高爐爐底長壽攻關(guān)

1、高爐爐底長壽攻關(guān) 劉兆興，杜來增，王全貴，谷增萍，吳景輝 （濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司 第二煉鐵廠，山東 濟(jì)南 250100） 摘要：對濟(jì)鋼120m3高爐爐底侵蝕狀況，在生產(chǎn)中配加釩鈦礦，使其還原成Ti（NC）的沉積，以對爐底形成穩(wěn)定保護(hù)層，降低鐵水流動(dòng)性，減緩鐵水對爐底沖刷；同時(shí)在耐熱基墩打孔，穿埋水冷管，促使?fàn)t缸鐵水1150等溫線上移，凝固團(tuán)增厚。實(shí)踐表明，特護(hù)期間爐基溫度由950下降至700以下，爐役壽命延長2年以上。 關(guān)鍵詞：高爐；爐底；釩鈦礦護(hù)爐；水冷爐底 中圖分類號：TF549+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1004-4620（2004）06-0016-02 Solutions of P

2、rolonging the Campaign of Blast Furnace BottomLIU Zhao-xing, DU Lai-zeng, WANG Quan-gui, GU Zeng-ping, WU Jing-hui(No. 2 Ironmaking Plant of Jinan Iron and Steel Group Corporation, Jinan 250100, China) Abstract： The 120m3 BF foundation temperature is reduced from 950 to below 700 and the furnace lif

3、e campaign is prolonged for more than 2 years by taking furnace maintenance measures such as batching schreyerite in burdens to deposit Ti（NC）on hearth bottom to form a steady protective layer and make molten iron liquidity slower to slowdown the erosion on bottom, drilling holes to lay water-coolin

4、g pipes in heat resistant foundation to heighten the 1150 isothermal line of molten iron to make frozen metal layer thicker。Keywords： blast furnace; hearth; schreyerite maintenance; water-cooled base 1 引 言濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司第二煉鐵廠（簡稱濟(jì)鋼第二煉鐵廠）1號120m3高爐于1995年6月26日開爐，至1999年單位爐容產(chǎn)鐵3452t，生鐵平均含Si0.67，常年冶煉低Si鐵，鐵水對爐缸爐底的

5、化學(xué)侵蝕和機(jī)械沖刷較為劇烈。自1998年以來，爐基溫度上升較快，1999年2月為890，3天即上升至950，潛在爐底燒穿重大隱患，安全生產(chǎn)無保障。為此，濟(jì)鋼第二煉鐵廠圍繞延長爐役壽命，確保安全生產(chǎn)，展開了系列攻關(guān)。2 爐底侵蝕分析2.1 爐底構(gòu)造1號高爐爐底為復(fù)合砌筑，上兩層為高鋁磚，下三層為鋁碳磚，共計(jì)五層，厚度為1725mm，爐缸直徑為3.2m，爐底無冷卻裝置。2.2 計(jì)算分析為掌握爐底侵蝕情況，對爐底磚剩余厚度采用下式進(jìn)行計(jì)算：X=k·d·logto/t（1）式中 X爐底剩余厚度，m；d爐缸直徑，取3.2m；to爐底侵蝕面鐵水溫度，取1200；  t爐底中心

6、實(shí)測溫度，取980；k系數(shù)，當(dāng)t小于1000時(shí)，k取0.0022+0.2；當(dāng)t為10001100時(shí)，k取2.54.0。 代入公式（1），計(jì)算得，X為0.663m。依據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合復(fù)合爐底導(dǎo)熱系數(shù)偏大的因素，同時(shí)借鑒其它煉鐵廠經(jīng)驗(yàn)，綜合分析認(rèn)為，爐底磚已侵蝕1m以上，剩余厚度略大于0.663m，如不及時(shí)采取措施防止劣化加劇，勢必停產(chǎn)大修。3 長壽化措施針對爐底現(xiàn)狀，主要采取了釩鈦礦護(hù)爐和增設(shè)爐底水冷裝置，以達(dá)到保護(hù)爐底，減緩鐵水對爐底沖刷速度，降低爐基溫度，確保安全生產(chǎn)，延長爐役壽命的目的。3.1 釩鈦礦護(hù)爐3.1.1 釩鈦礦護(hù)爐原理 釩鈦礦護(hù)爐處理爐底溫度高的有效措施，在于爐料中提

7、高TiO2的含量，還原成的Ti（NC）沉積在爐底和爐缸，形成穩(wěn)定的保護(hù)層。護(hù)爐期間，在操作制度上，應(yīng)適當(dāng)提高爐溫控制，降低冶煉強(qiáng)度，鐵水中含Si量提高到0.7%0.8，上限控制在1.0，有利于Ti的還原；在煤氣控制方面，采取吹透中心，減少環(huán)流操作，盡量使高溫帶遠(yuǎn)離爐墻，擴(kuò)大風(fēng)口之間的死區(qū)，使沉積的Ti（NC）有利于保護(hù)爐缸。生鐵中的鈦含量控制在0.08%0.10，上限不得超過0.2，鐵水中含Ti量增高，可降低鐵水的流動(dòng)性，減少鐵水對爐底和爐缸的機(jī)械沖刷，有利于保護(hù)爐底和爐缸，對降低爐底和爐缸溫度起到積極作用。3.1.2 釩鈦礦的配加 配加的釩鈦礦化學(xué)成分如表1所示。為控制鐵水中Ti含量在0.1

8、左右，依據(jù)表1計(jì)算，噸鐵配加量為12.15kg，與爐料批配比為：每批含燒結(jié)礦550kg、金屬附加物150kg、球團(tuán)礦350kg、釩鈦礦115kg。 表1 釩鈦礦化學(xué)成分 SiO2CaOTFeV2O5TiO29.60.1424.60.14263.1.3 護(hù)爐效果 1999年2月19日配加釩鈦礦后，渣鐵中的Ti含量顯著提高（化驗(yàn)結(jié)果見表2），爐基溫度穩(wěn)定在890，且有35小幅度回落，爐底劣化趨勢得到有效控制。表2 渣、鐵中鈦成分 %生 鐵渣CSiPSVTiSiO2CaOFeOV2O5TiO24.080.670.1440.0220.0330.0931.643.121.050.0370.673.2 爐

9、底水冷爐底鉆孔埋設(shè)水冷管是強(qiáng)化爐底冷卻，使?fàn)t缸鐵水1150等溫線上移，凝固團(tuán)增厚，達(dá)到保護(hù)爐底、實(shí)現(xiàn)爐底長壽的目的。3.2.1 爐底鉆孔位置確定 在爐底與耐熱基墩之間的找平層處埋設(shè)水冷管冷卻效果好。找平層是素耐火砼，無鋼筋，鉆孔施工與其它部位相比難度較小。鉆孔采用氣動(dòng)鑿巖機(jī)，靠人工控制鉆頭方向，鉆透直徑為5.24m的爐基。要確保12個(gè)60mm孔全部在設(shè)定位置難度較大，因爐底狀況不明，如果鉆頭偏高預(yù)定位置，有可能對爐底磚造成較大破壞，導(dǎo)致滲鐵。為確保施工安全，鉆孔位置選擇在耐熱基墩找平層以下200mm處，鉆12個(gè)60mm孔，埋設(shè)12根45mm×5mm無縫鋼管（見圖1）。圖1 爐基水冷示

10、意圖3.2.2 水冷管埋設(shè) 基墩鉆孔難度較大，尤其是鉆到基墩鋼筋時(shí)，鉆頭難以把鋼筋鉆斷，鋼筋導(dǎo)致鉆頭嚴(yán)重偏離方向。為控制60mm孔的位置，鋼筋采用氧氣局部割斷方法，鉆孔施工自1999年2月22日至27日結(jié)束。為確保爐基與45mm×5mm鋼管的密實(shí)性，爐基穿入鋼管后，在鋼管兩端逐根套入長度為100mm的DN100鋼管，并與爐殼和DN45×5mm鋼管焊嚴(yán)。在DN100鋼管上逐根開孔，一端焊灌漿管，另一端安裝做灌漿排氣用的DN25閥門，然后用無水壓入料逐根灌實(shí)。灌漿管和DN25排氣閥應(yīng)高于DN45×5mm鋼管200mm以上，以利于壓入料將基墩中的空氣全部排出，達(dá)到飽滿程度。灌漿時(shí)應(yīng)先打開DN25排氣閥，待壓入料溢流后再關(guān)閉閥門，在大于3MPa壓力下，保壓35min。通水前必須對45mm×5mm鋼管打壓檢漏，確認(rèn)無漏水后，再通水，通水后應(yīng)根據(jù)爐基溫度適當(dāng)控制水量，且定時(shí)對水冷管除垢。3.2.3 水冷效果 爐基通水后，溫度由890降至670，控制在670700，運(yùn)行至2001年7月1日高爐大修，達(dá)到預(yù)期效果，生產(chǎn)指標(biāo)有了明顯提高，如表3所示。表3 護(hù)爐前后指標(biāo)對比階段階 段年產(chǎn)量/t利用系數(shù)/t.（m3.d）-1入爐焦比/kg.t-1Si/%風(fēng)溫/休風(fēng)率/護(hù)爐前1219642.863