攀钢4＃高炉冷却壁维护与生产实践

42 2010 年第 33 卷第 4 期 攀钢 4 高炉冷却壁维护与生产实践 柳 林 （攀钢 钒 炼铁厂） 摘 要 : 对攀钢 4#高炉冷却壁的破损情况进行了分析 ,认为冷却壁破损的主要原因是 炉况不顺 ， 强化冶炼 措施 ， 休风率高等。 通过 采取增加冷却 水 强度 和 水温差的 日常检查 、压浆造衬、减少非计划休风、 稳定 高炉 炉况 、 降低冶炼强度 、 提高炉渣碱度、缩小风口面积、 维持 炉缸活跃并 控制高炉边缘气流 ， 实现了 高炉的顺行稳定生产 。 关键 词 :高炉 ； 维护 ； 冷却壁 ； 生产 实践 0 引言 攀钢 4#高炉 是在总结攀钢已有高炉的生产经验和吸收宝钢引进技术的基础上建设的，其设计的有效炉容 1350 2004年 4月停炉大修进行技术改造后，高炉炉体用全冷却壁薄壁炉墙的新型炉体结构并于同年 5 月 28 日投产，由于原燃料条件差 与不断 地 提高冶炼强度，其冷却壁损坏数量多、炉皮发红面积大，严重的影响了高炉生产与 职工的 安全作业。 1 冷却壁 破损 及 原因 分析 却壁 损坏 状 况 由于自身原料特点， 攀钢高炉 冶炼 产生 的 高熔点 钛 化物长期沉淀 、堆积 于炉缸周围 与 炉底及砖缝，具有保护炉缸和炉底的作用 ， 炉底、 炉缸 、 炉腹侵蚀较轻微 ，光面冷却壁在第 12 代炉役中基本完好，而 57 段冷却壁磨损最严重，镶砖冷却壁磨去一半或全部，个别 水管外露 1。 攀钢 4#高炉 共设计了 14 段 冷却壁 ， 采用软水密闭循环冷却， 其 炉腹下部的 第 5 段 是 铸铁 镶砖冷却壁 ；炉腹上部至炉腰的 第 6、 7 段 是 第一次使用 镶砖 铜冷却壁 。 第二代炉役 开炉以来共发生 3 次炉皮烧穿， 2005 年 12月 9 日五段 20#冷却壁的炉皮烧穿，将其上方的六段 19#、 20#铜冷却壁下部烧坏 ； 尤其是 2009 年 4月 12 日 与 7 月 7 日连续 两次 把 五段 22#冷却壁 和 八段 25#26#冷却壁间的炉皮烧穿 对高炉影响大 ，至今 第五段冷却壁 内环管已经全损坏，构成 外环管上部有 300 度区域的 冷却盲区 ， 在高温煤气流和熔融渣铁的 冲刷熔蚀下极易被烧穿 ， 4#高炉各段冷却壁累计损坏已达 73 块，见表 1。 表 1 攀钢 4#高炉冷却壁损坏情况 块 冷却壁段数 外环管损坏数量 内环管损坏数量 1 0 0 2 0 1 3 0 1 4 0 0 5 9 30 6 2 9 7 0 0 8 0 19 9 3 11 10 0 1 11 0 0 12 0 1 13 0 0 14 0 0 合计 14 73 冷却 壁 破损原因分析 1）大修后第一次使用铜冷却壁没有经验， 新高炉使用的冷却强度不够， 开炉前三个月炉况不顺而 且 长时间 使用 全 普通矿冶炼， 并 用萤石洗炉 ； 第五段冷却壁设计不善，被渣铁流冲刷严重。 2） 攀钢钒钛烧结矿较国内其 它 烧结矿熔化温度低，软熔带形成的位置比普通矿要低，且温度带窄，处于高炉的炉身下部和炉腰区域，聚合的强烈高温煤气流 由 中心向边沿横向运动，激烈冲 刷和热应力的破坏是该区域砌体破损的重要原因 2；同时，原燃料 质量 差，悬料、滑料等事故频繁， 为了改善攀 钢 技 术 43 高炉顺行采用发展边沿气流的装料制度 。 二者 对炉墙和炉缸影响大。 3） 高压差操作、富氧鼓风、氧混喷煤等强化冶炼 措施， 增大了 炉身下部、炉腰及炉腹承受的压力 及碱金属的侵蚀 ， 加速了冷却设备的损坏速度。 4） 休 风 、减风频繁 发生 。 攀钢 4#高炉处理设备 及 事故的减风率、 非计划 性的 休风 率较高，尤其是 2009 年 4 月至 7 月 共 休风 6 次。 钒钛矿冶炼具有先天性的护炉作用，频繁的休风与低风压对高炉炉缸的活跃程度 和顺行 影响较大 。 2 高炉操作 的对策及措施 炉料控制 通过加强原燃料管理 ， 保持原燃料稳定，优化炉 料 结 构 ， 提 高 入 炉 品 位 。 烧 结 矿 实行 R=控制 槽存量 提高 烧结矿强度 ；块矿 入炉前实行 “不过筛不入炉 ”， 提高料柱透气性。 攀钢自产三期干熄焦炭的指标为： 灰分 31%, 比自产 二期水熄焦 炭质量明显提高，为稳定 炉况和 高炉顺行， 4#高炉 入炉焦炭 结构 改为50%三期 干熄 焦炭 +50%二期 水熄 焦炭 。 要求每 2 料 的质量与水分含量现场观察， 出现异常立即 变动高炉操作参数保证 高炉操作稳定顺行 。 操作制度 1）热制度 与 造渣制度 。 2009 年 4 月至 8 月期间， 4#高炉 的连续 多次休风 对高炉炉况影响大，产生 炉缸堆积 不活跃， 表现为后渣不好放，铁口堵上后风压急剧升高，高炉受憋不接受 大 风量 以至于风量与风压极不对称 。 炉内操作人员要做到勤观察、多沟通，坚持 “三稳定 ”操作方针稳定炉况、 维持高炉顺行和渣铁排放顺畅，用 大风量和高富氧活化炉缸，炉温水 平 要求 提高 至 中上限水平 ， 超 过 炉温极限的铁次严禁连续大于 3 次。 焦炭负荷为 喷吹煤粉波动 0.5 t/h，以确保 高炉顺行 、 煤 气流 稳定 和 良好的热制度 。 攀钢高炉炉渣由于其固有特性，提高碱度并维持渣中 量为 上限 ，可提高炉渣黏度 预防炉墙渣皮脱落 来 保护炉墙与冷却壁。 2） 上 、 下部调剂 。采用 加重 边缘 疏松中心的装料制度，减少 边缘气流 对炉 墙 的 冲刷，坚持开放中心 煤 气流。 4#高炉矿石、焦炭的布料角度和圈数如表 2 所示，装料制度的调节使得 十字测温仪显示的中心温度维持在 350 左右，保证了中心煤气流强、边缘煤气流偏弱的操作炉型。 如表 2 所示，今年 6、 7 月高炉风量小，尤其是 7 月的平均风量只有 3054 m3/了提高风速吹活炉缸 能 守大风量， 7 月 28 日 在 18 个风口中的 4#、 14#风口前方各安装一个 110 火泥圈，风口 面积 由 为 入 8 月份后高炉风量逐渐增大至 3200 m3/8 月 14 日风口前方的耐火泥圈吹掉，风口 面积 恢复到 炉风量亦可守到 32003350 m3/炉顶料面监视摄像头可观察到料面中心气流强且有火苗，边缘气流弱。 表 2 攀钢 4#高炉恢复生产的料制调整 2009 年 5 月 2009 年 6 月 2009 年 79 月 2009 年 1012 月 倾角 /() 34 33 32 25 35 34 33 26 37 36 35 28 36 35 34 33 27 矿石 圈数 焦炭 圈数 O 0 6 4 0 0 6 4 0 0 6 4 0 0 3 3 4 0 C 3 0 3 4 3 0 3 4 3 0 3 4 3 0 2 2 3 3） 高炉操作 与炉前管理 。 当前存在的问题 是冷却壁 的损坏 及炉皮烧穿 的危险 ，以及高炉炉缸堆积粘结不活跃，各班 要围绕这两方面开展 工作 。 高炉各参数的调剂要早， 风量 、富氧要 视顺行 情况 而定 ， 按着先加风后富氧的原则 先把 3200 m3/风量、 5 000 m3/h 富氧守住， 在保证顺行的基础上按台阶往上 增 风量活 跃 炉缸，恢复正常炉况。 炉温严格控制在 中上限 的范围内， 低炉温时间不得超过4 h， 避免 因炉温不足、气流波动等原因导致崩料、滑料 。 要处理好风量、炉温、压差以及气流 平稳 的关系， 矿石批 重控制在 3.5 t 的范围内，班料批按 8890 批控制， 严禁高强度跑料 批 造成下个班守不住风 的操作 。 大喷煤对抑制边缘气流影响大，为开放中心气流、炉温充沛，焦炭负荷不能过重 。 炉内操作与炉前渣铁排放要 互相配合 、 相互创造条件， 炉前放渣出铁抢字当头 ,渣口勤堵勤透 ,带铁时 避免拉坏渣口 ， 减少低压时间； 保持铁口深度， 44 2010 年第 33 卷第 4 期 立足于两个铁口不间断出铁 ， 杜绝潮铁口出铁、 渣铁憋炉 ， 减少渣铁在高炉内的停留时间 。 加强维护点检组保产人员对 “炉前四大件 ”等 高炉主体 设备 、设施 的隐患排查， 减少 炉前设备 、设施 故障耽误放渣出铁 时间，避免 高炉大减风。 3 冷却壁 与炉皮 的 日常 维护 炉底、 炉缸 冷却壁的 维护 严格 监测 炉底、炉缸的第 14 段的水温差、水流量和热流强度， 当炉缸水温差呈上升趋势时，要求 30 炉缸水温差大于 2 时，减氧至 2 000 m3/h；炉缸水温差大于 3 时， 15 炉操作采取减风 措施 并降顶压；当水温差大于 ，热流强度同时达到 62 760 kJ/，组织休风凉炉，避免烧穿。 除了北铁口靠西渣口的第 2 段 1#、第 3 段 1#冷却壁因铁口操作及维护不良 而损坏，其他均完好 。 炉前操 作对 靠近渣口和铁口冷却壁影响大，要认真对待渣铁口的维护工作。多观察铁口状况， 铁口泥套坏了要及时补做； 保护板后面 的耐活料按周期填补， 不能拉空 ；在铁口钻不开时严禁炸开铁口。渣口带铁不放渣，避免因渣口堵不上而烧坏渣口三套的事故。 炉腹、炉腰 、 炉身下部冷却壁 和炉皮 的 维护 1） 对已坏冷却壁控制冷却水量，防止 循环水大量 灌 入 高 炉 内 ， 待高炉 休风 及时对坏冷却壁进行灌浆造衬 ,除六段铜冷却壁未进行灌浆并减冷却水1/2 外 ,其余坏的冷却壁均已进行了灌浆造衬并停水 。 2） 定期计划休风 对 漏煤气的 炉皮进行焊补炉皮漏点，对 损坏的 冷却壁 （铜冷却壁除外）进行灌浆造衬，以延长 使用 寿命，减少灌入炉内的水量，这对活跃炉缸稳定生产有积极作用。 修补损坏的冷却壁的同时 开孔安装铜质冷却器，改善冷却效果，特别是五、六段水温差过大时，要及时 提 高 水 压，以利于 提高 冷却 强度 (见表 3)。 在 第 五段 新 安装 打水管，加强了冷却盲区的 炉皮打水 冷却 强度 ； 烧穿过的位置加外置冷却水箱。 表 3 攀钢 4#高炉冷却壁水压的变化 冷却壁段数 调节前水压 调节后水压 1 0 1 2 3 4 ） 加强 当班配管工检查力度 ，并做好冷却壁水温差周报 。 对进风系统要重点监控热风围管和鹅颈管的发红现象。 对重点部位的检查要求 1 h 检查一次， 每出 完 一次铁 就 上炉身检查炉皮，并做好记录， 有异常立即汇报并处理。 4 高炉 运行 状况 经过两个多月的 摸索与探讨 ， 4#高炉 生产 从2009 年 8 月份 进入了 生产 平稳 上升的 阶段， 高炉炉缸活跃，炉温维持 中限 偏上 ， 炉渣中 量与碱度 R 均与炉温水平相对应，渣、铁排放顺畅 。 其指标参数见表。 表 4 攀钢 4#高炉 2009 年 612 月 经济技术指标参数 日均产量/(利用系数 / t.(m3d )冶炼强度 / t.(m3d)焦比 / (煤比 / (风量 / (富氧量 / (风温 / 6 月 72 119 5617 1173 7 月 12 054 4503 1171 8 月 76 227 5540 1194 9 月 65 209 5634 1187 10 月 68 218 5402 1186 11 月 69 314 5298 1190 12 月 46 336 4590 1181 攀 钢 技 术 45 由表 4 生产指标参数可知，进入 8 月份后高炉可以接受大风量和高富氧，日产量逐月上升，最高利用系数高达 t/（ m3d ），热风温度上限使用提高了近 20 ，喷煤燃烧效果较好，焦比由 7 月份的 512 至 468 右，煤比亦达到较好水平。炉况的稳定顺行大大降低了高炉休减风率， 9月至 12 月四个月时间内共计划休风 3 次，在休风过程中对炉皮漏煤气 点焊补，给坏冷却壁压浆造衬，直至停炉中修均未发生因冷却设备损坏的非计划休风。 5 结 语 1)吸取炉皮烧穿的经验后采取 提高冷却水压力、压浆造衬、炉皮打水冷却等 措施， 4#高炉冷却壁 和炉皮 在生产中没 有再 发生 影响高炉生产的事故，于 2009 年 12 月 19 日 按计划 顺利进 入 停炉检修。 2)钒钛矿冶炼的软熔带比普通矿低，检修过程中把第五段改为铜冷却壁优化冷