1、高炉炉底长寿攻关 刘兆兴，杜来增，王全贵，谷增萍，吴景辉 （济南钢铁集团总公司 第二炼铁厂，山东 济南 250100） 摘 要：对济钢 120m3高炉炉底侵蚀状况，在生产中配加钒钛矿，使其还原成Ti（NC）的沉积，以对炉底形成稳定保护层，降低铁水流动性，减缓铁水对炉底冲刷；同时在耐热基墩打孔，穿埋水冷管，促使炉缸铁水 1150等温线上移，凝固团增厚。实践表明，特护期间炉基温度由 950下降至 700以下，炉役寿命延长 2 年以上。 关键词：高炉；炉底；钒钛矿护炉；水冷炉底 中图分类号：TF549+.4 文献标识码：B 文章编号：1004-4620（2004）06-0016-02 Solutio
2、ns of Prolonging 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 furn
3、ace life 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
4、-cooling 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 言济南钢铁集团总公司第二炼铁厂（简称济钢第二炼铁厂）1 号 120m3 高炉于 1995 年 6 月 26 日开炉，至 1999 年单位炉容产铁 3452t，生铁平均含Si0.6
5、7，常年冶炼低Si铁，铁水对炉缸炉底的化学侵蚀和机械冲刷较为剧烈。自 1998 年以来，炉基温度上升较快，1999 年 2 月为 890，3 天即上升至950，潜在炉底烧穿重大隐患，安全生产无保障。为此，济钢第二炼铁厂围绕延长炉役寿命，确保安全生产，展开了系列攻关。2 炉底侵蚀分析2.1 炉底构造1 号高炉炉底为复合砌筑，上两层为高铝砖，下三层为铝碳砖，共计五层，厚度为 1725mm，炉缸直径为 3.2m，炉底无冷却装置。2.2 计算分析为掌握炉底侵蚀情况，对炉底砖剩余厚度采用下式进行计算：X=kdlogto/t （1）式中 X炉底剩余厚度，m；d炉缸直径，取 3.2m；to炉底侵蚀面铁水温度
6、，取 1200；t炉底中心实测温度，取 980；k系数，当 t 小于 1000时，k 取 0.0022+0.2；当 t 为 10001100时，k 取 2.54.0。代入公式（1），计算得，X 为 0.663m。依据计算结果，结合复合炉底导热系数偏大的因素，同时借鉴其它炼铁厂经验，综合分析认为，炉底砖已侵蚀 1m 以上，剩余厚度略大于 0.663m，如不及时采取措施防止劣化加剧，势必停产大修。3 长寿化措施针对炉底现状，主要采取了钒钛矿护炉和增设炉底水冷装置，以达到保护炉底，减缓铁水对炉底冲刷速度，降低炉基温度，确保安全生产，延长炉役寿命的目的。3.1 钒钛矿护炉3.1.1 钒钛矿护炉原理 钒
7、钛矿护炉处理炉底温度高的有效措施，在于炉料中提高 TiO2的含量，还原成的 Ti（NC）沉积在炉底和炉缸，形成稳定的保护层。护炉期间，在操作制度上，应适当提高炉温控制，降低冶炼强度，铁水中含Si量提高到 0.7%0.8，上限控制在 1.0，有利于 Ti 的还原；在煤气控制方面，采取吹透中心，减少环流操作，尽量使高温带远离炉墙，扩大风口之间的死区，使沉积的 Ti（NC）有利于保护炉缸。生铁中的钛含量控制在0.08%0.10，上限不得超过 0.2，铁水中含 Ti 量增高，可降低铁水的流动性，减少铁水对炉底和炉缸的机械冲刷，有利于保护炉底和炉缸，对降低炉底和炉缸温度起到积极作用。3.1.2 钒钛矿的
8、配加 配加的钒钛矿化学成分如表 1 所示。为控制铁水中 Ti 含量在 0.1左右，依据表 1 计算，吨铁配加量为 12.15kg，与炉料批配比为：每批含烧结矿 550kg、金属附加物 150kg、球团矿 350kg、钒钛矿 115kg。 表 1 钒钛矿化学成分 SiO2 CaO TFe V2O5 TiO29.6 0.14 24.6 0.14 263.1.3 护炉效果 1999 年 2 月 19 日配加钒钛矿后，渣铁中的 Ti 含量显著提高（化验结果见表 2），炉基温度稳定在 890，且有 35小幅度回落，炉底劣化趋势得到有效控制。表 2 渣、铁中钛成分 %生 铁 渣C Si P S V Ti
9、SiO2 CaO FeO V2O5 TiO24.08 0.67 0.144 0.022 0.033 0.09 31.6 43.12 1.05 0.037 0.673.2 炉底水冷炉底钻孔埋设水冷管是强化炉底冷却，使炉缸铁水 1150等温线上移，凝固团增厚，达到保护炉底、实现炉底长寿的目的。3.2.1 炉底钻孔位置确定 在炉底与耐热基墩之间的找平层处埋设水冷管冷却效果好。找平层是素耐火砼，无钢筋，钻孔施工与其它部位相比难度较小。钻孔采用气动凿岩机，靠人工控制钻头方向，钻透直径为 5.24m 的炉基。要确保 12个 60mm 孔全部在设定位置难度较大，因炉底状况不明，如果钻头偏高预定位置，有可能对
10、炉底砖造成较大破坏，导致渗铁。为确保施工安全，钻孔位置选择在耐热基墩找平层以下 200mm 处，钻 12 个 60mm 孔，埋设 12 根45mm5mm 无缝钢管（见图 1）。图 1 炉基水冷示意图3.2.2 水冷管埋设 基墩钻孔难度较大，尤其是钻到基墩钢筋时，钻头难以把钢筋钻断，钢筋导致钻头严重偏离方向。为控制 60mm 孔的位置，钢筋采用氧气局部割断方法，钻孔施工自 1999 年 2 月 22 日至 27 日结束。为确保炉基与45mm5mm 钢管的密实性，炉基穿入钢管后，在钢管两端逐根套入长度为100mm 的 DN100 钢管，并与炉壳和 DN455mm 钢管焊严。在 DN100 钢管上逐
11、根开孔，一端焊灌浆管，另一端安装做灌浆排气用的 DN25 阀门，然后用无水压入料逐根灌实。灌浆管和 DN25 排气阀应高于 DN455mm 钢管 200mm 以上，以利于压入料将基墩中的空气全部排出，达到饱满程度。灌浆时应先打开 DN25 排气阀，待压入料溢流后再关闭阀门，在大于 3MPa 压力下，保压 35min。通水前必须对 45mm5mm 钢管打压检漏，确认无漏水后，再通水，通水后应根据炉基温度适当控制水量，且定时对水冷管除垢。3.2.3 水冷效果 炉基通水后，温度由 890降至 670，控制在 670700，运行至 2001 年 7 月 1 日高炉大修，达到预期效果，生产指标有了明显提高，如表 3 所示。表 3 护炉前后指标对比阶段阶 段 年产量/t 利用系数/t.（m 3.d） -1 入炉焦比/kg.t-1 Si/% 风温/ 休风率/护炉前 121964 2.863 527.4 0.59 823 0.86护炉后 132997 3.122 500.6 0.55 903 0.8对比 +11033 +0.259 -26.8 -0.04 +80 -0.06济钢第二炼铁厂通过采用炉底埋设水冷管和钒钛矿护炉技术，炉基温度得到有效控制，生产技术指标有了较大提高，保证了高炉炉役后期的安全生产，可延长炉役寿命 2 年以上。实践证明，炉底长寿攻关是成功的。
