高利用系数条件下光阳厂延长高炉寿命的设计改进和技术措施

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:产用：生应 高利用系数条件下光阳厂延长高炉寿命的设计改进和技术措施(韩)N. r等 SHu摘要自 18 97年 1号高炉投产来，阳厂在高炉炉衬和冷却系统方面采用厂光多种先进理念 .日发展 r炉并

身和炉缸的管理技术及高炉操作技术，高炉在高利用系数的操作条件下寿命有望延长到 1年以上首先使 5对高炉炉型、玲却系统、砖衬结构等方面的设计行了改进然后开发了诸如炉身喷补、压浆、炉缸温度控制等维护技术。光阳找到了延长高炉寿命的有救操作控制方法，包括布料和铁口管理等采用这些措施使光阳高炉平均工作容积利用系数保持在 2 7 f - t d/关键词长寿内型结构炉身喷补压浆布料控制

1前言

3炉体和炉缸砖衬的侵蚀

众所周知，高炉一代寿命明显取决于炉身和炉缸的砖衬厚度，因此很多现代化高炉都配置高质量的砖衬，改进了高炉的内型结构，防止并以炉料和熔融渣铁的热力侵蚀此外，发了适用开的操作技术来防止侵蚀和磨损。 本文将介绍光阳厂如何改进设备设计和发展

高炉炉体砖衬年侵蚀情况如图 2所示 IF B和 2 F在炉腰位置的侵蚀模式有所不同，B B 2 F炉腰使用 SC砖， i尽管在高利用系数条件下生产，但砖衬厚度仍稳定地保持在 30ma而 1F炉腰 8n。然 B采用高铝砖和粘土砖在前 l炉役期，衬厚 0年砖度保持在 30￣1而后当产量稍有上升， 2t,即使产量

操作技术来延长高炉寿命2高产操作实绩

低于冷却条件与其一样的 2 F其砖衬厚度却减 B,小到 2 0m以下 0n a

为满足国内需求 . 1除号高炉外，阳厂高炉光

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西6。 0噩 0 l 4 0

的产量不断提高，内容积利用系数保持在 2 2t ./ 9( 3d以上 1高炉因为炉缸砖衬质量问题和 m )号侵蚀模式不良，缸侧壁温度周期性 E升，炉限制了高产操作，因此其产量随炉缸侧壁温度的变化而作调整 ( 1。通过努力尝试多种稳定侧壁温度图 )的方法，进人炉役后期的第 1年起，量逐步从 1产提高。

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炉衬侵蚀状况

为了解决炉墙侵蚀的问题，炉身区域实施在喷补，炉腰和炉腹区域采用了压浆 .在 .

根据炉缸侵蚀情况 .清楚地看出砖衬质量可和耐材结构对侵蚀模式的影响 l F炉缸采用了 B2 3 t 5 7 8 9 I l l i O l 2 3

经历时间，年

导热系数低、气孔尺寸较大的普通碳砖 .结果形成了象脚型的侵蚀模式：2 F采用 r高导热性砖 B衬，形成了锅底型侵蚀模式：图 3对 I F和 2 F B B的炉缸砖衬侵蚀模式进行了比较。

图 1光阳高妒操作结果

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20年第 l 01期表 2炉缸砖衬参数

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项目

1F B18 57

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砖厚度， m m砖村材质孔障R寸， 导热系数 .ell o ka m]℃/

标准碳砖微碳砖傲扎碱砖 L30 1 0 2.0 0 5】 80 0临 l 8O

=¨{:l¨l={{ ¨ _ l j I{}=圈 3光阳 1 F 2 F侵蚀式比较 B、B

4高炉炉型结构设计的发展 4 1炉体 .

翟禽2 F B 3、 IF B

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光阳高炉炉型设计的基本思路是保证充分的冷却能力来适应高产和高煤比操作，同时使高炉寿命延长到 l 5年以上因此 .全冷却板的从1F2 F和全冷却壁的 5F到冷却板与冷却壁 B、B B,

图 4妒缸砖村结构

5设备管理

5 1炉身喷补和压浆 .

相结合的 3 F4 F炉体冷却系统都进行了改进 B、, B特别是 5 F在热负荷最高的炉腹到炉身下段 . B,安装了第 4代双层冷却管冷却壁。耐材的改进如表 1所示。从 2 F开始，腰到炉身下段的氧化铝 B炉砖改成了 S i,从 3 F开始，腹位置也改成 C砖 B炉了 SC砖 i襄 1耐材类型

除5F B以外，高炉都用冷却板冷却 .随生产时间的延长，炉衬的侵蚀使冷却板伸人炉内的园长度加大，影响了边缘气流，此高的热负荷加速因了砖衬向炉壳方向的侵蚀，

却板的破损数量增冷加。实际上这些现象主要发生在炉身中下部和炉腰部位。喷补和压浆位置如图 5所示

4.炉缸 2

和炉体一样，炉缸区域也有相同的要求。对

光阳高炉在炉缸侧壁砖衬外层安装了陶瓷杯.炉缸侧壁砖衬厚度从 18nn提高到 2 ia炉 57￣, x 1 l￣)r底砖衬质量也有提高，IF炉底砖 0 B,含量从 4%提高到 6%。4 F5 F铁口区域微孔碳砖改 0 5 B、B成了含 6% 5的砖衬为降低高速流动熔体

图 5晴补示意图

炉身喷补的关键是缩短喷涂时问和体风时间

来尽量降低产量损失。炉身喷朴方法始于 1 5 9 9年。目前，年每座高炉利用 2时定修时间进每 4小行两次炉身喷补通常的喷补位置是从炉唯到炉

的热应力侵蚀，光阳 5 F B从铁 1到炉底的深度从 5 125 .m提高到 3 1这样可以减轻渣铁环流的侵 .m,蚀。图 4和表 2显示了光阳高炉的炉缸砖衬结构。

身下部，目标喷涂料厚度为 8~ 0in以保持炉 0 20o, r衬厚度。如炉衬某一地方侵蚀较严重 .则加强这个地方的喷补，防止强煤气流接近砖衬另外，为了降低喷涂料的反弹损失，喷嘴到砖村热面的距

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离严格控制在 15~2范围。在喷补机料罐和 m喷枪这两个地方的喷涂料含水量控制在 1% 2在炉腰和炉腹区域进行压浆。如图 6所示， 在每排冷却板的两块冷却板中间安装压浆孔=水系浆料主要用于高 A 0 b 3砖村区域，脂系浆料 树主要用于 SC砖衬区域每个压浆孔压浆 20~ i 0 30g这个压浆量对一个压浆孔邻近的四块冷却 0k,

53加强炉缸温度控制 .

炉缸侵蚀的主要因素有熔铁对碳砖的渗透、热应力、和碱金属的化学侵蚀、铁造成的碳砖锌熔

分解、渣铁流动引起的机械冲刷以及冷却状况在光阳，因为人炉的锌、金属含量低 (于碱低0 1k/)所以对这方面管理不太严格。 1F因 .5gt, B为安装的是低导热性的碳砖，衬较簿 .上 5砖加个

板来说是合适的每次定修都进行压浆作业， 随炉龄延长，浆孔的数量不断增加压

星期一次的频繁休风【其余安装微孔碳砖的高炉1 O个星

期定修一次 )所以热应力是主要阉题。, 炉缸上层碳砖的熔解是因为熔铁的渗透，特别是在高下料速度时未完全熔融的铁水渗透造成的。 通常 FO中的氧会氧化碳砖。碳砖和炉壳之间产 e生缝隙和冷却水温升高会导致炉缸冷却能力下

压絮

降随着炉壳充填料的消失，缝隙会进一步扩展。 夏季冷却水温和大气温度有密切联系。渣铁流动的冲刷侵蚀在很大程度上受焦炭质量的影响，如平均粒度、鼓指数、转冷强度、气孔率等在使用微孔碳砖炉缸和采用深凝铁层炉缸设计以前，保压絮孔

韪冒硝村厚度

护炉缸砖衬的主要手段如图 8所示=

图 6压泉孔位置

52提高炉体冷却强度

提高炉体冷却能力是延长高炉寿命至 l年 5的必要因素随着利用系数和喷煤量的提高，光阳高炉冷却板破损。事实上，随着喷煤比的上升， 最高的热负荷区域转移到了炉腰和炉身下段，结果在这个区域 1 F有 70块冷却板破损，B、 B 5 2[有30块破损。 5图 8光阳 1 F保护炉缸砖村的措施 B

毫无疑问，制产量对管理炉缸温度是必不控可少的。光阳 1F从 19 B 94年到 19 96年 .容积内利用系数从 2 2 3下调到 2 1t( )图 1。,6/m3 d ( ) 19年安装了炉缸冷却水冷却器，过两套换热 91通装置使冷却水温度低于 2 q使用效果如图 9所 0C,示3 0 2 0

为了增加冷却强度，启动了备用泵，冷却水使

流量从 8m/ i提高到 1 1/ i, 03 n m 2 mn而且通过增 11 03加水泵使从炉腹到炉身下部的主环管水压从 12 . k/m提高到 30 c (k/=9ka。光 gc ' - .k 1gc 8P )

阳 1F B生产了 1年后， 3从炉身中部到风口区域都进行了洒水，却板长度逐步从 70m缩短到冷 7n l50 m。采用以上措施后，却板破损数量叫显 0r a冷降低 ( 7,身发红点几乎消失。图 )炉廿盘 1疆

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墓 07 9 ll I 1 l7 1 9 9 g 9 9 8 9 9 9 9 8 9 3 5年份

图 7 I F冷却板破损趋势图 B

图 9炉缸冷却嚣

安装效果

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2 0年第 1 01期铁口深度。

压浆对控制炉缸侧壁局部的温度升高是非常有效的，一般每个压浆孔的压入量为 4O~50 g O 0k。另外，阳还开发了炉缸侧壁压油技术，光因为油的流动性比碳糊高 2 O倍，因此很容易渗透到充填料空隙中，油的效果如图 l所示。压 O

王步打泥顺序如下：

在刚体风前打人普通炮泥；

-

在刚休风后钻孔并打人软泥； 打人软炮泥 4 rn以后钻孔 .后打人普 0i a然

通炮泥。

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30蕾 40图 1压油效果 0暑 l。 32 00 30 00

控制铁口下方区域温度最有效的方法是延长铁口深度，以通过减少熔体的直接冲刷来减少可热力侵蚀为了延长铁口深度，阳厂开发了多光

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}面高度 F I铣 I深度加浑瞳降一】

f一恻壁温度

种技术，如提高打泥量、控制热风流量 ( B C ) H FV、增加铁口深度的特种炮泥、体风前进行三步堵口、 铁口出喷后堵口等 19 95年光阳厂采用了 H F V(风流量控制 BC热阀)对送风支管风量进行控制。通过关小 HBC FV

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:囤 I出喷后堵口对例壁温度的影响 2

减少风量来减少滴落的熔铁量，使炉缸侧壁砖衬的热力侵蚀减小。另外使用 H F V可通过缩短 BC该风口的回旋区长度，来增加铁口深度当回旋区长度缩短时，口下方焦炭移动区域减小，铁结果炮泥和焦床的接触区变大，这样铁口前方易生长泥包，图 1 1显示了 H F3的控制效果，19 B G￣" 99年，阳厂高炉侧壁温度迅速上升，光通过 5天的调整，口深度从 30r铁 00 m延长到了 3( m,壁 a 6￣m侧温度也下降了， 因此，以推断铁口深度是影响铁口下方侧可壁温度的主要因素。

6先进的操作控制

6 1利用系数管理 众所周知，长高炉寿命的有效措施是降低延利用系数 .是在激烈的降成本竞争和稳定供应但铁水的要求下 .要做到这一点是相当困难的，因此前面介绍了许多在不降低利

用系数的条件下延长高炉寿命的技术和方法，光阳 1F的设计寿命 B为 l,然它的炉缸结构不甚理想， O年虽比如标准碳砖较薄，它在 49的时间里单位容积的产但 68天量达到了 l 0tm。除 19 ( 0/ 3] 0 94~19 96年，B 1F年平

均内容积利用系数维持在 2 1t( 3d外， .5 n )光阳/ n I F 1的生产中，用系数一直保持较高 . B在 3年利去年利用系数稍有下降， 2 1t(1-)为 .1 1 d。/1 3 62布料控制 .光阳高炉从投产初期开始，了在高利用系为

数、高喷煤比等高效操作条件下延长高炉寿命 . 对布料控制方式不断进行了开发和改进为了控制边缘气流，使用了小粒度矿石 .目到前为止，已经使用过两种小粒度矿。矿石经过筛分以后， 2m的小粒度矿被布在炉墙侧，常 5~1n l正情况下小粒度矿占总矿石的比例控制在 1%~ 9

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2%, 2这样防止了高炉炉墙砖衬过高的热负荷及由此引起的热应力侵蚀，时囡炉中心区域小粒同度矿的比例减少，从而提高了炉中心的透气性光阳高炉采用中心加焦，为炉缸和死料柱提供了大粒度焦炭，改善了炉缸的透液性，减轻厂炉缸边缘环流 .促使炉缸形成锅底型侵蚀模式。 19在 1 F炉役后期尝试用平铺的布料 99年 B方式代替混台层的布料方式。这种布料模式的特点是在半径方向维持相对稳定的焦炭和矿石比例，对控制煤气流的分布和减少原燃料质量变它差造成的影响非常有用。表 3对混合布料和平铺布料进行了比较。

变差。最后光阳终于找到了在高利用系数和高煤比生产状况下合适的鼓风条件( 4表 )表 4不同时期的鼓风条件

要获得好的煤粉燃烧率 .阳厂认为风温至光少要提高到 10￣ 20C以上。7结论

平铺布料的优点如下：-

在 1多的生产实践中，阳厂不断地探求 3年光

稳定炉役后期的煤气流分布； 减少产量损失； 容易保护炉身下部。表 3布料模型混合型平铺型

高利用系数条件下延长高炉寿命的最佳途径， 即在投产初期 .采用改进高炉内型结构的手段，在炉役中期和后期，开发使用一些特殊

的操作和维护技术。

在高炉内型设计方面：-

在炉身高热负荷区域采用 S i C砖：光阳 5号高炉采用全冷却壁冷却：在炉缸侧壁区域采用陶瓷杯和微孔碳砖： 炉缸高度从 5 5,m增加到 64 .m。定期对炉身喷补；从炉腰到炉缸进行压浆；

料面彤状

-

-

在高炉管理方面：

温度分布炉喉

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-

增大炉体冷却能力和进行炉体洒水； 炉缸安装冷却水冷却器；炉缸压油；

注：烧结矿； L块矿；中心焦；:炭 o: o; C: C焦-

保持较深的铁口深度。控制产量；

63鼓风参数的优化 .在光阳早期的生产实践中，高炉生产重点是在低喷煤比下如何提高利用系数，因此主要的操作制度是大风量、富氧率、湿份、低低高风温后来喷煤量逐步提高，成风口及高炉下部区域的造煤气量增加，使高炉下部压差上升，因此鼓风条件不得不作相应调整，在大气湿度条件下采用了高富氧，因热风炉联络管发红使用了低风温。但后是这种操作制度使煤粉燃烧情况非常差，况乜炉

在操作技术方面： -

在生产后期采用平坦料层布料； 采用大风量、适宜的富氧率和低湿份操作。 译自￣t uoenCk n rm k g ( hErpa oeadl tm i 4 o n Cnr s r edns,3 og s Po ei}54~59 e c g 3校

陶卫忠徐万仁

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/eh7j.html