宣鋼1 號高爐爐頂氣密箱降溫實踐

劉艷峰

（河鋼集團宣鋼公司煉鐵廠， 河北 宣化 075100）

氣密箱是無料鐘高爐爐頂裝料設(shè)備的核心部件，其功能是驅(qū)動并控制布料溜槽在高爐爐喉沿中心軸線旋轉(zhuǎn)和傾動，以完成高爐不同的布料運動要求的關(guān)鍵設(shè)備，氣密箱零部件工藝復(fù)雜、裝配精度高，必須嚴(yán)格工作于正常的溫度范圍。由于其安裝在爐頂鋼圈上，下部與高爐相通，承受著爐頂荒煤氣高溫?zé)醾鲗?dǎo)、爐候料面的熱輻射，其內(nèi)部通常采用氮氣配合水冷卻控制其溫度。

高爐爐頂溫度決定著爐頂氣密箱溫度，頂溫控制是高爐生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，頂溫超過280 ℃時需要及時打水降溫，打水量適當(dāng)控制，以免煤氣流濕度過大粘附在煤氣導(dǎo)出管內(nèi)[1]。

1 1 號高爐存在問題

河鋼集團宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）1 號高爐（2 500 m3）于2008 年3 月15 日點火生產(chǎn)，至2019年3 月已生產(chǎn)11 年，單位爐容生鐵產(chǎn)量8 335.87 t/m3，高爐已處于爐役后期，進入2019 年5 月份，鐵口附近區(qū)域爐缸碳磚溫度大幅度升高點數(shù)增多，為控制爐缸溫度升高，爐內(nèi)采取堵風(fēng)口，降低冶強措施，與此同時，冶強降低帶來料慢爐頂溫度升高，導(dǎo)致爐頂氣密箱溫度偏高，對爐頂氣密箱造成威脅。

2 1 號高爐問題的處理過程

針對爐頂氣密箱溫度波動頻繁問題，作業(yè)區(qū)立即組織技術(shù)人員進行分析，研究解決措施。在目前情況下，高爐爐缸側(cè)壁溫度超標(biāo)將越來越嚴(yán)重，后續(xù)繼續(xù)控制冶強，爐頂溫度勢必會繼續(xù)升高，氣密箱原有冷卻系統(tǒng)已不能滿足目前冷卻需要，長時間開爐頂打水會增加高爐操作難度。最終采取了以下技術(shù)措施：

2.1 調(diào)整布料矩陣，降低爐頂溫度

爐頂煤氣溫度的高低直接影響氣密箱溫度，高爐爐頂溫度的分布也是高爐煤氣利用的直接表現(xiàn)。降低爐頂煤氣溫度，增加爐內(nèi)化學(xué)能利用，有利于冶強的提高，料速加快，混合煤氣CO2升高，煤氣利用率提高。在一定冶強下，煤氣CO 與爐頂溫度成正比例關(guān)系，而煤氣利用率正好相反[2]。

布料矩陣對上部煤氣利用及分布起著決定性作用，1 號高爐長期采用“平臺+漏斗”布料矩陣，隨高爐強化冶煉不斷深入，增加入爐風(fēng)量，擴礦批，重負荷，上部裝制采取了強化中心氣流，保證高爐中心氣流的穩(wěn)定，同時也出現(xiàn)了高爐爐頂溫度階段性偏高的現(xiàn)象，影響高爐爐頂氣密箱正常工作。在保證爐缸溫度受控的前提下，爐內(nèi)積極調(diào)整裝料制度，適當(dāng)控制中心焦量，通過減少中心焦角圈數(shù)，使中心與環(huán)帶及邊緣氣流的得到合理匹配，從而提高煤氣利用降低燃耗優(yōu)化技經(jīng)指標(biāo)同時，也起到了降低爐頂中心點溫度的目的。

具體操作中裝法由K：42（4.3）40（3）38（3）36（2.0）J：41.0（1.0）39.0（3.0）37.0（3.0）35.0（3）32.0（1）20.0（4.5）調(diào) 整 為：K：42（4.0）40（3）38（3）36（2.0）J：41.0（1.0）39.0（3.0）37.0（3.0）35.0（3）32.0（1）20.0（4.0）。

2.2 強化爐前出鐵組織

爐前出鐵工作必須適應(yīng)高爐強化冶煉的需求[3]，視宣鋼1 號高爐冶煉強度提高，對原有的爐前作業(yè)量化考核指標(biāo)進行了重新修訂。正常爐況條件下每次出鐵間隔時間不超過10～15 min，上爐鐵堵口后距下渣時間不能超過1 h，預(yù)計超過時考慮2 個鐵口重疊出鐵，保證及時出凈渣鐵，防止因為出不凈渣鐵而造成的爐內(nèi)壓量關(guān)系走緊。

鐵口合格率不低于96%，鐵流速不低于4.5 t/min。穩(wěn)定打泥量，控制鐵口深度在2.9～3.2 m 之間。作業(yè)過程中盡量減少燒鐵口次數(shù)以及堵口時擠泥現(xiàn)象的發(fā)生，如果出鐵不正常及時組織當(dāng)班相關(guān)人員召開分析會，分析查找事故原因，提高操作水平，找出改進方案，避免類似情況再次發(fā)生。

2.3 減風(fēng)及打水降溫

爐頂打水是最直接降低爐頂溫度的措施，減風(fēng)是有效的操作手段。高爐工長要分析爐頂高溫的原因，區(qū)分設(shè)備故障、操作調(diào)劑、爐前出鐵以及布料制度等因素，采取打水、減風(fēng)或休風(fēng)措施[4]。

爐頂溫度上升較快時，爐內(nèi)及時采取爐頂通氮氣，然后開爐頂打水降溫度處理，等爐頂溫度下行至正常水平時，及時關(guān)爐頂打水，然后停止?fàn)t頂通氮氣，若長時間通氮氣，由于爐頂通氮氣也會影響氣密箱冷卻用氮氣流量，不利于氣密箱冷卻，反而起到相反作用。

2.4 實施氣密箱外噴水

從循環(huán)水D 泵組引水，敷設(shè)管路至氣密箱，在氣密箱上部制作金屬環(huán)管，環(huán)管面向氣密箱一側(cè)均勻開孔，如圖1 所示；在氣密箱下部制作環(huán)形接水槽，如圖2 所示，底回水管回水至總回水管。為防止冬季水管凍冰，進、回水管均進行了保溫處理，確保冬季外噴冷卻工作正常。

3 應(yīng)用效果

通過采取以上多種有效的技術(shù)及設(shè)備改造措施，減少了由于設(shè)備老化等不利因素導(dǎo)致的爐頂氣密箱溫度超標(biāo)現(xiàn)象，為高爐正常生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

圖1 冷卻環(huán)管

圖2 泄水槽

4 使用評價

該項目實施后，避免了由于氣密箱溫度過高引起的高爐休風(fēng)事故，按發(fā)生一次事故休風(fēng)5 h，影響產(chǎn)量1 200 t，生鐵制造費用為92.22 元/t，避免損失為：1 200×92.22≈11 萬元。