2013寶鋼3高爐大修解析

1、寶鋼3號(hào)高爐長壽分析（爐齡19年無中修）,,中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司　重慶項(xiàng)鐘庸,高爐長壽是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。高爐長壽主要的、經(jīng)常起作用的因素是高爐原燃料質(zhì)量和操作、維護(hù)。高爐的長壽取決于耐材的侵蝕和冷卻設(shè)備的破損程度。　　寶鋼3號(hào)高爐的長壽，操作、維護(hù)起了決定性作用。由于高爐經(jīng)過19年生產(chǎn)，剛剛停爐，不可能作全面總結(jié)。本文只是從高爐設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)的片段進(jìn)行一些介紹。,寶鋼3號(hào)高爐的設(shè)計(jì),生產(chǎn)操作與維護(hù),實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)學(xué)模型,本文

2、得到朱仁良廠長、林城成、陳永明、王天球等專家的幫助和使用了他們的資料,前　言,寶鋼3號(hào)高爐于1994年9月20日投產(chǎn)，于2013年8月30日停爐大修。相差21天，達(dá)到19年。在世界4000m3以上高爐為第5位?！「郀t一代總產(chǎn)量為6829.5萬噸。在世界4000m3以上高爐為第2位?！「郀t一代平均利用系數(shù)2.27t/(m3.d)。在世界4000m3以上高爐為第1位?！挝粻t容一代產(chǎn)鐵量為15700t/m3。在世界4000m3以上高爐

3、為第2位?！氫?號(hào)高爐是一座采用鑄鐵冷卻壁的厚壁高爐，為了支承砌磚，鑄鐵冷卻壁上設(shè)有凸臺(tái)。與一般厚壁高爐投產(chǎn)初期生產(chǎn)指標(biāo)比較差，投產(chǎn)不久高爐耐材侵蝕、冷卻壁凸臺(tái)嚴(yán)重?fù)p壞，在這個(gè)過程中生產(chǎn)指標(biāo)較差。　而經(jīng)過了困難時(shí)期以后，生產(chǎn)指標(biāo)得到了改善。在長期穩(wěn)定生產(chǎn)中，高爐得以長壽。,,3號(hào)高爐建設(shè)的背景,寶鋼煉鐵規(guī)模原訂為650萬噸，只建兩座高爐。3號(hào)高爐是繼建設(shè)1寶鋼、2號(hào)高爐之后，完全按照新的思路，自行建設(shè)的新高爐?！氫?號(hào)高爐與1

4、、2號(hào)高爐的區(qū)別有：?。?）沒有建設(shè)3號(hào)高爐的場(chǎng)地；?。?）總圖布置與1、2號(hào)高爐完全不同；　（3）1、2號(hào)高爐為冷卻板高爐，3號(hào)高爐采用冷卻壁，最好采用第四代冷卻壁；?。?）出鐵口夾角最好為90o（1、2號(hào)高爐為40o），要求提高出鐵場(chǎng)的除塵水平，但經(jīng)驗(yàn)證明圓形出鐵場(chǎng)很難達(dá)到高要求；?。?）改進(jìn)出鐵場(chǎng)除塵設(shè)施?！「郀t設(shè)計(jì)第1次采用了招標(biāo)。由于招標(biāo)花費(fèi)了很長的時(shí)間，設(shè)計(jì)相當(dāng)緊張。,在19年的生產(chǎn)周期中，是一個(gè)操作內(nèi)型合理化和

5、操作制度相匹配的過程。　一方面隨著高爐操作爐型的不斷演變，對(duì)高爐操作狀態(tài)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)造成影響?！×硪环矫娓郀t冶煉參數(shù)的調(diào)整又影響操作爐型的變化?？傮w來看，3號(hào)高爐一代爐役的生產(chǎn)過程可以劃分為以下三個(gè)主要階段：　（1）爐型演變期；（2）操作爐型穩(wěn)定期；（3）爐型維護(hù)階段?！「鱾€(gè)階段的主要指標(biāo)見圖。由圖可知，3號(hào)高爐進(jìn)入操作爐型穩(wěn)定期后的10余年間平均容積利用系數(shù)在2.4t/(m3.d)以上，平均燃料比493kg/t，煤氣利用率

6、51.84%；最好年面積利用系數(shù)達(dá)到71.0 t/(m2.d)以上。2012年的容積和面積利用系數(shù)分別保持在2.416 t/(m3.d)和68.7 t/(m2.d)。,3高爐生產(chǎn)的歷程,ηv,ηA,K,χBG,ηCO,燃料比503.29－500.5kg/t焦比314.81－302.6kg/t,煤比172.06－180.9kg/t,高爐一代的主要指標(biāo),1　設(shè)計(jì),寶鋼3號(hào)高爐是繼建設(shè)1寶鋼、2號(hào)高爐之后，寶鋼首次采用冷卻壁的高爐，并且要求

7、采用新日鐵的第四代冷卻壁薄壁高爐。而需要與新日鐵談判后決定?！∫虼?，設(shè)計(jì)具有許多不定的因素：　（1）高爐采用薄壁，還是厚壁？?。?）高爐設(shè)計(jì)內(nèi)型如何確定？　（3）按照侵蝕內(nèi)型設(shè)計(jì)，爐容擴(kuò)大，鼓風(fēng)機(jī)能力還夠不夠？?。?）高爐內(nèi)型對(duì)生產(chǎn)操作的影響？?。?）冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等等。?。?）按照國外習(xí)慣，按照寶鋼高爐設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)，要求對(duì)高爐的操作條件等等都要進(jìn)行規(guī)劃?！〕^國內(nèi)高爐設(shè)計(jì)的范圍， 我們對(duì)寶鋼也是從設(shè)計(jì)開始到停爐大修，全

8、程跟蹤。我從高爐投標(biāo)、設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)；從投產(chǎn)初期直到高爐后期；實(shí)現(xiàn)整體移出大修進(jìn)行工作。,1.1高爐內(nèi)型,在寶鋼3號(hào)高爐建設(shè)時(shí)，曾經(jīng)為采用第三代或第四代鑄鐵冷卻壁舉棋不定，而制造、施工越來越緊迫。　根據(jù)合理爐型是符合高爐冶煉規(guī)律的爐型認(rèn)為，不管第三代冷卻壁熱面內(nèi)部砌有內(nèi)襯，稱為厚壁；不管或第四代冷卻壁熱面內(nèi)不砌內(nèi)襯，稱為薄壁，兩者在設(shè)計(jì)內(nèi)型上相差甚遠(yuǎn)，但有著共同的合理的操作爐型?！∫虼?，在冷卻壁代數(shù)沒有確定的前提下，對(duì)高爐設(shè)計(jì)內(nèi)型

9、與操作爐型的結(jié)合問題進(jìn)行了研究。　當(dāng)時(shí)我認(rèn)為：“爐殼是重要的工藝結(jié)構(gòu)。……即既滿足第四代冷卻壁，又滿足第三代冷卻壁的要求?！变撹F》1993年第1期P.1　為此在同樣的爐殼尺寸的條件下，提出了第三代和第四代鑄鐵冷卻壁的兩個(gè)爐型方案。　看來這個(gè)認(rèn)識(shí)和決定對(duì)寶鋼3號(hào)高爐長壽和穩(wěn)定高產(chǎn)起著有利的作用。,1.1.1厚壁高爐內(nèi)型的合理化,長期以來，高爐一代生產(chǎn)呈現(xiàn)出開爐初期操作指標(biāo)差；經(jīng)過一段時(shí)間生產(chǎn)之后，順行情況得到改善，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到良好水

10、平；到生產(chǎn)后期，爐況又變差，而且每況日下，一直發(fā)展到停爐大修，結(jié)束一代壽命。這種現(xiàn)象具有普遍性、規(guī)律性?？梢园迅郀t一代分為三個(gè)時(shí)期為：（1）開爐期；（2）經(jīng)效期；（3）爐役末期。,鞍鋼李清珍在1965年發(fā)表高爐結(jié)構(gòu)的若干問題,以高爐爐殼確定內(nèi)型，實(shí)際上就是以冷卻壁熱面的位置確定內(nèi)型，基本上就是長期穩(wěn)定的操作內(nèi)型。,最終確定寶鋼3號(hào)高爐為第三代冷卻壁的厚壁高爐。,1.1.2 寶鋼3高爐內(nèi)型,1.2高爐操作設(shè)計(jì),3高爐1999~

11、2009年月平均爐頂壓力與爐腹煤氣量的關(guān)系?！]有超過10000m3/min,1.2.1高爐送風(fēng)條件設(shè)計(jì),寶鋼3號(hào)高爐K＝2.4時(shí)的爐腹煤氣量的上限值,1－PB=435kPa；2－PB - PT=200kPa；3－,=3.2m/s,用最大爐腹煤氣量設(shè)計(jì)送風(fēng)條件,用最大爐腹煤氣量設(shè)計(jì)送風(fēng)條件，可查閱《高爐設(shè)計(jì)－煉鐵工藝設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐》,根據(jù)產(chǎn)量和爐腹煤氣量決定風(fēng)量、富氧量,君津3號(hào)高爐的兩種裝料制度：　C5C1O1O1加重邊緣；　C

12、5C3O1O1發(fā)展邊緣?！〔捎眉又剡吘壍难b料制度使得L4x溫度過低，高爐順行受到影響，煤氣利用率不如C5C2.5O1O1的裝料制度。適當(dāng)發(fā)展邊緣對(duì)長期穩(wěn)定順行有利?！「郀t的操作爐型應(yīng)該包括軟熔帶的分布模式。,C5C1O1O1,C5C3O1O1,計(jì)算的料層厚度，m,料層厚度的比值,中心,邊緣,1.2.2 高爐操作爐型及軟熔帶,君津3號(hào)高爐操作爐型,2.9m,3.6m,4.6m,爐內(nèi)煤氣溫度分布線,軟熔帶外側(cè)至爐墻的距離,君津3高爐

13、生產(chǎn)與軟熔帶,操作制度對(duì)軟熔帶的形狀有很大影響,目前有許多薄壁高爐在設(shè)計(jì)內(nèi)型時(shí)，沿用了厚壁高爐的內(nèi)型參數(shù)，爐腹狹窄、爐腹角大。由于薄壁高爐內(nèi)型不能自動(dòng)合理化，從高爐投產(chǎn)到爐役末期，始終是在厚壁高爐投產(chǎn)初期的內(nèi)型下操作，導(dǎo)致高爐兩股氣流不容易發(fā)展，爐況順行受到影響，強(qiáng)化冶煉比較困難。為了尋求高爐強(qiáng)化的辦法，采用了大量中心加焦的裝料制度，大量煤氣從爐子中心逸出，致使煤氣利用率ηco下降、燃料比升高，這樣才能獲得爐況的順行。,軟熔帶根部的焦炭

14、窗是通過煤氣能力的區(qū)域，根部相差一層焦炭窗對(duì)煤氣的通過能力和熔化量影響巨大，用三層中部的焦炭窗通過的煤氣量還不敵根部一層焦炭窗的煤氣通過量。在我國高爐原燃料質(zhì)量較差，料批重量普遍較小的情況下，焦炭窗對(duì)煤氣的阻力較大。勢(shì)必使軟熔帶的總高度增高。,軟熔帶與操作爐型,高爐軟熔帶根部的熔化能力與爐腰和爐腹的形狀、爐腰與爐缸之差有關(guān)，如果爐腰與爐缸直徑的差值越大，熔化能力就必然增強(qiáng)。　與其說熔化能力與軟熔帶的根部高度（根部的層數(shù)）有關(guān)，不如說是

15、延滯了軟熔帶根部的加熱，受到停留時(shí)間和對(duì)軟熔帶煤氣流阻力的增強(qiáng)所致，有必要從風(fēng)口帶循環(huán)區(qū)氣流的透氣力學(xué)方面來研討。,爐腹剖面形狀,軟熔帶根部,軟熔帶中部,鐵と鋼，1976，(5),鐵と鋼，1979，(10),用軟熔帶可以大致劃分直接還原或間接還原區(qū)域?！“衍浫蹘鈧?cè)與爐內(nèi)800oC之間的區(qū)域作為進(jìn)行間接還原的區(qū)域。　按照計(jì)算寶鋼3號(hào)高爐爐內(nèi)煤氣800oC等溫線與軟熔帶外側(cè)線之間的體積約為1940m3；薄壁N高爐其間的體積為1180

16、m3。　按照爐內(nèi)煤氣量分?jǐn)偟降拈g接還原區(qū)域的體積來估計(jì)煤氣與礦石的接觸程度。寶鋼3號(hào)高爐每小時(shí)每m3間接還原區(qū)域承擔(dān)的爐內(nèi)煤氣量約為370t/(m3.h)；薄壁N高爐承擔(dān)的煤氣量約為720t/(m3.h)，N高爐消化煤氣所承擔(dān)的任務(wù)比寶鋼3號(hào)高爐要重一倍。當(dāng)然煤氣利用率ηco要低得多?！〖词棺孨高爐的爐腹煤氣量指數(shù)與寶鋼3號(hào)高爐的相當(dāng)，會(huì)使軟熔帶的高度差減小一些，但也要高出1m以上，間接還原區(qū)域所承擔(dān)的煤氣量仍然要高許多?！∮纱丝?/p>

17、來，寶鋼3號(hào)高爐的煤氣利用率ηCO達(dá)到51.66%，而N高爐只有44.2%，是有其客觀原因的。,高爐操作爐型與煤氣利用率,1.2.3 冷卻水系統(tǒng),高爐冷卻水分為兩個(gè)系統(tǒng)：　強(qiáng)化系：爐缸水量增加后約2000m3/h；　本體系，水量3600m3/h。每m3高爐容積1.24水量小?！¤T鐵冷卻壁鑄入的水管直徑為60mm和48mm。水管直徑細(xì)。按照按照認(rèn)識(shí)冷卻強(qiáng)度低。,高爐采用純水冷卻。純水具有強(qiáng)腐蝕性，冷卻水中含氧量高?！?duì)水管的腐蝕作

18、用比較大。,寶鋼高爐設(shè)計(jì)與國內(nèi)設(shè)計(jì)有很大的不同：（1）高爐進(jìn)行了操作條件的設(shè)計(jì)，確定了最大爐腹煤氣用以指導(dǎo)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)；（2）根據(jù)最大爐腹煤氣量，驗(yàn)算了鼓風(fēng)機(jī)的能力，制訂了高爐送風(fēng)條件，即入爐最大風(fēng)量、產(chǎn)量與富氧量等等；（3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，充分考慮了內(nèi)型的合理化過程，即厚壁高爐的侵蝕內(nèi)型就是薄壁高爐的設(shè)計(jì)內(nèi)型；（4）合理的操作爐型應(yīng)與合理的軟熔帶分布相配合，才能達(dá)到高產(chǎn)低燃料比和長壽的效果。,1.3　設(shè)計(jì)小結(jié),寶鋼3號(hào)高爐長期保持穩(wěn)定

19、順行。穩(wěn)定順行兩個(gè)主要指標(biāo)高爐煤氣利用率和崩、滑料的推移圖。　高爐崩、滑料主要發(fā)生在高爐休風(fēng)送風(fēng)恢復(fù)期間；管道也非常少，主要發(fā)生在開爐初期高爐爐型轉(zhuǎn)變期間。號(hào)高爐一代爐況穩(wěn)定、順行。 從寶鋼3號(hào)高爐一代爐役看，穩(wěn)定順行不僅為高爐強(qiáng)化冶煉創(chuàng)造了條件，也為高爐長壽奠定了基礎(chǔ)，高爐穩(wěn)定順行是高效、長壽的根本。,2　高爐順行是長壽的根本,寶鋼使用爐腹煤氣量來控制高爐操作的實(shí)踐，告訴我們不用高冶煉強(qiáng)度和高風(fēng)量也能達(dá)到高產(chǎn)

20、和良好的指標(biāo)。,寶鋼3號(hào)高爐2005年平均容積利用系數(shù)為2.518t/(m3.d)，面積利用系數(shù)71.16，燃料比481.60kg/t，煤比197.21kg/t。,2.1高爐強(qiáng)化的理念,由風(fēng)量形成的爐腹煤氣量指數(shù),2.1.1 用最高爐腹煤氣量規(guī)范操作,,提高利用系數(shù)不是由提高風(fēng)量來達(dá)到，而是依靠降低燃料比和降低噸鐵爐腹煤氣量來達(dá)到。,寶鋼3號(hào)高爐2005年生產(chǎn)數(shù)據(jù),寶鋼3號(hào)高爐2005年生產(chǎn)數(shù)據(jù),利用系數(shù)從2.3t/(m3.d)提高到2

21、.7t/(m3.d)，入爐風(fēng)量基本上維持在6800m3/min，用氧量由20000m3/h提高到29000m3/h?！?高爐一直維持低的透氣阻力系數(shù)K，保證高爐順行。,高爐下部送風(fēng)制度是高爐整體運(yùn)行的基礎(chǔ)，就是確立合理爐腹煤氣量、循環(huán)區(qū)長度、鼓風(fēng)動(dòng)能等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一次煤氣流合理分布，通過下部調(diào)劑來達(dá)到爐缸長壽。?。?）從溫度場(chǎng)分布角度，合理的爐腹煤氣量，可以達(dá)到合理的熱流比，保證爐料與煤氣充分接觸和還原；?。?）從而形成穩(wěn)定的軟

22、熔帶及其合理的位置高度；　（3）從煤氣流分布角度，合適的鼓風(fēng)動(dòng)能起著關(guān)鍵性作用。合適的鼓風(fēng)動(dòng)能可以確保一定長度的循環(huán)區(qū)，高爐一次煤氣流趨向中心，使徑向分布趨于均勻，保證一定中心氣流；?。?）從保持死料柱中心溫度，維持爐芯的透氣和透液性，確保爐缸活躍，同時(shí)，減小死料柱體積，有利于吹透爐缸，活躍爐缸中心；?。?）從保證滴落進(jìn)入爐缸的物料得到充分的還原和合適的分布，減緩爐缸渣鐵環(huán)流對(duì)爐缸側(cè)壁侵蝕，有利于高爐爐缸長壽。,2.1.2 合理的

23、送風(fēng)制度,高爐內(nèi)型的合理化為操作制度的優(yōu)化創(chuàng)造了條件。　1998年到2013年生產(chǎn)進(jìn)入了穩(wěn)定、高效周期，創(chuàng)造了連續(xù)5年噴煤比大于200kg/t、焦比低于300kg/t、鐵水硅含量小于0.3％的佳績(jī)。　維持高爐長期穩(wěn)定、高效生產(chǎn)是這個(gè)時(shí)期的操作重點(diǎn)。高爐在高煤比操作條件下，結(jié)合上下部調(diào)劑，保持充沛的鼓風(fēng)動(dòng)能和風(fēng)速，使初始?xì)饬饔斜容^穩(wěn)定的中心氣流?！≡诓剂仙鲜?fàn)t料盡量向中心發(fā)散。高爐有良好的透氣性，透氣阻力系數(shù)比較低；另一方面高爐煤氣

24、利用率提高，高爐噸鐵燃料消耗降低?！∵@種操作模式有效平衡了高爐中心氣流和邊緣氣流，改善了高煤比、低硅冶煉條件下爐況的穩(wěn)定性，高爐的燃料消耗、風(fēng)壓等重要冶煉參數(shù)更加趨于合理。,2.1.3 中心和邊緣兩條氣流,寶鋼高爐爐頂溫度分布要求，中心溫度控制在500~700℃左右，邊緣溫度控制大于100℃。為了改善高爐透氣性和提高煤氣利用率，需要適當(dāng)兼顧高爐中心煤氣溫度和邊緣煤氣溫度，保持邊緣、中心兩股氣流。,加重或過分的開放中心或邊緣都不利于高爐

25、的穩(wěn)定順行和提高煤氣利用率?！榱烁纳泼簹獾睦茫愿淖儬t喉的礦焦比來控制煤氣分布。由于高爐邊緣的面積相對(duì)比中心大，形成中心煤氣通道，適當(dāng)抑制邊緣氣流的操作思路?！『线m的高爐操作理念、以及高爐內(nèi)型和操作爐型的良好配合，不必采用中心加焦來強(qiáng)化高爐。,寶鋼3號(hào)高爐爐缸能保持良好長壽狀態(tài)，與一代爐役維持較高的鼓風(fēng)動(dòng)能有關(guān)。寶鋼3號(hào)高爐有一明顯特點(diǎn)：即使在提高富氧率時(shí)也要保持相應(yīng)的鼓風(fēng)動(dòng)能。高爐爐腹煤氣量和鼓風(fēng)動(dòng)能能均與高爐風(fēng)量比相關(guān)，風(fēng)量

26、比即單位爐缸面積的入爐風(fēng)量。,,2.1.3 保持適宜的鼓風(fēng)動(dòng)能,,對(duì)鼓風(fēng)動(dòng)能與死料堆透液性的研究，以及寶鋼3高爐實(shí)踐證明：當(dāng)高爐鼓風(fēng)動(dòng)能達(dá)到15500kg.m/s以上，既可保證高爐穩(wěn)定順行，又有利于減緩渣鐵環(huán)流對(duì)高爐爐缸侵蝕。3高爐一代爐役控制鼓風(fēng)動(dòng)能15500kg.m/s以上為基本出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合冶煉生產(chǎn)需求，確立基本操作制度，高爐既高效，又實(shí)現(xiàn)了高爐爐缸長壽的目標(biāo)。　因此，寶鋼3高爐實(shí)績(jī)證明，合理的操作制度是高爐強(qiáng)化與長壽的重要保證。

27、　此外，近年來我國高爐大型化的發(fā)展迅猛，許多高爐工作者對(duì)大型高爐的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)還不夠，特別是高爐爐缸擴(kuò)大以后爐芯的體積也呈三次方增大，爐芯對(duì)高爐操作和壽命的影響就突現(xiàn)出來了。對(duì)大型高爐來說，采取活躍爐缸中心的操作就是最有效的護(hù)爐措施。　因此應(yīng)及時(shí)處理爐缸堆積；充分估計(jì)含鈦礦護(hù)爐爐芯的透氣性、透液性的影響；增進(jìn)對(duì)鈦化合物的特性了解。,寶鋼3號(hào)高爐從1994年9月投產(chǎn)到1998年的階段，經(jīng)歷了內(nèi)襯和凸臺(tái)的侵蝕和燒損，從設(shè)計(jì)爐型向操作爐型不斷

28、演化的過程中，高爐在生產(chǎn)、操作都出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)：（1）冷卻設(shè)備破損多1995年初，從風(fēng)口發(fā)現(xiàn)有大塊碳化硅磚。從8月開始，高爐S-3段冷卻壁凸臺(tái)水管出現(xiàn)了破損現(xiàn)象，隨后冷卻壁凸臺(tái)水管破損數(shù)量不斷增加。隨著凸臺(tái)水管的不斷破損和襯磚的侵蝕，高爐的爐型也不斷變化，是造成煤氣流分布不穩(wěn)定的重要因素，高爐操作制度難以維持穩(wěn)定。,2.2 維護(hù)合理的操作爐型,厚壁高爐砌磚要用凸臺(tái)來支撐，而凸臺(tái)突出在爐內(nèi)，妨礙形成平滑的剖面。高爐內(nèi)型凹凸不平，產(chǎn)

29、生焦礦混合層。,寶鋼3號(hào)高爐冷卻壁凸臺(tái)破損趨勢(shì),從1995年8月開始，高爐S-3段冷卻壁凸臺(tái)水管出現(xiàn)了破損，隨后冷卻壁凸臺(tái)水管破損數(shù)量不斷增加。　在1997年凸臺(tái)水管破損數(shù)量達(dá)到高峰，全年破損了82根，到1998年底已經(jīng)累計(jì)破損148根，占冷卻壁凸臺(tái)總量的73％。,2.2.1 維護(hù)合理的操作爐型,針對(duì)爐體冷卻設(shè)備不斷破損情況，為保護(hù)爐殼、穩(wěn)定爐墻，自1997年11月起實(shí)施了微型銅冷卻器的安裝，微型冷卻器的直徑為150mm，伸入冷卻壁熱

30、面約100mm。到2010年底已在B2、B3、S1、S2、S3等位置累計(jì)安裝了856根微型冷卻器，微型冷卻器安裝數(shù)量趨勢(shì)。,微型冷卻器加強(qiáng)了冷卻，改善了冷卻壁的工作狀況，防止?fàn)t體冷卻壁的進(jìn)一步損壞，對(duì)3號(hào)高爐一代爐役的長壽和穩(wěn)定生產(chǎn)起到了一定的作用。,安裝微型冷卻器,自1997年至去年底累計(jì)安裝微型冷卻器的分布見圖?！≡黾铀浚瑥?qiáng)化系增加至1300m3/h左右，本體系增至3600m3/h左右。改造了脫氣系統(tǒng)。雖然增加了供水的除氧裝置，

31、但一起沒有使用。水中含氧仍比較高。,由于襯磚的侵蝕和凸臺(tái)水管的破損，高爐的內(nèi)型也隨之不斷變化，成為造成煤氣流分布不穩(wěn)定的重要因素，高爐操作制度難以穩(wěn)定維持。,冷卻壁下端還采用了雙層鑲磚，即，在S5冷卻壁的熱面鑲嵌的200mm磚以外，其下部加鑲一層厚75mm磚；冷卻壁熱面鑲磚之間肋的厚度上、下也不同，上部鑲磚的肋較厚為55mm，有較強(qiáng)的冷卻效果；下部肋的厚度較薄為45mm，冷卻較差。,當(dāng)砌磚脫落后，預(yù)期S5冷卻壁下部的肋損壞較快，熱面的鑲

32、磚也較快損壞，使得200mm的擴(kuò)張也很快消失，見放大圖。　希望形成如虛線A所示的的剖面，以保證高爐內(nèi)型的平滑過渡。,爐身上部不砌磚，而爐身中下部砌磚，兩者之間必需很好地過渡，不出現(xiàn)大的凸躍?！≡跔t身中部的磚襯逐漸往上減薄，下部為700mm。　在S4與S5冷卻壁過渡的銜接處的磚厚為200mm，使這部分的擴(kuò)張或凸躍高度縮小至200mm。下面開始砌磚。　在S5冷卻壁下端有200mm的缺口，并使S5冷卻壁最下端的肋做得比較薄僅75mm，

33、下端還不設(shè)橫水管。目的是使?fàn)t身砌磚脫落后，使S5下部的肋較早損壞。,過去的厚壁高爐隨著爐齡的增加，由于爐身上部磚襯侵蝕，形成凸凹不平的剖面，合理操作內(nèi)型受到破壞。從而形成焦礦混合層，使得邊緣煤氣不能控制，操作指標(biāo)惡化。同時(shí)，高爐爐墻熱負(fù)荷增加，爐役壽命縮短。　而寶鋼3號(hào)高爐R1、R2、R3和S5冷卻壁的鑄鐵熱面直接沿爐身內(nèi)型敷設(shè)，保持爐身上部不發(fā)生變化，維持這部分爐身角在81o以上，保證了高爐煤氣流的合理分布和穩(wěn)定。　2005年至今

34、高爐操作指標(biāo)仍保持穩(wěn)產(chǎn)期的水平?！】墒怯捎跔t齡達(dá)10年以上，已經(jīng)進(jìn)入耄耋之年，S3、S4段冷卻壁的破損情況日趨嚴(yán)重，冷卻效果下降。到2003年底S3、S4段冷卻壁本體水管破損率達(dá)60％以上，圖中表示寶鋼3號(hào)高爐本體管破損分布?！∮械牟扇娡磕筒牡姆椒▉砭S護(hù)高爐?？墒菄娡磕筒膶⒏蓴_高爐的操作內(nèi)型，對(duì)高爐操作制度的穩(wěn)定和爐況帶來不利的影響。,2.2.2 爐役后期內(nèi)型的維護(hù),寶鋼3號(hào)高爐2003年底本體水管破損率分布,爐身中部成為今后持續(xù)

35、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)，一旦爐況發(fā)生波動(dòng)，極易產(chǎn)生爐殼溫度上升，造成爐殼開裂，將影響高爐長壽。對(duì)日后高爐正常的維護(hù)和操作帶來不利影響?！榱吮ＷC合理的操作內(nèi)型不受干擾，決定在2004年和2009年采用定修模式分別對(duì)S3和S4冷卻壁采取快速更換的方案。,為了保證更換后仍然形成平滑的內(nèi)型剖面，更換的S3冷卻壁取消了凸臺(tái)?！≡诟鼡Q前，在爐頂設(shè)置吊裝設(shè)備，在爐殼上開新舊冷卻壁的進(jìn)出孔。每段冷卻壁共56塊，更換一段冷卻壁的時(shí)間約100h。冷卻壁的

36、更換從而保障了爐役后期爐體的安全，保持了高爐內(nèi)型的光滑，提高了冷卻效果?！?004年?duì)t身S3段冷卻壁更換成功以后，對(duì)爐體最薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了修復(fù)，有效維持了高爐操作內(nèi)型和煤氣流分布?！「郀t一方面采取穩(wěn)定爐體熱負(fù)荷，改善高爐透氣性，盡量均衡分布爐體冷卻水量；　另一方面，在冷卻壁水管集中破損的區(qū)域加裝微型冷卻器，來優(yōu)化爐體冷卻功能，來加強(qiáng)高爐內(nèi)型的維護(hù)。2009年5月對(duì)S4段冷卻壁進(jìn)行了整體更換，進(jìn)一步均勻了爐墻冷卻強(qiáng)度，爐體熱負(fù)荷更加趨

37、于穩(wěn)定合理。近年來，即使在寶鋼原燃料質(zhì)量下降，爐役后期冷卻壁普遍侵蝕的情況下，繼續(xù)達(dá)到了高產(chǎn)、低耗的操作目標(biāo)。,爐缸采用美國UCAR小塊炭磚，爐缸砌磚厚度比較薄?！★L(fēng)口帶炭磚厚度約為800mm；　爐缸上部炭磚厚度為900mm；　爐缸下部炭磚厚度為1200mm?！t底兩層黏土磚總厚度1000mm?！∷黎F層深度2985mm，為爐缸直徑的21.4%?！≡谕懂a(chǎn)前爐頂無料鐘齒輪箱水封調(diào)試時(shí)，晚上漏水，第二天才發(fā)現(xiàn)，爐缸中已經(jīng)積水約半米

38、深。,2.3 良好的操作制度是維護(hù)爐缸的最佳保證,爐缸結(jié)構(gòu),寶鋼3高爐采用純水密閉循環(huán)，爐缸設(shè)計(jì)循環(huán)水量1380m3/h，采用UCAR熱壓小塊炭磚，死鐵層深度為2985mm?！≡?994年9月烘爐前爐頂安裝調(diào)試時(shí)漏水，爐缸積水整整淹了一個(gè)晚上。烘爐只延長了3天。　投產(chǎn)初期鐵口出鐵與出水“輪流”出，而且出鐵口冒出的煤氣，幾乎是噴出狀態(tài)，聽到“嗞嗞”像高壓水噴出的聲響。開爐后出鐵口冒黑水達(dá)半個(gè)多月，爐底冒黑水達(dá)1個(gè)多月?！★L(fēng)口中套

39、與組合磚之間的填料被水沖掉了，組合磚得不到冷卻而被燒壞，風(fēng)口中套得不到保護(hù)，導(dǎo)致開爐不久就燒壞了12個(gè)中套。風(fēng)口中套不得不重新壓漿，恢復(fù)對(duì)風(fēng)口磚的冷卻?！　〕鲨F口內(nèi)的磚襯突出，靠近出鐵口都怕鐵水會(huì)裹著煤氣一起冒出來。采取了金屬結(jié)構(gòu)支撐，更換出鐵口內(nèi)的磚襯；出鐵口壓入膠泥等措施，制止了出鐵口冒煤氣。,,爐缸的原始條件很差,2.3.1 活躍爐缸中心　減輕鐵水環(huán)流,高爐活躍爐缸十分重要，高爐中心爐芯的透氣性和　透液性對(duì)高爐爐缸侵蝕的發(fā)展至

40、關(guān)重要?！t芯透氣性和透液性差，鐵水積聚在爐缸邊緣，在　出鐵時(shí)容易形成環(huán)流，將導(dǎo)致出鐵口下面約1m處，爐缸內(nèi)襯局部呈象腳侵蝕，往往引發(fā)爐缸潰破等故障?！∫虼?，在操作上要采取活躍爐缸爐芯的措施，避免爐底中心堆積、溫度偏低，保持適當(dāng)?shù)臓t底中心溫度。,,大量噴煤,象腳侵蝕,局部液泛,鳥巢,焦炭劣化,鐵水環(huán)流加強(qiáng),死料堆內(nèi)形成低透液區(qū),死料堆溫度下降,死料堆透液性下降,粉末積聚在死料堆內(nèi),邊緣氣流發(fā)展,管道、滑料、懸料,邊緣

41、液流集中,焦炭循環(huán)區(qū)粉化,寶鋼2號(hào)高爐兩個(gè)出鐵口之間的夾角為40o。在2000~2002年間，每次爐缸側(cè)壁溫度上升都發(fā)生在爐底溫度顯著下降之時(shí)，而爐底溫度較高的時(shí)候，側(cè)壁溫度較低且穩(wěn)定?！t底與側(cè)壁溫度的關(guān)系，實(shí)質(zhì)上說明了爐缸鐵水的流動(dòng)狀況。當(dāng)鐵水環(huán)流加強(qiáng)，爐缸側(cè)壁溫度便上升；當(dāng)爐缸中心活躍，爐底溫度上升，鐵水環(huán)流就減弱。,減輕爐缸環(huán)流,,,,,陰陽平衡,2.3.2 嚴(yán)格的出鐵制度,2.3.2.1合理的出鐵制度（

42、1）降低出鐵速度，能夠有效地減輕環(huán)流速度。（2）避免使用同一出鐵場(chǎng)的兩個(gè)出鐵口或經(jīng)常使用相鄰的兩個(gè)出鐵口。（3）加強(qiáng)對(duì)出鐵情況的監(jiān)測(cè)。每次出鐵量均勻、鐵水成分均勻，出渣量/出鐵量之比與側(cè)壁溫度。（4）減少出鐵次數(shù)，增加每次鐵的出鐵量。,寶鋼2高爐出鐵指數(shù)與爐底溫度的關(guān)系,每次能夠多出鐵，爐底溫度高，說明爐缸活躍,（1）使用具有抗沖刷能力的炮泥。炮泥質(zhì)量差或不穩(wěn)定往往與爐缸異常的信息混淆，而放松警惕。容易導(dǎo)致燒穿事故?！。?）

43、精確控制炮泥用量，掌握打泥壓力、打泥速度的變化?！。?）經(jīng)常將出鐵口的深度保持在上限是必要的。,寶鋼2高爐打泥量與爐底溫度的關(guān)系,3高爐4號(hào)出鐵口深度與側(cè)壁溫度的關(guān)系,2.3.2.2 出鐵口維護(hù),爐底溫度,側(cè)壁溫度,打泥量,爐底溫度下降至極限低點(diǎn)，爐缸顯著呆滯，鐵口變淺，出鐵時(shí)間短，見渣晚，出鐵次數(shù)增多；打泥困難，打泥量明顯減少，側(cè)壁溫度快速上升。,臨時(shí)增加的側(cè)壁溫度計(jì),2.3.3 重視爐缸狀態(tài)的監(jiān)測(cè),高爐的高效長壽與日常的長壽診斷技

44、術(shù)是分不開的。實(shí)際工作中，對(duì)長壽的診斷分為兩個(gè)部分：爐缸侵蝕狀況監(jiān)測(cè)和爐體的狀況診斷分析?！「郀t在設(shè)計(jì)階段對(duì)爐缸的壽命非常重視，整個(gè)爐缸區(qū)域設(shè)計(jì)的電偶數(shù)量不多。投產(chǎn)后新增超過一半。以這些電偶為基礎(chǔ)，對(duì)爐缸的狀態(tài)進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，逐步建立和完善了爐缸侵蝕的監(jiān)測(cè)體系。,2.3.4.1爐缸侵蝕狀況的監(jiān)測(cè)　爐缸的侵蝕是不可能完全避免的，決定爐缸壽命的關(guān)鍵因素是爐缸的監(jiān)測(cè)和維護(hù)?！〗t缸侵蝕監(jiān)測(cè)體系的目的是了解和掌握爐缸侵蝕狀況，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)

45、爐缸侵蝕的部位，采取有效的措施控制侵蝕的進(jìn)一步發(fā)展。通常包括以下幾個(gè)內(nèi)容：　（1）爐缸溫度監(jiān)測(cè)　爐缸各部位的電偶溫度直接反映了爐缸耐材的溫度，以及通過計(jì)算得到爐缸內(nèi)溫度場(chǎng)分布情況，并間接地反映了內(nèi)襯侵蝕情況。表3為寶鋼高爐爐缸監(jiān)測(cè)的側(cè)壁溫度管理值。,2.3.4 診斷方法,（2）爐缸冷卻水水溫差監(jiān)測(cè)　爐缸冷卻水水溫差直接反映了該冷卻壁承受的熱負(fù)荷狀況，因爐缸區(qū)域水溫差變動(dòng)幅度較小，通常小于1度甚至0.5度，且爐缸冷卻水溫電偶只有5只

46、，數(shù)量少，不能具體反應(yīng)出爐缸熱負(fù)荷分布狀況?！?010年，3號(hào)高爐爐缸區(qū)域新增了高精度水溫電偶，可以準(zhǔn)確到百分之一度，監(jiān)測(cè)更加精細(xì)，定位更加準(zhǔn)確?！。?）爐缸熱負(fù)荷和熱流強(qiáng)度監(jiān)測(cè)　爐缸熱負(fù)荷大小能及時(shí)反映高爐爐缸耐材、冷卻的狀況，為操作人員提供操作指導(dǎo),進(jìn)而采取有效措施控制熱流強(qiáng)度，以保護(hù)爐缸?！?010年，爐缸區(qū)域新增高精度水溫電偶后，除了可以更加精確的計(jì)算出爐缸總的熱負(fù)荷外，還可以對(duì)重點(diǎn)的鐵口區(qū)域的單塊冷卻壁的熱負(fù)荷和熱流強(qiáng)

47、度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而更加直觀和有針對(duì)性。,,,凝結(jié)層,凝結(jié)層,凝結(jié)層,（4）建立爐缸侵蝕數(shù)學(xué)模型,（1）爐缸側(cè)壁和爐底電偶對(duì)溫度監(jiān)測(cè)是一個(gè)實(shí)時(shí)連續(xù)過程。　因此，爐缸侵蝕的監(jiān)測(cè)體系也是一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過程，對(duì)應(yīng)高爐爐缸側(cè)壁管理標(biāo)準(zhǔn)和爐缸熱流強(qiáng)度與水溫差的管理標(biāo)準(zhǔn)，從高爐操作、爐前作業(yè)、冷卻系統(tǒng)方面分別采取不同的措施。　此外，還對(duì)爐缸重點(diǎn)區(qū)域和側(cè)壁溫度較高的區(qū)域?qū)嵭腥斯じ深A(yù)的監(jiān)控措施。每天分三次進(jìn)行記錄，形成趨勢(shì)圖，及時(shí)分析變化因素，采用不同措

48、施?！。?）對(duì)爐體的狀況診斷是依據(jù)高爐日常的操作參數(shù)和爐體冷卻器的破損狀況進(jìn)行?！∶刻鞂?duì)操作參數(shù)進(jìn)行綜合分析，重點(diǎn)對(duì)邊緣四點(diǎn)溫度，爐喉缸磚溫度、熱負(fù)荷以及補(bǔ)水曲線進(jìn)行分析對(duì)比，最終目的是控制適宜的邊緣煤氣流，保持合理的熱負(fù)荷，維護(hù)合理的操作爐型。,2.3.4.2 診斷周期,在高爐一代爐役中，必須采取爐缸侵蝕控制措施。3號(hào)高爐的常規(guī)爐缸侵蝕控制措施有：（1）檢查爐缸監(jiān)測(cè)設(shè)備；（2）檢查風(fēng)口破漏；（3）檢查冷卻壁水管的破漏；（3）進(jìn)行爐

49、殼與爐襯冷面、爐殼與冷卻壁之間的間隙灌漿；（4）減產(chǎn)；延長休風(fēng)時(shí)間；（5）降低噴煤比；（6）增加水流、降低水溫；（7）改進(jìn)爐前作業(yè)；（8）提高爐料質(zhì)量等。3號(hào)高爐對(duì)高爐爐缸的長壽維護(hù)的另外一個(gè)顯著特點(diǎn)是重視高爐下部送風(fēng)制度的調(diào)節(jié)，通過下部調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)高爐爐缸長壽。高爐下部送風(fēng)制度就是確立合理爐腹煤氣量、回旋區(qū)長度、鼓風(fēng)動(dòng)能等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一次煤氣流合理分布。合適的鼓風(fēng)動(dòng)能在其中起關(guān)鍵性作用。從煤氣流分布角度，可以確保一定長度的回旋區(qū)，高

50、爐一次煤氣流趨向中心，使徑向分布趨于均勻，保證一定中心氣流，使死料柱保持一定溫度，維持一定透氣和透液性，確保爐缸活躍；減小死料堆體積，有利于吹透爐缸，減緩鐵水環(huán)流對(duì)爐缸側(cè)壁沖刷，有利于高爐爐缸長壽。,2.4 高爐爐缸長壽的維護(hù)經(jīng)驗(yàn),寶鋼3高爐的先天條件很差，而在寶鋼生產(chǎn)人員的精心操作下，能達(dá)到了18年以上的壽命。　寶鋼3高爐的高效長壽，主要取決于良好的爐缸工作狀態(tài)和合理的操作制度，一代爐役高爐爐缸狀態(tài)表現(xiàn)一下特點(diǎn)：（1）從未壓漿，

51、也不存在明顯的氣隙（開爐初期也曾經(jīng)試圖壓漿，但是壓不進(jìn)去，以后無論是熱面還是冷面，就再也沒有壓過漿）；（2）從來沒有加過鈦礦護(hù)爐；（3）爐缸侵蝕緩慢，未發(fā)生過因爐缸侵蝕，而限產(chǎn)；（4）爐缸局部溫度升高時(shí)，通過堵風(fēng)口進(jìn)行有效控制；（5）爐役后期，爐缸側(cè)壁溫度升高的次數(shù)有增加趨勢(shì)?！×己玫臓t缸工作狀態(tài)和合理的操作制度對(duì)高爐長壽至關(guān)重要,,2.3.5 依靠良好的操作維護(hù)爐缸,寶鋼3高爐生產(chǎn)18年間，爐缸從未發(fā)生側(cè)壁溫度大幅度升高和炭

52、磚明顯侵蝕現(xiàn)象。　爐缸的侵蝕主要受鐵水流動(dòng)、爐芯結(jié)構(gòu)和焦炭的自由層的影響，而使凝結(jié)層的厚度不斷變化?！√看u的侵蝕是漸進(jìn)的。當(dāng)該處凝結(jié)層脫落時(shí)，溫度升高。一旦炭磚暴露在鐵水之中，炭磚迅速被侵蝕。其后，溫度的下降不可能是炭磚的再生，只能是重新產(chǎn)生了凝結(jié)層，維持了新的平衡；直到再一次凝結(jié)層脫落，溫度升高，炭磚以被侵蝕，反復(fù)進(jìn)行。如果能保持穩(wěn)定的凝結(jié)層，那末，炭磚被保護(hù)，爐缸就能呈緩慢侵蝕趨勢(shì)。　爐缸側(cè)壁溫度最高點(diǎn)在鐵口下方，因?yàn)闊o雙電偶

53、準(zhǔn)確計(jì)算炭磚殘厚，根據(jù)單電偶最高溫度，估算爐役后期寶鋼3號(hào)高爐炭磚最薄殘存厚度約500mm左右?！「鶕?jù)大型高爐爐缸殘厚控制標(biāo)準(zhǔn)，尚屬安全控制范圍。良好爐缸狀態(tài)依托于科學(xué)設(shè)計(jì)建造和合理的操作和維護(hù)。,,2.3.6　特殊護(hù)爐措施,生產(chǎn)操作的特殊護(hù)爐,爐缸灌漿或壓漿,鈦礦護(hù)爐,2.3.6.1 關(guān)于特殊護(hù)爐,當(dāng)高爐爐役后期或者局部侵蝕，使炭磚磚襯厚度變得很薄，到達(dá)危險(xiǎn)的狀態(tài)，采取正常的生產(chǎn)操作維護(hù)不能有效控制侵蝕的發(fā)展時(shí)，必須及時(shí)采取特殊的護(hù)

54、爐措施：?。?）降低產(chǎn)量。減少風(fēng)量和氧氣量，可是仍然要保持足夠的鼓風(fēng)動(dòng)能，保證爐缸中心活躍。?。?）降低噴煤量，提高焦比?！。?）堵風(fēng)口。堵局部侵蝕部位上部的風(fēng)口?！。?）加強(qiáng)冷卻。加強(qiáng)局部侵蝕部位的冷卻更有效?！。?）如果出鐵口下部或周圍局部侵蝕。應(yīng)調(diào)整出鐵制度，并增加打泥量?！。?）使用含鈦礦護(hù)爐?！。?）爐缸或爐底壓漿?！氫?號(hào)高爐采用熱壓小塊炭磚，雖然爐缸進(jìn)水，大量泥漿流出爐外，可是從來沒有灌過漿，可能沒有破壞

55、砌磚的完整性也是高爐能夠長壽的原因之一。,2.3.6.2 爐缸側(cè)壁灌漿或壓漿,在采取壓漿時(shí)，對(duì)壓漿壓力、一次的灌漿量和灌漿材質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格掌控。掌握不當(dāng)，往往誘發(fā)事故：?。?）必須弄清炭磚的狀況。特別是使用小塊炭磚時(shí)，靠近冷卻壁的磚縫沒有達(dá)到固結(jié)溫度，壓力過高使泥漿穿透到爐內(nèi)，打通煤氣和鐵水外流的通道。?。?）應(yīng)嚴(yán)格控制灌漿材質(zhì)。曾經(jīng)有高爐將灌漿外包給耐材廠家，并以灌漿的噸位結(jié)算。灌漿料采用的是導(dǎo)熱性能很差的粘土質(zhì)材料。增加了熱阻，破壞了

56、傳熱途徑，結(jié)果高爐爐缸局部侵蝕，被迫停爐。?。?）曾經(jīng)有因灌漿引發(fā)爐缸燒穿事故?！　囊陨锨闆r可知，爐底、爐缸灌漿事先要有詳細(xì)計(jì)劃；實(shí)施時(shí)要嚴(yán)格監(jiān)督、謹(jǐn)慎進(jìn)行。這種方法不應(yīng)認(rèn)為是萬能的，是有條件的；不能認(rèn)為吃補(bǔ)藥無害，要懂得是藥三分毒的辯證關(guān)系。,2.3.6.3 鈦礦護(hù)爐,鈦礦護(hù)爐機(jī)理　（1）鈦礦中的TiO2在高爐內(nèi)高溫還原氣氛條件下，生成TiC、TiN及其固熔體Ti（CN）。它們的熔點(diǎn)都很高，純的TiC為3150℃，TiN為29

57、50℃。這些高熔點(diǎn)鈦的氮化物和碳化物在爐缸、爐底　生成發(fā)育和集結(jié)，與鐵水及鐵水中析出的石墨等形成粘稠狀物質(zhì)，凝結(jié)在離冷卻壁較近的被侵蝕嚴(yán)重的爐缸、爐底的磚縫和內(nèi)襯表面，進(jìn)而對(duì)爐缸、爐底內(nèi)襯起到了保護(hù)作用?！『仩t渣的粘度受氣氛的影響很大。在氧化性氣氛下，隨著渣中TiO2量的增加，爐渣粘度明顯下降?！。?）Ti(C,N)在鐵水中的溶解度與溫度有關(guān)，隨著鐵水溫度下降溶解度也下降。根據(jù)高爐條件鐵水溫度1350oC時(shí)，Ti(C,N)在鐵水中

58、的溶解度為0.212%。?。?）為使Ti(C,N)從鐵水中析出，必須使其生成量高于溶解度。在使用鈦礦石護(hù)爐時(shí)應(yīng)有合適的鈦礦加入量。,在評(píng)價(jià)爐缸內(nèi)還原氣氛、還原勢(shì)時(shí)，要注意高爐爐缸內(nèi)各部分的還原勢(shì)是不同的，含鈦爐渣在爐缸內(nèi)的行為也不同?！∈褂免C鈦礦冶煉時(shí)，往往會(huì)使高爐爐底中心隆起，這是由于爐缸中心部分還原勢(shì)高；　風(fēng)口具有很強(qiáng)的氧化性氣氛，鐵水和爐渣通過風(fēng)口帶時(shí)鐵水中的C、Si、Mn等元素被氧化，進(jìn)入爐缸會(huì)阻止Ti的還原和形成Ti(C

59、,N)化合物?！∫虼伺输撘睙掆C鈦礦，高爐爐渣含24%TiO2也曾發(fā)生過爐缸側(cè)壁燒穿的事故，這就說明在風(fēng)口下方的爐缸中還原勢(shì)就比較弱?！∮煤伒V石護(hù)爐時(shí)，也有相似的情況，保護(hù)爐底中心比較有效，而維護(hù)側(cè)壁比較困難?！≌f明使用鈦礦護(hù)爐時(shí)，必須要有針對(duì)性，還必須采取相應(yīng)措施。寶鋼認(rèn)為應(yīng)盡量避免用鈦礦護(hù)爐。,鈦礦護(hù)爐的現(xiàn)象,,（1）在用含鈦礦護(hù)爐前，應(yīng)研究送風(fēng)制度和裝料制度的合理性和爐芯的狀態(tài)；（2）用含鈦礦護(hù)爐時(shí)，應(yīng)提高生鐵含硅量至1

60、.0~1.5%；（3）最有效的辦法是堵風(fēng)口，局部減少含F(xiàn)eO的爐渣和不飽和碳的鐵水進(jìn)入爐缸；（4）局部加強(qiáng)冷卻，創(chuàng)造在需要護(hù)爐的部分達(dá)到TiO2還原后Ti(C,N)超過鐵水中的溶解度，并黏附到爐缸側(cè)壁的條件；（5）當(dāng)用含鈦礦護(hù)爐時(shí)一定要注意爐底溫度的變化，如果爐底溫度下降，有可能由于爐缸中心爐芯形成低透液區(qū)域，這反而會(huì)加劇側(cè)壁的侵蝕?！t缸內(nèi)爐芯中低透液區(qū)域形成的機(jī)理是爐缸爐芯中的焦粉、未燃煤粉、焦炭中碳素溶解以后殘存的高熔點(diǎn)灰

61、份，以及含鈦礦石護(hù)爐時(shí)形成的高熔點(diǎn)Ti(C,N)化合物受冷卻形成。,鈦礦護(hù)爐應(yīng)注意的事項(xiàng),3 停爐觀察及解析調(diào)查,為滿足高爐快速和整體分塊移出大修的要求，我們對(duì)爐體框架的加固，對(duì)高爐寶鋼1、2號(hào)高爐大修放殘鐵開孔、殘鐵量和爐缸、爐底部分整體移出的重量進(jìn)行了大量工作。　寶鋼1號(hào)高爐的爐頂整體吊裝是目前世界上僅有的。　寶鋼3號(hào)高爐大修時(shí)沒有放殘鐵，我們計(jì)算了爐缸、爐底部分整體移出爐外的總重量為6480t，估計(jì)殘鐵、殘?jiān)考s為3200t。

62、　提供給寶鋼。實(shí)際移出爐外的重量為6480t?！t缸、爐底整體移出，不但為快速大修創(chuàng)造了條件，而且整體搬移到不妨礙大修和高爐生產(chǎn)的位置，為爐缸、爐底解剖調(diào)查創(chuàng)造了良好的條件?！t缸、爐底的解剖調(diào)查將在大修投產(chǎn)后詳細(xì)進(jìn)行。,3.1 停爐觀察,風(fēng)口以上冷卻壁狀況,T1,B3,B2,B1,微型冷卻器,S1,風(fēng)口,風(fēng)口中套,,高爐爐內(nèi)剖面狀況,S5,B3,S1,S2,S3,S4,R1,R2,高爐中部S5冷卻壁,如前所述，在形成高爐操作爐型

63、時(shí)，希望S5段冷卻壁下部 磨損使?fàn)t內(nèi)剖面平滑過渡?！⊥t觀察達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。,S5冷卻壁下部磨損，與S4冷卻壁的銜接，之間沒有凸臺(tái),高爐下部剖面狀況,高爐下部風(fēng)口冷卻壁T1上端露出在爐內(nèi)，但全部完好，爐腹冷卻壁B1全部露出在爐內(nèi)，也全部完好。 　爐腰冷卻壁B2有部份水管裸露，并因凸臺(tái)破損，插入了冷卻棒。,T1,風(fēng)口,B1,B2,冷卻棒,風(fēng)口上部結(jié)了渣皮,風(fēng)口冷卻壁的上端裸露在爐內(nèi)，而風(fēng)口上部有渣皮，渣皮就局部堆積

64、在風(fēng)口上部?！★L(fēng)口下部風(fēng)口組合磚，部分被侵蝕，中套有一部分露出爐內(nèi)，基本完好。,風(fēng)口上部及下部狀況,風(fēng)口,渣皮,風(fēng)口中套,風(fēng)口組合磚,風(fēng)口組合磚,風(fēng)口冷卻壁,風(fēng)口冷卻壁下部炭磚基本沒有侵蝕，UCAR小塊磚完整、棱角分明，磚縫清晰。其前部的凝固層完整。在出鐵口區(qū)域打開的清渣口寬度5m。,高爐爐缸上部狀況,清渣口,清渣口上部仰視,風(fēng)口冷卻壁,炭磚,凝結(jié)層,炭磚,炭磚,焦炭,,爐缸炭磚前凝結(jié)層狀況良好,小塊炭磚,小塊炭磚,爐缸冷卻壁,層狀

65、凝結(jié)層,焦炭,內(nèi)容物,3.2高爐整體移出快速大修,為滿足高爐快速和整體分塊搬運(yùn)大修的要求，我們對(duì)寶鋼1、2、3號(hào)高爐大修的整體移出和安裝進(jìn)行了大量工作。,寶鋼3號(hào)高爐上、中段整體安裝,寶鋼1號(hào)高爐爐頂整體安裝,寶鋼3號(hào)高爐大修時(shí)沒有放殘鐵，爐缸、爐底部分整體移出爐外的總重量為6480t，估計(jì)殘鐵、殘?jiān)考s為3200t。,寶鋼3號(hào)高爐大修實(shí)況,4 結(jié)　語,寶鋼高爐設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)以及大修有其特點(diǎn)：（1）高爐設(shè)計(jì)圍繞著爐腹煤氣量來指導(dǎo)設(shè)計(jì)

66、和生產(chǎn)操作；（2）高爐內(nèi)型貫徹了厚壁高爐的侵蝕內(nèi)型就是薄壁高爐的設(shè)計(jì)內(nèi)型；（3）高爐下部送風(fēng)制度就是確立合理爐腹煤氣量、回旋區(qū)長度、鼓風(fēng)動(dòng)能等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)一次煤氣流合理分布。（4）為了改善高爐透氣性和提高煤氣利用率，需要適當(dāng)兼顧高爐中心煤氣溫度和邊緣煤氣溫度，保持邊緣、中心兩股氣流。（5）合理的操作爐型應(yīng)與合理的軟熔帶分布相配合，達(dá)到高產(chǎn)低燃料比和長壽的效果。（6）建立爐缸侵蝕監(jiān)測(cè)體系，掌握爐缸侵蝕狀況，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)爐缸侵蝕