摘  要  首鋼水鋼煉鐵廠三號高爐有效容積1350m3，2004年9月25日投產，2016年7月18日16:00發(fā)現(xiàn)3#高爐西鐵口兩側冷卻壁水溫差偏高（0.7-0.8℃），且西鐵口串煤氣嚴重，決定休風檢查，于18:35臨時休風處理。摳開鐵口后鐵口積水量大，之后發(fā)現(xiàn)西鐵口右側TB1冷卻壁36#冷卻管燒壞，危及生產安全。通過采取對西鐵口TB1冷卻壁36#水冷管斷開封死；對西鐵口進行澆注、灌漿及焊補封死，同時制定單鐵口安全生產臨時特護制度，堵西鐵口上方1#、20#風口，控制冶煉強度、更換鐵口區(qū)冷卻壁等措施，確保安全生產。

關鍵詞  高爐  爐缸冷卻壁  燒出  處理

1  概述

2016年7月18日16:00發(fā)現(xiàn)3#高爐西鐵口兩側冷卻壁水溫差偏高（0.7-0.8℃），且西鐵口串煤氣嚴重，決定休風檢查，于18:35臨時休風處理。摳開鐵口后鐵口積水量大，之后發(fā)現(xiàn)西鐵口右側TB1冷卻壁36#冷卻管燒壞，危及生產安全。

通過采取對西鐵口TB1冷卻壁36#水冷管斷開封死；對西鐵口進行澆注、灌漿及焊補封死，同時制定單鐵口安全生產臨時特護制度，堵西鐵口上方1#、20#風口，控制冶煉強度、更換鐵口區(qū)冷卻壁等措施，確保安全生產，并保持一定經濟技術指標，降低損失。

2  爐缸冷卻壁燒壞原因分析

2.1  冷卻壁燒壞原因調查

7月28日8:58休風開始更換TA1、TB1冷卻壁及爐皮，并對冷卻壁TB1破損情況進行調查。

從下面四張照片可以看出：在出鐵過程中，鐵水從鐵口孔道磚裂縫竄入鐵口區(qū)域縫隙，與冷卻管接觸后燒壞冷卻管。通過堵鐵口后，炮泥將鐵水通道堵死，同時將鐵口區(qū)域縫隙填充，阻止了鐵水進一步滲透（紅色的是鐵，黑色的是炮泥），見圖1。

2.2  鐵口區(qū)域竄鐵原因分析

（1）煉鐵廠3#高爐是2004年9月25日投產，至2016年7月已經生產近爐役近12年的時間。隨著高爐冶煉強度不斷提高：焦炭強度1.037t/m3.d，綜合冶煉強度1.410t/m3.d，鐵口工作負荷大，至2016年6月31日，高爐每立方米有效容積產鐵10717t，已達到行業(yè)高爐長壽標準（見表1），說明3#高爐已是爐齡末期。三高爐累計產鐵量見表1。

（2）三高爐開爐至今經過三次大的停爐開爐：2011年6月27日-7月20日，2015年7月7日-7月28日，2016年1月8日-3月1日。頻繁的停爐開爐，使鐵口組合磚及磚縫泥漿（復合型棕剛玉磚，剛玉質磷酸鹽耐火泥漿）受到破壞。

①這種材質的蝕損機理表明：復合棕剛玉磚具有較好的抵御渣、鐵和Pb、Zn侵蝕、滲透的能力，而對堿金屬K、Na的抗?jié)B透能力較差，爐缸復合棕剛玉磚蝕損是有害元素共同作用的結果。有害元素入爐負荷情況見表2。

②這種材質的熱震穩(wěn)定性較差，在環(huán)境溫度急劇變化時產生裂縫、剝落等現(xiàn)象。裂縫形成后，在冷卻壁附近產生侵蝕竄煤氣嚴重，出現(xiàn)200mm深的空洞，只是沿鐵口方向填充了大量炮泥。形成的裂縫、空洞全靠堵泥形成的泥包和渣皮進行保護。如果炮泥質量不好，在出鐵過程中渣鐵將鐵口孔道局部炮泥沖刷掉后，鐵水竄入裂縫中進而燒壞冷卻壁，見圖2。

③鐵口使用的無水泥炮質量較差

三高爐為節(jié)約成本長期使用不能滿足YB/T4196-2009《高爐用無水炮泥》理化指標的無水泡泥，給鐵口維護帶來難度，鐵口易噴，造成重出二次鐵次數(shù)較多。

綜上所述，西鐵口冷卻壁TB1燒壞是由于鐵口區(qū)域耐火材料被侵蝕，形成的裂縫、空洞全靠日常鐵口操作中堵塞無水炮泥形成的泥包和渣皮熔融物進行保護。在出鐵過程中，渣鐵將鐵口孔道中局部炮泥沖刷掉后，鐵水竄入裂縫中燒壞冷卻壁。

3  爐缸冷卻壁燒壞后處理

3.1  未更換冷卻壁前

（1）對西鐵口TB1冷卻壁36#水冷管斷開封死。

（2）采取對西鐵口前端（冷卻壁至鐵口泥套區(qū)域）及鐵口框外部進行澆注、灌漿及焊補封死，由東鐵口單鐵口出鐵維持生產。

（3）制度上，堵西鐵口上方1#、20#風口，頂壓控制150KPa,爐溫控制[Si]:0.300-0.600%, [Ti]：≮0.200%（鈦球比例根據(jù)生鐵[Ti]進行調整）。

（4）高爐以順行為主，杜絕崩滑料、懸料,在上部裝料制度上，保持中心開放，適當抑制邊緣。鐵口水溫差T控制范圍及處理措施：T≤0.5℃（熱流強度11882KCal）時正常生產； 0.5℃<T<0.8℃時減風退頂壓至120KPa、停氧、控制冶煉強度；T≥0.8℃（熱流強度≥19012Kcal）時休風涼爐。另外，在鐵口操作上，改用質量較好的四高爐炮泥組織生產，有利于鐵口的操作維護。確保高爐安全生產生產。

3.2  更換西鐵口區(qū)域兩側冷卻壁（TA1、TB1）

7月28日8:58休風對TA1、TB1冷卻壁及爐皮進行更換。

3.3  對東、西鐵口進行清理，重新澆注。

對東、西鐵口進行清理，重新澆注。東鐵口摳孔（深76～88cm、寬65～80cm、高60～80cm）靠里孔道稍大。用澆注料（鋼玉）1.24噸進行澆注。西鐵口舊冷卻壁撤下，清理完殘余渣鐵、泥套及鐵口區(qū)域問題磚襯（寬1200mm、高1300mm、深1100mm），用澆注料（鋼玉）6.98噸進行澆注。并對10個點罐漿，用料1.53噸。

3.4  爐皮開孔灌漿

更換西鐵口區(qū)冷卻壁，爐況恢復正常后，8月5日啟動西鐵口，7日打開1#風口，9日爐頂壓力提至160KPa，隨著強化程度提高，為進一步控制爐缸側壁溫度，16日休風，對二段、三段爐皮開孔進行灌漿。

西鐵口區(qū)選擇壓漿點開孔位置見圖3。

東南方向壓漿點位置見圖4。

從圖3看出，位置1、2點在三段、四段冷卻壁之間，標高11.72m，位置3、4點在三段冷卻壁豎縫之間，標高9.5 m -11.72m，位置5、6點在二段、三段冷卻壁之間，標高與鐵口中心線標高一致（9.5 m）。

爐皮開孔后，看到冒瓦斯火焰，用￠12mm的鉆頭垂直鉆孔致200mm-480mm深，實際鉆孔深度第1點、2點為480mm，第3點為230mm，第四點80mm，第5點未鉆，第6點為230mm。進漿情況：第六點進0.8噸，第4、5點未灌進漿。灌第一點進漿約0.73噸時，聽到爐內有響聲，停止灌漿作業(yè)。

從圖4可以看出，東南面選取三段、四段冷卻壁之間，標高11.72m，爐皮開孔四個點，看到冒瓦斯火焰。其中第2、3點用￠12mm的鉆頭垂直鉆孔致480 mm深，四個孔共壓漿2噸。

所用壓漿料材質為碳質料。

3.5  加強檢測、監(jiān)護

三高爐爐缸冷卻壁安裝時沒有單獨冷卻壁溫差監(jiān)控，針對這一情況，在休風時對鐵口區(qū)域單塊冷卻壁進出水管上引管，安裝閥門，對溫差進行檢測，并建立爐缸冷卻壁水溫差、水流量、熱負荷、熱流強度、爐底水冷管水溫差、爐底爐基溫度、爐缸側壁溫度臺帳，隨時進行監(jiān)控。

在東、西鐵口，二段每塊冷卻壁爐皮上安裝電偶并接入爐內上位機采用實時曲線對鐵口、爐缸爐皮溫度變化進行監(jiān)控。鐵口區(qū)域水溫差T控制范圍及處理措施：T≤0.5℃（熱流強度11882KCal）時正常生產； 0.5℃<T<0.8℃時減風退頂壓至120KPa、停氧、控制冶煉強度；T≥0.8℃（熱流強度≥19012Kcal）時休風涼爐。

3.6  改善炮泥質量，強化爐前操作與管理

針對平時自產炮泥質量不穩(wěn)定，鐵口易噴濺，將其停用，改用外廠質量較好的炮泥組織生產，有利于鐵口的操作維護。確保高爐安全生產。

在爐前操作及管理上，主要是：（1）加強鐵口泥套的維護和制作，鐵口泥套深度≥100mm及泥套缺損時，要及時嚴格按標準做泥套。（2）打泥量根據(jù)鐵口情況控制，確保每次100mm左右夾干泥，嚴禁鐵口過潮。（3）爐前操作嚴禁“悶炮”操作。鐵口出現(xiàn)側漏、未鉆開來鐵等出鐵不正常時，可堵鐵口重新出鐵。鐵口“悶炮”操作必須經生產副廠長或總工批準。（4）非特殊情況，只要按理論把渣鐵出來，嚴禁重出二次鐵，因重出二次鐵打進的泥時間短，泥還不能完全結焦，易造成潮鐵口出鐵導致鐵口斷、鐵口側漏、渣鐵出不凈等不正常情況。

通過精細管理，爐前鐵口工作狀況得到一定改善。

4  處理后高爐指標

通過處理后，在保證安全的前提下，維持生產，高爐指標相對穩(wěn)定，降低損失。待準備工作做好后，停爐大修。指標情況見表3。

5  結語

（1）此次爐缸冷卻壁燒出的處理是成功的。處理后基本能維持正常生產，降低損失。為今后爐齡末期生產及異常處理提供借鑒。

（2）鐵口區(qū)域的澆注，爐皮開孔灌漿對于局部孔道填塞具有重要意義。

（3）日常的檢測及操作管理較為關鍵。對于下一步新休高爐，對檢測手段要認真考慮，便于判斷爐缸侵蝕情況，確保安全。對于鐵口日常操作及維護是爐缸維護的關鍵。

6  參考文獻

[1] 周傳典. 高爐煉鐵生產技術手冊，2003冶金工業(yè)出版社.

[2] 劉云彩. 現(xiàn)代高爐操作，2016，冶金工業(yè)出版社.

[3] 柳鋼科技，2010年煉鐵專輯.5#高爐鐵口框燒穿的處理.