摘要  由于受炉身冷却壁大量破损、铁口区域碳砖严重侵蚀、热风围管掉砖及炉底封板上翘等因素的影响，7号高炉进入炉役后期。通过优化操作制度、合理控制冶炼强度、严抓铁口维护、强化炉役后期护炉管理及加强原燃料管理等措施后，达到高炉安全生产，确保顺利平稳过度至安全停炉。

关键词  炉役后期 护炉 管理 措施 安全

酒钢7号高炉有效容积1800m3，三铁口，贮铁式主沟，28个风口送风，不设渣口。炉底采用超高导石墨炭砖、微孔炭砖、超微孔炭砖及刚玉莫莱石陶瓷杯技术，炉缸壁在陶瓷杯外侧采用环砌大炭块。炉底、炉缸交界处即“象脚状”异常侵蚀区为高导热、抗铁水渗透性好的超微孔炭砖，超微孔炭砖上部砌筑微孔炭砖至风口组合砖下部。高炉炉体采用软水密闭循环冷却系统，软水系统具有自动排气、自动稳压、自动检测和自动补水功能。采用全冷却壁方案,从炉底到炉喉钢砖下沿共设 15 段冷却壁。第 1-4 段冷却壁材质为灰口铸铁（HT150） ，其中铁口两侧设置两块铜冷却壁，第 5 段为球墨铸铁冷却壁，第 6-8 段为铜冷却壁，其余各段均为球墨铸铁冷却壁(QT400-18)。

自2011年3月6日开炉以来，已经连续生产5年之久。在酒钢原燃料“高碱、高锌、高硫、高灰份”的原燃料条件下，7号高炉自开炉达产以来，长期保持稳定、顺行、高产，年利用系数达到2.08 t/( m3·d)以上水平，燃料比达到546kg/t。从2013年开始，高炉提前进入炉役中后期，炉身冷却水管加速破损，热风围管掉砖，南铁口区域电偶温度异常升高，炉底封板上翘，炉缸水温差出现突升的异常现象。随着高炉炉体状况的日趋恶化，陆续开展了各项护炉工作，如:均衡生产(稳定高炉日产量，适当控制总产能)、高炉配加钒钛料护炉、高炉停止富氧、制定预防炉缸（炉皮）烧穿应急处置预案、增设铁口区域热电偶及炉身（热风围管、主管）贴片热电偶、成立铁口维护攻关小组、炮泥全改高强度质量稳定的外购泥、炉缸水温差及热流强度自动监测系统、提前检修周期（由计划6个月调整为4个月）、通过冷却水管穿管修复和安装微冷+硬质压入造衬+铺设铜冷却管及炉缸（炉身）灌浆、每月开展高炉系统评价、作业区内部每周开展一次护炉专题会议、炉况调剂采用适当抑制边缘开放中心的装料制度以及适宜的下部送风制度等等措施，以顺利延续至安全停炉。至目前取得很好效果，取得了较好的技术经济指标。

1  7号高炉炉体运行状况

1.1炉身冷却壁运行情况

1.1.1 冷却水管破损状况

7号高炉5段冷却水管破损率为51.8%、8段45.2%、9段99.1%、10段45.1%，9段背部蛇形管破损61.9%,其中8段10-13#、26#冷却壁母体全部烧损，9段背部蛇形管破损部位冷却壁母体烧损。如图1所示，7号高炉冷却壁破损趋势。

1.1.2炉皮温度、开裂状况

7号高炉炉身冷却水管破损严重，且局部水管破损殆尽，虽然利用历次检修机会进行微冷+硬质压入造衬的方式进行维护，但仍不能满足炉体热负荷的要求，造衬炉皮受热应力影响而发生开裂现象；另外，受炉况顺行因素影响，高炉滑尺、难行、悬料及频繁长时间的检修，炉皮处于冷热频繁交替的环境下，应力变化显著，导致炉皮频频开裂而泄漏煤气，尤其多次进行补焊的区域开裂尤为明显，局部炉皮开裂达到1500mm以上；炉身冷却严重不足，局部因受热应力变化而发生“鼓包”现象，局部炉皮温度达到300℃左右，仅靠炉皮打水进行炉体维护，高炉炉身自上而下处于“沐浴”当中，生产条件尤为艰难，为高炉生产埋下了严重的安全隐患。

1.1.3 热风围管状况

自2012年1月开始，7号高炉热风围管出现掉砖现象，掉出的耐火砖进入送风装置内部，阻碍高炉送风，严重时致使该送风装置停止供风，极易造成该送风装置烧出的严重事故。虽然进行多次休风取砖的窘况，不能从根本上消除掉砖现象。厂部及作业区管理技术人员多次针对掉砖情况进行研讨及论证，最终确定热风围管采用吊模浇筑+硬质压入造衬的方式进行处置，并在热风围管、主管安装贴片热电偶进行监测，虽然取得了一定效果，但仍不能从根本上消除掉砖现象，热风围管掉砖长期以来一直是7号高炉安全生产的症结之一。

1.2  7号高炉炉缸现状

1.2.1 铁口区域热电偶温度变化情况

2013年7月北铁口东、西两侧电偶温度最高达到469℃、323℃，通过径向单点电偶温度计算，北铁口东侧区域剩余炭砖厚度为690mm，通过强化护炉，北铁口电偶温度得到控制。至2016年4月份目前北1温度稳定在260℃左右、北2点温度在255℃，南3温度稳定在161℃左右、南4点温度在216℃，西5温度稳定在190℃左右、西6点温度在209℃。如图2所示，7号高炉2014年11月至2016年4月铁口电偶温度情况。

1.2.2  炉缸2段电偶温度变化情况

2015年11月下旬至2016年3月炉缸2段下部标高7905mm部位电偶温度呈上升趋势，南铁口下部17#-18#冷却壁之间电偶温度上升幅度较大，3月15日最高温度达到452℃炭砖残厚为642mm，设计碳砖厚度1535mm，碳砖侵蚀893mm，象脚侵蚀严重。北铁口东侧下部2段1#～2#冷却壁之间电偶温度为297℃，炭砖残厚为1020mm，其余部位炭砖残厚均在1150mm以上。2016年4月份铁口区域电偶温度基本保持稳定，北铁口区域电偶温度为333℃、231℃，西、南铁口区域电偶温度在220℃以下，南铁口区域电偶温度为435℃、296℃。如图3所示，7号高炉2014年11月至2016年4月炉缸标高7905mm铁口电偶温度情况。

1.2.3 炉底封板开裂

7号高炉提前进入炉役后期后，炉基封板出现开裂现象，封板开裂达到20mm以上,导致1段水管经常出现拉裂现象，通过满环焊接 “L”型加强筋板进行紧固，但仍存在“L”型加强筋板变形或开裂的现象，炉底封板出现开裂的现象，仍是一件不容藐视的事情。查找资料炉底砖衬正常的膨胀和热应力，不会引起高炉炉底封板发生较为严重的上翘和开裂，而碱金属、锌等有害元素在炉内大量富集和积累，对砖衬的渗透侵蚀和化学侵蚀会导致砖衬的异常膨胀，当砖衬产生较大的异常膨胀，就会引起在风口组合砖位置产生较大向上的压力，最终导致炉底密封板开裂。酒钢原燃料处于“高碱、高锌、高硫、高灰分”的境况，是造成炉底封板开裂的直接原因。

2 护炉操作措施

2.1优化操作制度

只有选择好合理的操作制度才能维持顺行，充分发挥各种调节手段的作用。7号高炉炉役后期护炉首先从优化操作制度入手。

(1)稳定的热制度和合理的造渣制度。

炉渣成分选择不合理，且经常波动，热制度不稳定，生产中经常出现渣皮脱落，造成高炉中下部炉墙热负荷频繁波动，给炉缸带来热量透支，炉温急剧下降，不但生铁质量不合格，极易造成炉况失常。没有稳定的热制度和合理的造渣制度，渣铁流动性就不好，使料柱的透气透液性变差，不利于渣铁的顺利排放，容易造成憋风。这些都会影响炉型的维护，导致煤气流分布紊乱，致使冷却壁损坏。为了改善渣铁流动性，7号高炉护炉采取了以下措施。

①稳定充足的炉温。评价热制度的主要参数是化学热、铁水物理热。在日常操作过程中注重控制炉温的稳定率，操作方针规定炉温控制范围是0.65 % -0.85%，并严格四班操作，确保一定的炉温稳定率。炉温波动过大不仅会引起风量的波动，更不利于炉况的稳定顺行，而且造成软熔带上下移动，导致渣皮频繁脱落。炉温控制上，在保证铁水温度大于1490℃的前提下，取控制下限，避免出现高炉温现象，影响渣铁流动性，造成高炉难行、悬料。长时间的低炉温，易使得热制度失常，炉身温度大幅降低，高炉热负荷降低，高炉面临炉型异常、炉况失常的危险，严禁长期连续低炉温(连续2次炉温低于下限)。

②合适的炉渣碱度，炉渣碱度控制在1.04~1.08，[S]控制在0.025%~0.045%。偏离此范围应及时调整R，确保渣铁流动性。造渣制度随炉况的需要随时进行调整，既保证了生铁质量又有利于活跃炉缸。

(2)下部送风制度的优化。

随着钢铁市场利润微薄的大环境下，高炉不得不进行低成本冶炼路线，2012年以来7号高炉入炉品位逐年呈现下降趋势55.1%↘54.3%↘53.7%↘53.3%↘51.4%，高炉渣量持续大幅度上升。炉况调剂难度日趋增大，调整风口布局，缩小风口进风面积，势在必行，同时也是护炉的需要，在冷却壁损坏严重的地方改用长风口。鉴于7号高炉风口过长造成风口破损加剧，7号高炉从2014年8月开始，利用检修机会逐步将长风口调整为长度为580mm的风口，风口破损数量由2014年4-8月份的5-10个逐步下降至4个左右，风口长度调整后，对规整下部初始气流，抑制风口破损有较为明显效果。目前在铁口及8段冷却壁破损严重部位下部安装620mm的长风口及对风口加套的方式，起到抑制局部区域气流的作用。从2014年上半年最大进风面积0.3479m2逐步缩小至目前0.3282m2，适当缩小进风面积，保持风速在225~235m/s，在保持炉缸均匀的同时有效地增强炉缸中心气流。以提高风速，保持足够的鼓风动能，调整后渣皮迅速稳定，效果明显，高炉炉况稳定性增强。由于铁口区域侵蚀逐步加重，在铁口上方将风口调整为120mm*620mm的风口，目前高炉南、北铁口已经投用了4个风口。利用高炉临时休风及检修机会逐步调整进风面积这些措施的采取，使初始煤气流分布更加合理，不仅有利于顺行，而且可以活跃炉缸，有利于炉缸初始煤气最大限度向中心渗透，以有利于提高炉缸死焦堆的透气透液性，稳定边缘气流和中心煤气流，渣皮稳定，使炉缸工作均匀活跃，减少了冷却壁损坏。

(3)装料制度。

装料制度的主要作用是针对炉缸初始煤气的分布状态，控制中心与边缘煤气的流速，使煤气流分布合理，维持炉况稳定顺行，保护冷却壁延长高炉寿命。配合下部风口加长、进风面积缩小的送风制度，相应调整上部装料制度，抑制边缘气流，开放中心气流，使煤气流分布更加稳定、合理。7号高炉结合自身的特点，通过烧结矿分级人炉，控制边缘气流，对布料制度做了以下调整:

从2014年11月底开始烧结矿分级入炉，将6~15mm小粒度烧结矿布在边缘，抑制边缘效果明显，这样既提高煤气利用，以提高炉缸热量，活跃炉缸，同时稳定了边缘气流，减少了渣皮脱落次数，烧坏风口。

采用焦炭比矿石布料角度整体小0.5°（或同角）的方式来抑制边缘气流，矿石布在边缘，减缓炉墙边的煤气上升流速，使边缘气流控制更加稳定，减少冷却壁损坏。

缩小最大和最小布矿布焦角度，改变以往的大角度差，缩小中心无矿区。从而使中心煤气流更加集中，整体缩短布料宽度，角度差缩至6°左右，增大边缘矿石角度差，基本上采用等角差布料，使边缘环带矿层变薄，中间环带矿层增厚，降低了边缘的矿焦比，增加了中间环带矿焦比，使边缘环带透气性变好，使边缘大部分煤气流沿着边缘环带上升，降低了炉墙边缘的煤气流速，也降低了炉墙边缘的煤气流量，从而降低了炉墙热负荷，减少渣皮波动。根据不同时期使用的原燃料条件变化，维持合适的中心焦角，从而维持合理的中心漏斗深度，保持中心煤气流合理。

通过调整，煤气流分布合理，炉况稳定顺行，在炉役后期冶炼强度不高的情况下，炉缸工作活跃，风口损坏得到有效控制。渣皮基本稳定，波动较小，冷却壁损坏明显减少。因冷却壁漏水休风次数大幅减少，有效遏制了炉皮开裂、烧穿现象，护炉效果明显，达到了安全生产的目的。如图4所示，7号高炉2014年4月至2016年4月高炉风口破损及因风口破损休风情况.

2.2合理控制冶炼强度

采取控制冶炼强度是炉役后期护炉最安全有效的手段。壁体温度及水温差与冶炼强度有着很好的对应关系，随着冶炼强度的提高，壁体温度及水温差也随着上升。因此，开始特护生产期间，厂部要求控制冶炼强度生产， 2014年11月将氧量由12000 m3/h限制到7500m3/h，至2015年11月高炉停止富氧。于是高炉作业区根据生产要求适当的调整装料制度，保证风量稳定，煤气利用率稳定在45.0%~46.5%，通过煤气利用率来控制冶炼强度。经过近4个月的生产实践表明，控制冶炼强度措施减少了冷却壁损坏，护炉效果明显。

2.3强化炉役后期护炉管理

进入炉役后期，7号高炉5、8、9、10段处冷却壁损坏较为严重，冷却能力不足，导致炉皮温度高，随时可能出现发红隐患。针对7号高炉冷却壁损坏较多，炉皮发红、温度高、冒烟、开裂的现状，7号高炉成立了特护小组，每周开展一次护炉专题会议，每月开展高炉系统评价，并制定了特护炉应急预案和操作规定，厂部制定了《7号高炉护炉标准》，将应急预案悬挂在主控室墙壁上。对冷却壁设备维护做了特殊要求，对高炉生产提出了指导措施，高炉日常生产中严格按照特护炉操作规定执行，定期对职工进行特护培训。同时，进一步细化了配管工和高炉值班室人员对冷却设备的点检和维护工作，要求值班室人员与配管工联动互保，到风口平台一起看风口、测温，每lh检查l次打水情况和测温。检查炉身打水是否均匀，炉皮是否发红，炉缸运行以及炉缸的排水、炉基排水沟是否通畅，做好检查记录，共同签字认可。配管工定期疏通炉皮打水管道，密切关注水温差、炉皮打水量及水压等。一旦有异常情况，及时汇报并处理，防止事故发生，一旦炉内有渣皮脱落，及时通知配管工检查渣皮脱落部位的炉皮情况；炉皮出现冒烟、冒火星的情况时，配管工及时汇报工长进行减风控制。将铁口区域热电偶温度纳入交接班管理，电偶温度上升5℃，必须组织分析并汇报作业区领导。充分合理利用每次高炉检修机会，根据炉体状况提前制定高炉检修方案，并不断进行补充、完善，利用检修机会对破损水管进行穿管、破损严重的冷却壁区域安全微冷+铺设铜冷却管+硬质压入造衬、热风围管（主管）吊模浇筑、炉身及热风围管（主管）安装贴片热电偶、铁口通道压力灌浆、炉底封板满焊+灌浆等等措施，确保高炉安全生产平稳过度至停炉。

2.4合理的出铁制度及铁口维护

炉前工作没抓好，渣铁没有及时出净，必然造成憋风，影响煤气流合理分布和炉况的稳定与顺行。针对7号高炉炉缸工作状况，特护主要做好以下工作:

①合理组织出铁。每天15次铁，机动出铁，在南铁口电偶温度持续上升时，停止南场出铁，由西、北铁口轮流出铁；南铁口电偶温度高位运行且稳定时，南、北、西铁口交替出铁，均匀出铁，间隔时间15 min以内，没有特殊情况不能单场连续出铁。炉前工作提前准备，确保出净渣铁。

②维护好铁口，使铁口深度控制在3.3~3.5m之间。加强对铁口泥套和液压炮的检查和维护，使其处于正常工作状态，防止铁口过深、过浅、跑泥或大喷堵口等情况的发生。

③紧密联系水渣。高炉入炉品位降低后，渣量大幅度增加，水渣设备常处于满负荷工作状态，在渣铁流异常增大时，水渣系统不能满足高炉生产要求，渣铁难以出净，容易憋风。这就要求加强对水渣系统的管理，对冷凝塔、转鼓、运渣皮带多检查、多清理、多维护；同时，加强与水渣配套单位的联系，使供水系统与水渣运输系统与高炉生产配合好；在渣量过大时，水渣系统不能满足生产需求时，必须下渣分流走干渣，以免渣量过大压死转鼓和皮带。通过以上措施，有效地保证了高炉的渣铁排放。

2.5加强原燃料管理

炉役后期对原燃料要求更高，只有好的、稳定的原料条件才能保证高炉稳定顺行，延长高炉一代炉龄。“稳定才是最大的降本”，残酷的现实迫使我们端正认识。如何把质量存在缺陷的原燃料消化掉，而高炉的技经指标又不会受到太多的影响，把低价原燃料的价格优势最大限度地体现出来，这才是在当前高炉生产及炼铁的又一重要工作。

（1）在酒钢原燃料条件及钢铁市场低迷的大环境下，要实现精料和提高入炉品位的可能性很小，只能加强原料筛分工作。入炉原燃料粉末过多会影响高炉料柱的透气性，不利于高炉的顺行。通过采用双层振动棒条筛，筛分效果改善较好。此外，以不卡料为原则控制筛牙开度，尽可能降低振动筛上料层厚度，提高筛分效率。

（2）延伸原燃料管理，掌控原燃料变化。“重在观念的转变”，如果一味地追求以前的燃料比可能会适得其反，造成更大的损失。转变了观念，正确地认识了低价原燃料的使用原则和目的，才能找到正确的应对方法和策略。为此以炉况顺稳为中心，把保证高炉的长期顺稳放在第一位，做到“买得来，吃得进，稳得住”的方针，严格控制入炉碱负荷、锌负荷在规定范围内，高炉顺行稳定不仅保证了低价矿能够充分消化掉，低价的效益充分的发挥出来，而且还为适时的提高煤气利用率，适当的降低燃料比提供机会。在低成本冶炼路线的指导下，自主管理用料结构，对外考察原燃料情况，提前向公司上报配料计划，并严格监督烧结、焦化、储运等相关单位对原燃料的生产及配送，要求准确提报原燃料成份，炉况调整做到宜早动、少动、争取主动，确保炉况稳定顺行。

3 结语

7号高炉自进入炉役后期以来，要及时根据自身炉体状况特点制定适合本高炉特点的操作方针、措施。要安全平稳的生产过度至顺利停炉，还要继续做好以下几方面的工作:

（1）强化主动护炉、优化操作制度以及合理维护等操作技术措施，实现炉役后期高炉安全稳定生产。

（2）适当调整下部风口布局，以及加强冷却设备维护。合理运用中部调剂手段和热制度、造渣制度，长期保持合理的操作炉型延长高炉寿命。

（3）要保证高炉炉役后期的稳产顺行，精心操作，延长高炉一代炉役。

（4）严格执行炉役后期各项操作规定和标准，保持护炉成果，提高处理事故应急能力。

（5）密切关注炉缸热电偶温度、炉身及热风围管贴片热电偶温度、水温差、热流强度，发现异常升高果断处理并及时汇报。