濟(jì)鋼1 750 m3高爐爐缸侵蝕情況分析

張小偉，張熙瑋

（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠，山東濟(jì)南 250101）

生產(chǎn)技術(shù)

濟(jì)鋼1 750 m3高爐爐缸侵蝕情況分析

張小偉，張熙瑋

（山鋼股份濟(jì)南分公司煉鐵廠，山東濟(jì)南 250101）

通過對生產(chǎn)條件及爐缸結(jié)構(gòu)相同的濟(jì)鋼1#、3#1 750 m3高爐爐缸侵蝕情況進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)1#高爐爐缸呈淺鍋底—象腳狀侵蝕，扒爐實(shí)測表明，爐缸、爐底交接處侵蝕最為嚴(yán)重，炭磚殘存厚度最薄處僅為300 mm；3#高爐鐵口附近炭磚出現(xiàn)不同程度裂紋，侵蝕嚴(yán)重處炭磚殘存厚度600 mm。建議考慮炭磚的微孔度，使用高可靠性熱電偶，降低爐底冷卻水流量，增加爐缸冷卻水流量等，以提高高爐壽命。

高爐；爐缸；侵蝕；炭磚

1 前言

濟(jì)鋼1#1 750 m3高爐于2003年8月31日點(diǎn)火投產(chǎn)，2013年6月20日停爐大修，一代爐役單位爐容產(chǎn)鐵量8 079 t/m3。生產(chǎn)期間進(jìn)行過兩次降料面項(xiàng)修，第1次為2006年1月進(jìn)行的為期10 d的項(xiàng)修，主項(xiàng)為更換3塊4段冷卻壁，風(fēng)口區(qū)重新改砌燒成鋁碳磚；第2次為2007年11月進(jìn)行的為期19 d的項(xiàng)修，主項(xiàng)為更換4段冷卻壁為鐵銅復(fù)合式。

3#1 750 m3高爐于2005年9月18日點(diǎn)火投產(chǎn)，2012年9月8日停爐大修，一代爐役單位爐容產(chǎn)鐵量5 631 t/m3。生產(chǎn)期間進(jìn)行過3次降料面項(xiàng)修，第1次為2007年3月進(jìn)行的為期25 d的項(xiàng)修，主項(xiàng)為更換4段冷卻壁為鐵銅復(fù)合式，風(fēng)口區(qū)重新改砌燒成鋁碳磚。其后分別于2010年9月、2011年11月配合系統(tǒng)檢修降料面項(xiàng)修兩次，爐體、爐缸結(jié)構(gòu)未做變動。

兩座高爐一代爐役主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。

表1 濟(jì)鋼1#、3#1 750 m3高爐一代爐役主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2 爐缸結(jié)構(gòu)

濟(jì)鋼1#、3#1 750 m3高爐爐缸、爐底設(shè)計(jì)均采用炭塊—陶瓷砌體復(fù)合爐襯結(jié)合水冷炭磚薄爐底結(jié)構(gòu)。爐底炭磚總厚度為2 000 mm，炭磚上部砌2層400 mm塑性相結(jié)合剛玉復(fù)合磚。1#1 750 m3高爐爐底結(jié)構(gòu)為下部立砌1層1 200 mm德國SGL標(biāo)準(zhǔn)炭塊，上部立砌1層800 mm德國SGL微孔炭磚；3#1 750 m3高爐為下部平砌2層600 mm國產(chǎn)石墨質(zhì)高導(dǎo)熱炭磚，上部立砌1層800 mm國產(chǎn)微孔炭磚。

爐缸、爐底側(cè)壁外層環(huán)砌炭磚，爐缸內(nèi)層環(huán)砌塑性相結(jié)合剛玉復(fù)合磚，在爐缸、爐底交接處采用加厚塑性相結(jié)合剛玉復(fù)合磚。1#1 750 m3高爐側(cè)壁炭磚共16層，其中爐缸9層，爐底7層，爐缸環(huán)砌德國SGL微孔炭磚；3#1 750 m3高爐側(cè)壁炭磚共13層，其中爐缸9層，爐底4層，爐缸環(huán)砌國產(chǎn)微孔炭磚。

3 爐缸侵蝕情況

3.1 1#高爐爐缸侵蝕情況

在扒爐過程中對每一層炭磚殘存厚度都進(jìn)行了實(shí)際測量，因9#～16#風(fēng)口侵蝕較小，數(shù)據(jù)沒有列入表中，其他位置測量數(shù)據(jù)見表2。

表2 1#1 750 m3高爐爐缸各層炭磚殘存厚度mm

從1#1 750 m3高爐扒爐實(shí)際測量數(shù)據(jù)來看，爐缸侵蝕情況主要存在以下特點(diǎn)：1）爐缸整體侵蝕呈明顯淺鍋底—象腳狀侵蝕，爐缸、爐底交接處侵蝕最為嚴(yán)重。2）爐缸炭磚環(huán)裂現(xiàn)象較少，侵蝕情況表現(xiàn)為越靠近鐵口越嚴(yán)重，最薄的地方炭磚殘存厚度僅為300 mm，而此部位電偶停爐前已損壞。3）爐缸側(cè)壁炭磚歷史最高溫度為8.095 m爐缸爐底交接處5#、6#風(fēng)口方向（1 050℃），扒爐后實(shí)測炭磚殘存厚度為650 mm，與理論計(jì)算值基本相符，但與其緊鄰的4#風(fēng)口方向侵蝕較為嚴(yán)重，最薄的地方殘存厚度僅為370 mm，而此區(qū)域電偶也已于停爐前損壞。

3.2 3#高爐爐缸侵蝕情況

3#1 750 m3高爐扒爐后，發(fā)現(xiàn)兩鐵口附近從第8層到第13層炭磚均出現(xiàn)不同程度裂紋，最嚴(yán)重的部位出現(xiàn)在第9層和第10層，環(huán)裂部位距炭磚冷面分別為500 mm、300 mm。其余部位炭磚基本完好。

從爐缸侵蝕情況來看，3#高爐與1#高爐表現(xiàn)出不同特點(diǎn)，其主要侵蝕部位位于兩鐵口區(qū)域第5～第10層炭磚，鐵口標(biāo)高第9層炭磚侵蝕最為嚴(yán)重，炭磚殘存厚度分別為660 mm、600 mm。爐缸側(cè)壁其余部位陶瓷杯稍有侵蝕，炭磚基本完好。爐底部分剩余1層陶瓷墊，炭磚未受侵蝕。

4 結(jié)語

1）1#、3#1 750 m3高爐的侵蝕位置都在鐵口方向，1#高爐由于生產(chǎn)時間及單位爐容產(chǎn)鐵量都超過3#高爐，所以1#高爐的侵蝕情況遠(yuǎn)比3#高爐嚴(yán)重。

2）3#1 750 m3高爐兩鐵口附近從第8層到第13層炭磚均出現(xiàn)不同程度裂紋，這與1#高爐完全不同，正是由于炭磚的開裂嚴(yán)重影響了爐缸壽命。

3）兩座高爐爐底侵蝕情況相同，爐底兩層陶瓷墊都有一層完好無損。

高爐爐缸、爐底作為高爐內(nèi)部工作環(huán)境最惡劣的部位，影響高爐壽命的主要因素有爐缸結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量、耐材質(zhì)量、操作制度等，濟(jì)鋼這兩座高爐結(jié)構(gòu)相同，生產(chǎn)條件相同，唯一不同的就是炭磚材料的不同，耐材的壽命決定著高爐一代爐役的長短。而炭磚作為爐缸、爐底的主要耐材，必須具有高導(dǎo)熱、微孔化、低透氣、高強(qiáng)度、高抗堿金屬和爐渣侵蝕等性能。從炭磚材料的檢驗(yàn)結(jié)果來看，1#高爐與3#高爐炭磚的理化指標(biāo)相差不大。因此，應(yīng)該思考以下問題：

1）制作微孔炭磚的主要原料為低灰低鐵無煙煤，需在隔氧條件下高溫焙燒，而目前國內(nèi)很多炭磚制作都是采用普通焙燒工藝，這對炭磚的使用性能是不是造成一定影響，同時，焙燒過程中爐窯各點(diǎn)溫度的均勻性及高溫保持時間的長短，是不是也會對炭磚的性能造成影響？

2）不能一味地追求炭磚的高導(dǎo)熱而忽視微孔度，爐缸、爐底的炭磚必須是微孔化制品，平均孔徑應(yīng)＜1 μm，甚至更低。

3）目前對爐缸侵蝕情況的監(jiān)控主要依賴于爐缸電偶對溫度的監(jiān)測，電偶的可靠性就成為關(guān)鍵。一是必須盡量增加電偶的監(jiān)測覆蓋范圍，尤其是容易侵蝕的重點(diǎn)部位，盡可能全面地反映爐缸侵蝕狀態(tài)，減少監(jiān)控的盲區(qū)。二是選擇合適的電偶插入深度，避免電偶插入過深造成電偶過早損壞，給爐缸的侵蝕判斷帶來難度。

4）在目前的爐缸結(jié)構(gòu)及冷卻條件下，爐缸的侵蝕主要表現(xiàn)在爐缸側(cè)壁，而爐底則相對侵蝕很少。在這種情況下，是否可以降低爐底冷卻水流量而增加爐缸冷卻水流量，以延緩爐缸側(cè)壁侵蝕速度。

Hearth Erosion Situation Analysis for the 1 750 m3Blast Furnace in Jinan Steel

ZHANG Xiaowei,ZHANG Xiwei

（The Ironmaking Plant of Jinan Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

The hearth erosion of Jinan Steel’s No.1 and No.3 1 750 m3BF have been investigated,although they have the same production conditions and hearth structure.It is found that the No.1 blast furnace hearth pale pot is like the foot-shaped erosion,griddle test shows junction of hearth and bottom are the most serious erosion position,the remaining thickness of the thinnest carbon brick is only 300 mm. The carbon bricks near the iron mouth of the No.3 BF have cracked to some extent,the remaining carbon brick thickness of severe erosion is 600 mm.To improve and prolong the life of the blast furnace,it is suggested that to apply the porous carbon bricks and high reliability thermocouples,reduce the cooling water flow for bottom,increase the cooling water flow of the hearth etc.

blast furnace;furnace hearth;scouring;carbon brick

TF548

B

1004-4620（2015）01-0004-02

常見單位符號大小寫混淆示例

單位名稱錯誤符號標(biāo)準(zhǔn)符號米秒噸千克M S T K g m s t k g摩［爾］Mol mol單位名稱帕［斯卡］瓦［特］電子伏赫茲升錯誤符號pa w ev HZ，Hzl標(biāo)準(zhǔn)符號Pa W eV Hz L

2014-10-18

張小偉，男，1978年生，2005年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學(xué)冶金工程專業(yè)。現(xiàn)為濟(jì)鋼煉鐵廠工程師，從事煉鐵工藝技術(shù)、高爐長壽管理工作。