攀钢一高炉大修采用长寿化技术研究

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1、攀钢一高炉大修采用长寿化技术研究摘要：文章从设计的角度从高炉炉型结构、死铁层厚度、炉体内衬、炉体冷却、增加出铁口等方面阐述了攀钢一高炉大修采用的长寿化技术，使冶炼钒钛磁铁矿高炉一代炉龄无中修寿命达到15a，可为类似工程提供参考。关键词：高炉；钒钛磁铁矿；长寿；设计中图分类号：TF576文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）20-0114-02高炉长寿技术一直是炼铁工作者研究的重点课题，一代炉龄使用寿命越长，就意味着经济效益的不断提高。随着我国炼铁技术的进步，国内高炉逐渐向大型化发展，出现了沙钢5800m3世界第一大高炉以及首钢5500m3等大容积高炉，高炉的设计

2、能力、装备水平、施工质量、管理维护层次和使用寿命等方面均有显著提高。但较之国外优秀高炉的长寿水平（无中修15～20a），目前国内高炉的一代炉龄一般低于10年，仅少数高炉可实现10～15a的长寿目标。攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿，炉容1000～2000m3，其一代炉龄寿命维持在8～10a左右。由于原料的特殊性，炉容的扩大在当前攀钢冶炼技术及操作水平下已基本达到瓶颈，为了提高效益必须延长高炉寿命。16攀钢一高炉大修历史攀钢一高炉为国内外第一座冶炼高钛型钒钛磁铁矿普通大型高炉。其设计有效炉容1000m3，1965年开工建设，1970年7月1日建成投产，采用攀枝花本地钒钛磁铁矿冶炼。其第一代

3、炉役采取的主要长寿化措施有：①普通粘土砖、大块碳砖相结合的复合结构炉底。②炉体冷却第1～3段（炉底、炉缸部位）为光面冷却壁，第4～5段（炉腹、炉腰部位）为镶砖冷却壁，第6段（炉身下部）为光面冷却壁套支梁式水箱的复合结构，第7～11段（炉身中部）为四层支梁式水箱，第11段顶部到炉喉钢砖以下没有设计冷却结构，为全高铝砖砌筑。1978年进行了第一次大修，炉容维持不变，炉底改为全粘土砖结构，炉身下部改为三段镶砖冷却壁。1989年进行了第二次大修，炉容扩至1200m3，炉身下部改为三段带大头的镶砖冷却壁，炉身中部采用铸钢冷却水箱，炉体砖衬为粘土砖及高铝砖。2002年进行了第三次大修，炉容

4、扩至1280m3，炉体冷却第1～3段（炉底、炉缸部位）采用三段灰铸铁光面冷却壁，第4～5段（炉腹、炉腰部位）由两段镶砖冷却壁改为两段纯铜冷却壁，第6段（炉身中下部）采用乌克兰模块结构，炉身上部采用两段光面冷却壁；炉底为改进型全粘土砖炉底（3层致密粘土砖加6层超致密粘土砖）。6攀钢一高炉在第四代炉役中，由于新技术的应用，且在生产操作中加强管理、减少入炉原料粉末、提高矿石品位、加大喷煤量等措施，取得了良好的技术经济指标。2009～2011年利用系数达到了2.6，今年最高月利用系数达到了2.7的攀钢高炉最好水平。鉴于攀钢一高炉第四代炉役已近11a，且已达到第三次大修设计使用年限，将于

5、2013年进行第四次大修。2攀钢一高炉大修采用的长寿化技术2.1优化的炉型结构攀钢一高炉（1280m3）内型设计在结合攀钢二高炉（1200m3）、三高炉（1200m3）、四高炉（1350m3）、新三高炉（2000m3）炉体内型改进经验，着重考虑冶炼钒钛磁铁矿特性、顺应高富氧大喷煤的发展趋势，兼顾炉体全冷却壁薄壁炉墙结构的要求，充分利用煤气化学能，改善料柱透气性，对炉体内型进行了优化。炉缸直径d=8.47m，炉腰直径D=9.45m，有效高度Hu=24.6m，炉腹角β=80°43′25″，炉身角α=83°34′17″，高径比Hu/D=2.603。对比攀钢一期高炉高径比2.70，炉体

6、更趋于矮胖型，以适应大风量和高压操作，符合高炉发展趋势。2.2增高死铁层厚度死铁层的厚度直接影响出铁时铁水在炉缸的流动速度，直接影响铁水对炉底砖的冲刷程度。攀钢一高炉原设计死铁层厚度为8256mm，为炉缸直径的9.8%，而新建的优秀高炉死铁层厚度一般为炉缸直径的20%左右。根据2011年检测数据，炉底4点最高温度达到1010℃。根据莫依逊科公式计算：a=d/K1×1/u×lg（t1/t2），代入数据得出炉底剩余厚度233mm，因为检测点在第3层砖顶部，3层炉底砖厚度1200mm，计算炉底剩余总厚度1459mm。炉底总共9层砖总厚度3625mm，减去计算结果得出炉底高温点最大侵蚀

7、深度2266mm。由此可知，攀钢一高炉经过10a的冶炼，其炉底侵蚀严重，炉底温度高。因此，大修设计死铁层厚度增加至1600mm，为炉缸直径的19%。增加死铁层厚度有利于炉缸死料柱上浮，减少铁水环流对炉缸侧壁砖衬的不利影响，死铁层厚度1600mm跟攀钢二高炉（1200m3）保持一致。2.3改进型复合结构炉底、炉缸根据攀钢采用普通高炉冶炼钒钛磁铁矿的多年攻关经验，若炉底砖衬、炉缸结构、炉身下部与炉腰结合部过渡段冷却壁的寿命达到15a，即可实现一代炉龄15a的目标。①采用改进型复合结构炉底。炉底砖