首钢高炉长寿维护实践

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1、首钢高炉长寿维护实践张贺顺温太阳陈军(首钢总公司)摘要:对首钢高炉长寿维护经验进行了总结。首钢1、3、4号高炉均已连续安全生产15年以上，主要通过对炉缸水温差的合理控制，稳定高炉冷却水质，及时维护高炉本体受损冷却壁，定期进行高炉炉内喷涂造衬，来提高高炉寿命。关键词:大型高炉长寿炉缸水温差首钢l、3、4号高炉均已连续安全生产15年以上(4号高炉受搬迁调整要求被迫提前停炉)，且目前高炉长寿状况良好。高炉长寿是一项包括设计、制造、施工、操作、维护和管理的系统工程。本文主要以高炉维护为切人点，重点阐述首钢高炉长寿维护的经验。1基本设计状况首钢1、3、4号高炉均由首钢自主设计，设计寿命为

2、10年。采用了当时较为先进的技术和设计理念，为首钢高炉长寿(长寿指标见表1)奠定了坚实的基础。1.1新型炉缸耐材内衬结构炉缸砖衬设计采用全美联炭(UCAR)小块热压炭砖(NMA、NMD)，其具备良好的导热性能、抗渣性、抗铁水冲刷等性能，解决了当时国产炭砖性能指标偏低、不稳定的问题。同时，小块炭砖的高热导性降低了炉缸砖衬的热梯度，砖型小尺寸设计减少了由于炉缸热应力造成的砖衬裂纹、收缩而损坏现象，确保了炉缸结构安全。1.2软水密闭循环冷却系统高炉冷却系统设计采用分段式冷却，炉底、炉缸1-5段冷却壁采用工业水开路循环冷却系统，炉体6-15段冷却壁采用软水密闭循环冷却系统。实践证明，软

3、水密闭循环冷却系统拥有可靠的冷却性能、耗水量小(补水量:0~1t/班)、水质稳定且冷却水管无腐蚀、结垢、氧化现象等，比较适宜在缺水和水质偏硬的北方地区应用。炉体冷却壁材质全部采用耐热疲劳性能好、伸长率高、抗拉伸性能高的球墨铸铁，减少了冷却壁由于自身老化等原因过早损坏而导致高炉提前大中修的现象。1.3其他设计炉顶设备采用首钢自行研制的新型并罐式无料钟炉顶，可实现料流比例调节阀的恒料流控制，具有结构简单、易于控制、投资省、作业率高等特点。采用了国内先进的3罐3系列多管路喷吹煤粉新工艺。采用高炉新型计算机控制系统和监测技术等自动化控制措施，实现煤气自动快速分析、炉身温度及压力检测、炉

4、喉十字测温、多料种自动上料等功能。2炉缸区域长寿维护高炉最终寿命主要取决于炉缸寿命，首钢高炉炉缸区域采用工业水开路循环冷却系统。高炉破损调研发现，当高炉炉缸中心死料堆存在"死区"和铁水环流现象强烈时，炉缸易出现形状为"象脚形"的侵蚀。象脚形侵蚀造成炉缸砖衬、或局部砖衬侵蚀严重，影响高炉长寿。为维护好此类型侵蚀的炉缸，除在炉内操作上下工夫外，外围维护的好坏，将直接关系到炉缸工作是否安全。2.1冷却系统设计首钢1、3、4号高炉炉底水冷管及第1、4、5段冷却壁采用常压工业水冷却，炉缸第2、3段冷却壁采用中压水冷却。炉缸、炉底区域采用灰铸铁(HT00)光面冷却壁(第l一5段)，冷却壁1

5、20mm。冷却壁光面结构，有利于高炉炉缸小块热压炭砖(NMA、NMD)砌筑砖衬紧密接触，确保整个砖衬体的高导热性能，减少气隙现象的发生。第1、4、5段冷却壁常压工业水系统由联合泵站供水，冷却水管(妒5mmx6mm)采用单进单出的连接方式;第2、3段冷却壁中压工业水系统由联合泵站供水，冷却水管(舭5mm×6mm)采用双进双出连接方式。2.2炉缸冷却系统维护工业水冷却系统主要包括:泵站、管道、冷却壁、冷却塔、喷水池等组成，靠蒸发制冷，冷却水循环使用。相对于软水密闭循环系统，工业水系统设计较为简单，一次性投资低且系统运行比较稳定。首钢身处北京，水质偏硬，同时由于工业水中含悬浮物和杂物

6、较多，容易在冷却壁的冷却水管中结垢甚至堵塞管道，直接影响高炉的冷却效果。局部冷却能力的减弱，必然造成热负荷局部集中，损坏冷却壁，进而影响高炉炉缸寿命。如何维护好炉缸区域冷却壁，改善和保持冷却系统冷却效果，是提高高炉炉缸寿命的前提之一。(1)工业冷却水质的控制。工业水质硬度越高，水中钙镁离子的含量越高，水温升高后，会失去稳定性，产生碳酸盐和其他盐类沉淀(电化学反应)，在冷却水管内壁形成水垢。而水垢导热系数仅有铸铁的1/39-1/195，大大加大了冷却设备的热阻，阻碍了热量的及时导出，不利于炉缸砖衬和冷却设备寿命的延长。为了减少工业冷却水对冷却系统效果的影响，在高炉生产过程中，了解

7、供水的硬度、悬浮物等性能指标，并控制相应性能指标在合理范围内是必要的。首钢采取定期监测冷却水性能指标(见表2)的方法，来确保工业冷却水合格。通过加药处理、定期对循环水管网进行清理、灭藻、排污及冷却水管酸洗等方法，稳定、改善水质，确保冷却效果良好。(2)炉缸冷却水温差的控制。炉缸冷却水温差直接反映了炉缸冷却壁承受的热负荷状况，是衡量高炉炉缸状况是否良好的指标之一，是调整高炉冷却参数和高炉炉内操作的重要依据。首钢采用人工监测的方法，每班至少一次，特殊情况酌情增加监测次数。在日常监测水温差(高炉2