摘要：水钢1350m3高炉西铁口冷却壁烧穿后，通过采取铁口整体浇注，恢复西铁口出铁，避免了高炉非计划停炉大修。在西铁口出铁期间，采取了使用长风口、调整上下部操作制度、适当降低冶炼强度、降低铁水锰含量水平等技术措施，实现了高炉铁口稳定工作长达半年以上。取得了较好的经济效益。

关键词：高炉  铁口  再生  实践

水钢1350m3高炉于2004年9月15日建成投产。该高炉采用了并罐无料钟炉顶、软水密闭循环冷却系统、铜冷却壁、陶瓷杯炭砖综合炉底、冷水转鼓渣处理工艺、比肖夫环缝煤气处理及TRT发电、双出铁场，液压开口机及泥炮等先进工艺及技术。该高炉开炉达产以来，技术指标逐步改善，而进入炉龄后期，铁口长期受渣铁侵蚀、热应力作用，加之铁口日常操作维护不当，铁口侵蚀严重。2016年7月18日发生了铁口冷却壁烧穿事故。利用休风更换冷却壁时机，在不清理炉缸情况下对东西铁口进行整体浇注，利用自流浇注料替代损坏的铁口组合砖保护铁口冷却壁，恢复铁口出铁功能。通过采取一系列维护铁口的技术措施，高炉在保持相对较高的冶炼强度下，持续生产长达半年以上，实现铁口工作稳定，铁口冷却壁水温差下降0.3℃，达到了安全生产的目的。

1  进行铁口浇注前的铁口维护

西铁口冷却壁烧坏后，堵上铁口后检查发现铁口大量来水，检查发现TB1号冷却壁36#水冷管漏水，铁口冷却壁水温差稳定在0.8℃，采取停止西铁口出铁，用东铁口单独出铁的措施，并采取按8小时休风计划变休风料，待休风料下达炉腹后休风检查。通过休风检查，发现铁口保护板被刺坏，抠开铁口发现铁口区域有空洞，并确认西铁口南下方冷却壁烧坏（TB1号冷却壁），为此采取下述措施。

1.1进行封堵

封堵TB1号冷却壁36#水冷管，采取临时浇注西铁口、对西铁口区域灌浆，将西铁口框架内的炮泥抠出，再进行灌浆，封堵铁口周围的缝隙，此次灌浆及后续灌浆用去灌浆料10吨，确保铁水不再窜至冷却壁。

1.2对西铁口冷却壁加强监控

采取人工测量冷却壁水温差，并在炉皮增设测温点，每2小时测量1次，制定铁口烧穿的应急预案、铁口水温差△t控制范围及处理措施：△t≤0.5℃（热流强度11882KCal）时正常生产； 0.5℃<△t <0.8℃时减风退顶压至120KPa、停氧、控制冶炼强度；△t≥0.8℃（热流强度≥19012Kcal）时休风凉炉。

1.3保证及时出渣铁，加强东铁口维护

采取提高炮泥强度，使用性能较好的炮泥；确保铁量差合格率大于90％，铁口合格率大于95％，每天检查、测量铁口中心位置，发现泥炮头下垂或左右偏离，以及铁口角度偏离要及时调整，并保持铁口深度按≥2.5m以上控制，铁口维护达不到上述要求，高炉炉前负责人及技术室炉前技师必须到现场跟踪指导，确保铁口工作正常。铁次由14次改为12次，为了确保均匀正点出净渣铁，要求铁罐调配时间小于35分钟的合格率大于80%。

1.4 调整基本制度，控制冶炼强度

3号高炉顶压降低至150KPa,炉温控制[Si]:0.300%-0.600%,生铁[Ti]：≮0.200%，钛球比例根据生铁[Ti]进行调整。高炉以顺行为主，杜绝崩滑料、悬料,在上部装料制度上，保持中心开放，适当抑制边缘，堵西铁口上方1#、20#风口。减缓铁口区域侵蚀。

19日恢复送风后维持风量3400m3/min,高炉顶压由180kPa退至150kPa,缩矿批至34.8t，恢复退负荷至4.763t/t，送风后，西铁口漏煤气严重，铁口冷却壁水温差上升至0.7℃热流强度达9233kcal/h，为保证高炉安全，18日18:35-19日3:34休风再次对西铁口区域灌浆、焊补开裂炉皮，通过灌浆处理，19日3:34堵西铁口上方（19#、20#、1#）3个风送风，恢复生产维持顶压150kPa,风量3200m3/min水平缩矿批至32.2吨后，铁口冷却壁水温差下降至0.4-0.5℃水平（铁口区域水温差情况见表2，并趋于稳定，视冷却壁加工完毕，各项准备工作就绪，于28日8:58休风更换铁口冷却壁并进行东西铁口浇注。 

2  铁口浇注

2.1铁口浇注材料的选择

由于此次铁口维修为热态维修，且维修部位浇注口小，内部侵蚀不规则；维修后简单烘烤后即投入使用。因此，要求材料必须具有：良好的自流性、热硬性及快烘防爆性能（在热态施工下，仍具有高强致密的特点）。B20结合铁口修补专用自流浇注料即是荣大公司专门针对铁口热态维修所开发的一种专用料。其主要原料为刚玉、碳化硅，结合剂采用 B20纳米溶胶，其特点在于，材料施工流动性好，施工体在热态环境及快速干燥的条件仍致密高强、耐渣铁侵蚀。具体性能指标见下表 3。

2.2施工过程

（1）休风及拆除护板，休风前出净渣铁。 (2)铁口区域清理，3）恢复铁口护板并安装铁口套管。完成铁口吹扫后，即可进行冷却壁恢复及铁口护板安装（同时开设浇注孔并焊接下料孔槽参见图 1、图 2 分别为西铁口和东铁口清理及浇注示意图，（4）浇注施工。（5）养护（2-3h）及浇注孔钢壳恢复；（6）出铁前烘烤（5-8h）。

3 浇注后的铁口维护

铁口通过浇注后，铁口具备出铁功能，但高炉必须保证安全生产，因此如何维护好铁口，减缓铁口区域耐材的侵蚀与破坏，就成为高炉生产后的重要任务。为此我们制定首钢水钢炼铁厂3号高炉大修前特护管理规定对铁口进行保护。主要措施有：

3.1  加强铁口维护

铁口工作环境恶劣，长期受高温渣铁冲刷，因此铁口的维护显的尤为重要。为此围绕要求铁量差合格率大于90％，铁口合格率大于95％，铁口深度按≥2.5m以上进行控制。为保证铁口强度，我们选用性能更好的无水炮泥，并对开口机功能进行提高。在铁口维护达不到上述要求时，高炉炉前负责人及生产安全环保室炉前技师必须到现场跟踪指导，确保铁口工作正常，铁口维护主要措施有：

（1）加强铁口泥套维护和制作，铁口泥套深度≥100mm，泥套缺损时及时做泥套，做泥套严格按标准执行，严禁做假泥套。

（2）打泥量根据铁口情况控制，确保每次钻铁口时铁口孔道底部有100mm左右夹干泥，避免铁口过潮。

（3）铁口操作时 ①注意观察铁口吹出炮泥、火焰、渣铁情况。如发现铁口冒黄烟，证明有潮泥，停止前钻，把开口机雾化和风及时关死后，退回开口机，用氧气烧干一段再钻再烧，直到钻完潮泥烧干钻开。②只有在铁口炮泥过硬或过干可用冲击。其它情况严禁使用冲击，防止铁口孔道震裂，造成铁口侧漏。③钻铁口开雾化要根据具体情况确定。铁口炮泥过硬或过干可以开雾化，开雾化时水量适宜，达到雾化即可。

（4）非特殊情况严禁重出二次铁。避免重出二次铁打泥时间短，炮泥未完全烧结，造成潮铁口出铁导致铁口断、铁口侧漏、渣铁出不净等不正常情况。

（5）炉前严禁“闷炮”操作。铁口“闷炮”操作必须经生产厂长或主任工程师批准。

（6）在特护期间采用强度较好的炮泥组织生产，操作维护好铁口；同时加强对出铁场设施检查及维护，确保高炉正常生产。

（7）保持铁口角度稳定，每周一、三、五对铁口角度进行测量校对。

（8）渣铁连续出不净，造成铁口掉或者跑大流，必须减风出铁，出净渣铁。

通过采取上述措施，高炉铁口合格率由采取措施前的92.45%上升至98.64%，铁量差合格率达95%以上。

3.2  坚持适当抑制边缘气流、发展中心气流操作制度

3.2.1 调整送风制度

送风制度就是指在一定的冶炼条件下，确定适合的鼓风动能和风口进风状态，以达到煤气合理分布，使炉缸工作均匀活跃。炉况稳定顺行。不同的送风制度对炉缸的侵蚀程度不同，一般在炉龄后期，为减轻对炉缸的侵蚀，要求采取高炉风口适当增长，鼓风动能提高的措施，为此我们对东、西铁口上方的（1#、10#、11#、20#）风口使用长风口，风口长度由480mm调整为520mm，同时对风口面积进行调整，逐步将直径为∮130mm的风口调整为∮120mm的风口，风口面积逐步由0.2457m2调整0.2261m2,避免控强度后鼓风动能降低，而造成铁口侵蚀加强。高炉在铁口浇注前后高炉风速及鼓风动能情况见表4。

3.2.2  调整装料制度

装料制度是对炉料装入方法的有关规定，主要是保持适宜的煤气分布，在保证高炉顺行的情况下最大限度改善煤气利用，可以通过布料延长高炉寿命，边缘气流过分发展，必然加剧炉墙侵蚀，通过布料控制边缘气流保护炉墙。通过摸索逐步将装料角度由C245243 241238235132 O344.5242.5 240.5 238.5，角差2.2°调整为C245242.5 240.5237.5234.5129 O344242 240 238，角差2.3°，针对风量下降，我们适当缩小矿批，矿批水平由2015年39-41吨水平缩小至33-35吨水平，并根据风量变化适当调整矿批大小（见表5），通过矿批及布料倾角的调整，适当增强了中心气流。通过炉顶成像观察，明显呈现中心气流增强，边缘气流减弱，同时高炉冷却壁水温差水平就2015年的4.2℃-5.0℃下降至3.2℃左右水平，休风时观察料面，出现中间大漏斗，边上有小平台的料面形状。

3.3  坚持钛矿护炉

钛矿护炉是高炉炉缸养护的强有力手段，含钛物中的TiO2在高温还原条件下可生成高熔点的TiC、TiN及其连续固溶体Ti（CN),发育和沉结，并与其他附近的渣、焦、铁一起凝结在砖衬上，起到保护炉衬的作用。在2016年视炉底、炉缸温度大幅上升，为此我们及时增加钛球比例，适当提高炉温下水平的措施。钛球比例由0%提高至10%水平，炉温下限由0.230%逐步提高至0.280%，项目研究期间铁水钛情况（见表6）。实现生铁钛维持在0.150%-0.250%范围内，促进了高熔点的TiC、TiN的生成并沉积于炉缸、炉底，有力地保护了炉缸、炉底砖衬免遭侵蚀。

3.4  控制铁水Mn含量，减轻渣铁对炉缸的冲刷

含铁炉料带入锰量增加，铁水含锰水平上升，锰还原耗热较铁还原所需热量高，不仅增加热量消耗，造成焦比上升，同时因原料锰含量上升，造成铁中锰含量上升与渣中氧化锰上升，将造成炉渣、铁水流动性增强，造成对炉缸冲刷加剧，不利于高炉炉缸的维护。在2016年上半年由于增加省内矿资源，烧结矿氧化锰水平较高，致使生铁锰水平达0.500%水平，不利于高炉护炉需求，为此我们通过积极协调原料采购，控制高锰炉料采购。主要是控制国内矿配比，如氧化锰含量高的有焙烧粉为1.62%、48中粉为1.80%、磁选粉为1.24%。优化烧结配料，测算好烧结成分，控制烧结矿MnO%水平，争取实现高炉[Mn]≤0.400%，铁水锰水平从5月份过来逐步下降，由7月0.432%下降至0.350%水平。铁水锰情况及烧结氧化锰情况见表7。

3.5 控制冶炼强度

高炉冶炼强度是指高炉每立方米高炉容积一天燃烧的焦炭量。是高炉强化程度的重要指标，在保持燃料比不变，冶炼强度提高产量上升，同时因强化冶炼会加剧渣铁、煤气对炉墙、铁口的冲刷侵蚀，因此控制冶炼强度是保护炉缸、铁口最有力的手段，但这会给产量造成大的损失。为保证铁口安全，我们采取退顶压，高炉顶压由正常180kPa降低至170kPa，风量水平由3900-4000m3/min降低至3600-3700m3/min，高炉综合冶炼强度明显降低。高炉综合冶炼强度情况见下表8。

3.6  加强监控，及时发现问题

为及时掌握炉缸炭砖热流强度的变化情况，控制好炉缸炉底温度，为此对关键部温炉缸二、三段冷却壁的进出水管开孔（特别是铁口冷却壁），引出进水和出水，对冷却壁水温差进行人工检测，测算热流强度，指导我们对炉缸侵蚀情况作出判断。同时我们建立关键部位和薄弱环节重点监测检查台账（铁口两旁的冷却壁、炉底水冷管、渣口两旁冷却壁水温差、炉皮温度、炉缸、炉底炉皮温度等），要求2小时检查一次，作好记录、进行对比。发现异常情况可以及时汇报、及时处理。在后期，我们在炉皮增设电偶，监测温度变化，通过观察炉皮温度变化，反映高炉铁口侵蚀变化情况，并对《水钢炼铁厂3号高炉大修前特护管理规定》补充规定的再次修订，对不同水温差、炉皮温度、炭砖温度情况的应对措施进行细化，通过上述措施便于及时发现问题，及时处理。制定应急预案，确保安全。

4  结语

铁口再生技术在水钢1350m3高炉实现了成功应用，通过对铁口的整体浇注，恢复了铁口出铁功能，实现了在不清理炉缸的情况下对铁口修复。同时采取铁口维护综合技术，实现了高炉在高冶炼强度下，铁口工作稳定，铁口冷却壁水温差稳定，铁口冷却壁在烧穿后，测量出水温差最高为0.8℃，热流强度最高达11371kcal/m2•h，采取铁口再造技术后，铁口冷却壁水温差最高达0.5℃，热流强度为6373 kcal /m2•h，实现了高炉安全生产。持续时间长达7个月以上，避免了长时间等待大修材料准备及大修工作，经济效益明显。

5  参考文献

[1]  周传典.高炉炼铁生产技术手册[M]..北京:冶金工业出版社,2002,398-402.