上设置一铁口，铁道线东西走向，铁罐从东边配，渣罐从西边配，互不影响。 炉前采用 出铁场上有较完善的通风除尘设施，在铁口主沟、弯沟设有强力抽风除尘，铁水沟加盖，整个出铁场的除尘效果显著。 5 供料系统 攀钢 2#高炉供料设有 2条矿运输皮带， 1条焦炭运输皮带；东西方向各有 1个焦炭槽，东西各 有 3个大矿槽，左右各有 2个杂矿槽；焦丁设有自动循环回收系统，及时回收焦丁；高炉原燃料装料过程采用双层振动筛过筛，满足高炉高产稳产的需要。 攀 钢 技 术 49 6 其它系统 煤气清洗采用重力除尘器，并配有高炉煤气余压发电（ 置，喷吹煤粉系统采用双罐并列喷吹装置，制粉采用 7 效果 攀钢 2#高炉第四代炉龄，广泛应用了目前高炉长寿技术和先进技术设备，提高了整体装备水平，体现高炉长寿和环保，投产后第 2天利用系数达2.0 t/（ d），第 3天 系数达 2.5 t/（ d）。从炉底到炉身上部各种冷却装置 的在线监测，可全方位了解炉体水温变化和高炉内衬侵蚀情况。全程摄像监控和快捷通话装置以及炉顶成像仪的使用， 炉顶煤气 操作者可快速有效作出调整和处理。经过高炉工作者的不断探索、总结，得出了合理的上下部操作技术，高炉实现了高产稳产， 2008年上半年平均日产生铁 3 t，利用系数 t/（ d）。 8