首钢高炉铁口区域的维护操34201043731263-1

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1、首钢高炉铁口区域的维护操作张贺顺温太阳李树春(首钢总公司)摘要：重点分析了铁口区域的设计、选材以及开铁口的合理深度，并结合首钢高炉实际炉役情况，阐述了炉役末期铁口操作的变化及维护的特点，认为大型高炉为了实现长寿，使用的炮泥应和铁口区域温度分布相匹配，以达到更高的强度。关键词：高炉铁口区域长寿维护随着高炉炼铁技术不断进步，高炉大型化、长寿化、节能环保已是当今发展的方向。高炉良好的铁口工作状况是高炉保持长期稳定顺行、高效、低耗、长寿的重要基础，直接影响高炉生产指标和经济效益。在已报道的炉缸烧穿事故中，绝大部分烧穿位置都集中在渣铁口下方区域(“象脚状”侵蚀)。因此，铁口区

2、域的安全运行是高炉长寿的关键因素之一。合理、有效的铁口区域的维护，不仅包括合理的铁口设计参数与材质、炉前设备和炮泥的选择，而且在日常生产过程中，炉前操作管理、炉缸工作状况和原燃料变化，都影响着铁口区域工作状况，在高炉炉役末期，显得尤为突出。1铁口区域的设计与选材高炉铁口区域设计主要包括铁口数量、铁口角度、铁口通道耐火材料材质、铁口框架结构及填充料。好的设计，不仅能满足出净渣铁、日常维护的需要，也能为日后炉前操作、长寿维护创造条件。如通过炉容、炉前机械化水平和经验计算，确定铁口数量、夹角与倾角等。1．1铁口区域冷却出净炉内渣铁是出铁口的主要任务。长期、持续、高强度的渣

3、铁冲刷，以及出铁过程中炉缸周边的铁水环流，给铁口区域带来极高的热负荷冲击。良好的冷却，能快速、及时带走热量，避免局部区域温度过高而破坏砖衬，影响寿命。首钢高炉铁口区域采用灰铸铁光面冷却壁，采用中高压工业水加大冷却模式。通过对该区域热流强度及水温差连续监测，运行平稳，高炉安全生产运行16年之久，其最大的特点是冷却能力均匀分布。实践表明，此模式冷却设计，满足高炉长寿、高效设计和生产的需要。随着高炉设计技术进步，铜冷却壁技术的成功应用并逐步推广，已经有高炉在铁口区域应用铜冷却壁，期望提高该区域的冷却能力，其应用效果有待于进一步验证。1．2铁口区域耐火材料铁口区域耐火材料包

4、括铁口区域砖衬、铁口通道耐火材料。炉缸铁口区域砖衬设计主要取决于高炉炉缸砖衬整体设计，有高导热热压小块炭砖、大块高导热微孔炭砖、陶瓷杯+高导热炭砖复合砖衬等模式。首钢3、4号高炉炉缸采用全镁联碳热压小块炭砖，1号高炉采用热压小块炭砖+陶瓷杯，均达到了高炉长寿的目的。炉缸砖衬耐火材料选型时，主要考虑其热导性能、抗渣铁侵蚀性、抗碱性、抗渗透性和砖衬结构的抗应力破坏能力等。铁口通道耐火材料主要有铁口通道陶瓷组合砖和高导热炭砖，如首钢高炉采用美联碳高导热NMD砖砌筑铁口通道，利用其较高的热导性能(传热速度快)，在出铁过程中，快速提高铁口区域砖衬温度，保证堵口后炮泥的烧结温度

5、，提高强度，减少潮泥现象。2铁口深度有效的高炉铁口区域维护和炉前操作，根据不同高炉的生产需要，保持稳定、合适的铁口深度，有利于促进高炉中心渣铁流动，抑制渣铁对炉缸侧壁的环流侵蚀，起到保护炉缸的效果(尤其是抑制象脚部位侵蚀)。同时，足够的铁口深度，铁口通道沿程阻力增加，有利于铁口前泥包稳定，钻铁口时不易断裂。稳定的铁口通道、铁口深度，也有利于出净渣铁，促进炉况稳定顺行。在设计、维护合理的铁口深度时，根据铁口的构造，一般铁口深度应稍大于铁口区砖衬厚度，首钢1、3号高炉铁口深度规定在2．5m以上(铁口区设计砖衬厚度为1．7m)。在整个炉役生产过程中，根据炉内生产需要(尤其

6、是末期高炉倒场)和炮泥性能，首钢高炉正常生产铁口维护深度为2．8～3．0m。3末期高炉铁口区域侵蚀状况(1)铁口区域侵蚀。由于铁口区域长期经受高温渣铁侵蚀的侵蚀、冲刷，开口机和泥炮等炉前设备的震动、炉门使用氧气等作用，工作环境极其恶劣。高炉投产后不久，铁口区域前端耐火砖衬就有可能被侵蚀掉，铁口区域始终由泥包保护着。铁口区域砖衬侵蚀呈上口大下口小喇叭口型，向外(炉内中心)扩张，砖衬侵蚀程度、外形不一，侵蚀内型由一个圆弧状微下垂的泥包充填。2008年8月，3号高炉检修，开炉前炉缸扒料，到铁口区域时，发现北铁口区有一大块略微外凸的非渣铁物。经检测，应为炮泥入炉后经渣铁浸泡

7、后的残存物，南铁口区域沿着炉墙有炮泥与渣铁混合物成波浪状向上延伸。(2)铁口区域串煤气现象。在高炉开炉初期和末期生产过程中，易出现铁口区域冷却壁水温差上升现象，关系到高炉的安全生产，担心铁口区域砖衬异常侵蚀，发生高炉炉缸烧穿等恶性事故。根据水温差升高现象，研究分析后，大部分原因都归咎于铁口区域串煤气现象造成的。开炉初期，由于新建高炉开炉达产，高炉经过烘炉后，砌筑的耐火材料的水分、挥发分未能全部释放，其过程延续到开炉初期生产。这个过程在炉缸区域，尤其在铁口区域砖衬、冷却壁与炉壳之间灌浆料衬，易形成煤气通路。高温煤气的串煤气现象，尤其形成通路后，可能造成炉缸区域冷却