首钢京唐高炉炉缸长寿认识及维护治理实践
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炉缸长寿认识及维护治理实践
首钢京唐公司 炼铁作业部
2012年10月27日
1.前言 2.影响炉缸寿命的原始因素
2.1设计理念及炉缸构造 2.2炉缸耐火材料质量 2.3建设时炉缸砌筑施工质量
3.日常生产时的长寿维护
3.1良好的炉芯（炉缸）活跃度 3.2较高的冷却强度 3.3入炉锌及碱金属的控制 3.4损坏冷却设备的漏水控制 3.5强化日常对炉缸的监测
2.影响炉缸寿命的原始因素
2.1 设计理念及炉缸构造
京唐两座高炉炉缸除炉底碳砖厂家不同外，其他均一 致，采用了热压小块碳砖结合湿法喷涂造衬工艺的复合炉 缸、全碳砖加陶瓷垫炉底的结构，并根据“内堵外疏”的 原则布臵各种优质耐火材料
2.2 炉缸耐火材料质量
UCAR碳砖
美固美特耐火浇注料 黑崎陶瓷垫砖
4.2.2 调整风口下斜角度
H点--5月22日检修16小时，调相应位臵风口及对面风口17 个，由下斜8度改下斜5度。
4.2.3 适当控制冶强
F点--焦炭负荷由5.42减轻至5.22，富氧率由3.9%降至3.2% ，日产量由12800t降至12200t左右。
4.2.4 加强该部位监测
H点--利用5月22日的检修，恢复并增加了高温区的水温差监 测，并做好日常的水温及热偶温度监测。
温度升高位置
图2
局部温度升高位臵
4.2 治理过程及措施
4.2.1 提高A系统冷却水流量和降低冷却水来水温度
B点--2月17日，将炉体冷却水量由5520m3/h提高至 5600m3/h，单支管流量约19.4m3/h。 C点--4月16日，提炉体冷却水量450m3/h，总流量至 6050m3/h。 E点--4月30日，提炉体冷却水量250m3/h，总流量至 6300m3/h。同时将冷却水来水温度由46 ℃降至41 ℃。 F点--5月13日，高温点温度继续升高至504.7℃；提冷却水 量200 m3/h，总流量至6500 m3/h。 H点--5月22日借检修之机，在高温点部位的水箱通高压工业 水，来水温度约24 ℃，单支管流量24-25m3/h。
4.炉缸局部温度升高后的治理实践
4.1 京唐2#高炉局部温度升高简述
京唐2号高炉炉缸“象脚区”局部炉衬温度于2012年2 月7日开始逐步升高，到5月份急剧爬升，最高达504.7℃ 。高温点处于炉缸侧壁第6、7层热电偶、3#-4#铁口中间 位臵。辐射范围上下由第四层至第八层炉衬测温点的高度 ，左右约4块水箱的宽度。最高温度在第7层炉衬测温处。
3.日常生产时的长寿维护
3.1 良好的炉芯（炉缸）活跃度
通过精料（特别是焦炭的热性能及粒径）、合理的 煤气分布及科学严谨的高炉操作，维持炉芯焦堆良好的透 气透液性，可缓解底流与环流对炉缸的侵蚀。
3.2 较高的冷却强度
维持较高的冷却强度是炉缸安全长寿的必要手段。京 唐高炉炉底、炉缸侧壁采用密闭循环除盐水冷却，设计炉 底冷却水量640 m3/h、炉缸冷却壁流量5288 m3/h，单支 管流速为2m/s。鉴于来水温度较高及生产中冶强的提高， 冷却壁流量至目前逐步增加至6400 m3/h水平，单支管流 速约2.4m/s。
4.炉缸局部温度升高后的治理实践
4.1京唐2#高炉局部温度升高简述 4.2治理过程及措施 4.3效果评估
5.小结
1、前言
京唐目前有两座有效容积5500M3高炉，分别于2009 年5月及2010年6月点火投产，两座高炉炉型尺寸一致，炉 缸均采用了热压小块碳砖结合湿法喷涂造衬工艺的复合炉 缸、全碳砖加陶瓷垫炉底的结构。 一高炉目前炉缸工作及侵蚀状态正常，二高炉于本 年2月份出现了炉缸象脚部位局部温度升高现象，通过维 护治理目前已达正常温度范围。
4.2.5 加钛护炉
I点--6月5日，开始配加钛球护炉。 J点--6月7日，钛矿使用至4.5吨/批，入炉钛负荷约为
5.5kg/t。
日期 2012-06-04 2012-06-05 2012-06-06 2012-06-07 2012-06-08 2012-06-09 2012-06-10 2012-06-11 2012-06-12 2012-06-13 阶段最大值 [TI] 0.028 0.039 0.090 0.089 0.125 0.097 0.088 0.138 0.111 0.117 0.138 (TiO2) 1.722 1.652 1.983 2.020 1.929 1.932 1.791 1.249 0.620 0.581 2.020 [Si] 0.33 0.51 0.55 0.64 0.38 0.35 0.46 0.84 0.58 0.53 0.84 加Ti剂量 0t/p 1.5t/p 2.5t/p 4.5t/p 4.5t/p 4.5t/p 4.5t/p 3.5t/p 3.5t/p 3.5t/p 4.5t/p
谢谢大家！
3.5 强化日常对炉缸的监测
布局缜密合理的监测设施，是高炉工作者的“眼睛” ，是及时发现炉缸侵蚀征兆的重要手段。国内一些企业也 曾出现过因监测不到位未能及时发现炉缸侵蚀而造成延误 维护治理的现象。京唐高炉在炉底、炉缸的砖衬里共布臵 了12层548点热电偶，用于测量炉缸炉底的砖衬温度，在 四个铁口各有测温点6个，共计24个测温点。 同时，在一段和六段两层水箱出水关上（炉缸区域 ）设有水温测量点，每块水箱设测温点一个，共计每层72 个测温点。 并在高炉专家系统上设立炉缸侵蚀模型及报 警，以便及时发现异常现象。
4.3 效果评估
由于发现早，治理措施果断及时，高温区得到及时控制 ，并且，温度很快恢复至正常区域范围，在炉缸维护治理 方面取得了良好的绩效。 L点--6月24日各炉衬测温点回归正常温度。 M点—7月18日停止钛矿护炉，通高压工业水的水管恢复 回除盐水。
5.小结
（1） 科学合理的设计理念及炉缸结构、良好的炉底炉衬 耐火材料及优质砌筑是高炉长寿的基础条件，至关重要。 （2） 后续生产的日常维护：保持炉芯活跃状态、维持高 炉的顺稳生产、控制入炉碱金属及锌含量、及时处理漏水 设备、加强日常监测是是炉缸长寿及安全生产的重要措施 。 （3） 本次2#高炉维护治理成功，一是监测到位、发现及 时、治理及时；二是钛矿护炉配合高强冷却在此次治理维 护中起到了明显成效。
NDK超微孔碳砖 NDK微孔碳砖 NDK微孔碳砖 NDK高导热石墨碳砖
Βιβλιοθήκη Baidu
京唐高炉炉缸侧壁采用了UCAR公司NMA、NMD热压小碳 块，炉底1BF选用了NDK微孔和超微孔碳砖（如上图所示： ），2BF选用了方大碳素的微孔碳砖和超微孔碳砖。
2.3 建设时炉缸砌筑施工质量
炉缸的砌筑施工质量是影响炉缸长寿的关键因素，也是 易出问题的环节之一，施工时要严谨细致，严格按耐材砌 筑规范操作。
3.3 入炉锌及碱金属的控制
京唐高炉前期由于消化除尘灰较多，入炉的碱金属 及锌负荷较高，分别达到3.11 kg/t和239 g/t的水平，严 重时曾在风口有锌流出，后来将含锌较高的高炉干法灰及 部分烧结电除尘灰停止使用，入炉碱金属及锌负荷逐步下 降。
3.4 损坏冷却设备的漏水控制
冷却设备损坏后漏水进入炉缸，对碳砖造成氧化，易 使炉缸受到严重侵蚀 ，在日常生产中冷却设备损坏后要 及时处理，避免长期或大量向炉缸漏水。京唐高炉一般控 制顺坏风口（漏水）数目不大于3个（京唐风口为前后双 腔冷却，前腔损坏可断水）或后腔漏水量不大于0.5m3/h ，否则及时停风更换。
首钢京唐公司 炼铁作业部
2012年10月27日
1.前言 2.影响炉缸寿命的原始因素
2.1设计理念及炉缸构造 2.2炉缸耐火材料质量 2.3建设时炉缸砌筑施工质量
3.日常生产时的长寿维护
3.1良好的炉芯（炉缸）活跃度 3.2较高的冷却强度 3.3入炉锌及碱金属的控制 3.4损坏冷却设备的漏水控制 3.5强化日常对炉缸的监测
2.影响炉缸寿命的原始因素
2.1 设计理念及炉缸构造
京唐两座高炉炉缸除炉底碳砖厂家不同外，其他均一 致，采用了热压小块碳砖结合湿法喷涂造衬工艺的复合炉 缸、全碳砖加陶瓷垫炉底的结构，并根据“内堵外疏”的 原则布臵各种优质耐火材料
2.2 炉缸耐火材料质量
UCAR碳砖
美固美特耐火浇注料 黑崎陶瓷垫砖
4.2.2 调整风口下斜角度
H点--5月22日检修16小时，调相应位臵风口及对面风口17 个，由下斜8度改下斜5度。
4.2.3 适当控制冶强
F点--焦炭负荷由5.42减轻至5.22，富氧率由3.9%降至3.2% ，日产量由12800t降至12200t左右。
4.2.4 加强该部位监测
H点--利用5月22日的检修，恢复并增加了高温区的水温差监 测，并做好日常的水温及热偶温度监测。
温度升高位置
图2
局部温度升高位臵
4.2 治理过程及措施
4.2.1 提高A系统冷却水流量和降低冷却水来水温度
B点--2月17日，将炉体冷却水量由5520m3/h提高至 5600m3/h，单支管流量约19.4m3/h。 C点--4月16日，提炉体冷却水量450m3/h，总流量至 6050m3/h。 E点--4月30日，提炉体冷却水量250m3/h，总流量至 6300m3/h。同时将冷却水来水温度由46 ℃降至41 ℃。 F点--5月13日，高温点温度继续升高至504.7℃；提冷却水 量200 m3/h，总流量至6500 m3/h。 H点--5月22日借检修之机，在高温点部位的水箱通高压工业 水，来水温度约24 ℃，单支管流量24-25m3/h。
4.炉缸局部温度升高后的治理实践
4.1 京唐2#高炉局部温度升高简述
京唐2号高炉炉缸“象脚区”局部炉衬温度于2012年2 月7日开始逐步升高，到5月份急剧爬升，最高达504.7℃ 。高温点处于炉缸侧壁第6、7层热电偶、3#-4#铁口中间 位臵。辐射范围上下由第四层至第八层炉衬测温点的高度 ，左右约4块水箱的宽度。最高温度在第7层炉衬测温处。
3.日常生产时的长寿维护
3.1 良好的炉芯（炉缸）活跃度
通过精料（特别是焦炭的热性能及粒径）、合理的 煤气分布及科学严谨的高炉操作，维持炉芯焦堆良好的透 气透液性，可缓解底流与环流对炉缸的侵蚀。
3.2 较高的冷却强度
维持较高的冷却强度是炉缸安全长寿的必要手段。京 唐高炉炉底、炉缸侧壁采用密闭循环除盐水冷却，设计炉 底冷却水量640 m3/h、炉缸冷却壁流量5288 m3/h，单支 管流速为2m/s。鉴于来水温度较高及生产中冶强的提高， 冷却壁流量至目前逐步增加至6400 m3/h水平，单支管流 速约2.4m/s。
4.炉缸局部温度升高后的治理实践
4.1京唐2#高炉局部温度升高简述 4.2治理过程及措施 4.3效果评估
5.小结
1、前言
京唐目前有两座有效容积5500M3高炉，分别于2009 年5月及2010年6月点火投产，两座高炉炉型尺寸一致，炉 缸均采用了热压小块碳砖结合湿法喷涂造衬工艺的复合炉 缸、全碳砖加陶瓷垫炉底的结构。 一高炉目前炉缸工作及侵蚀状态正常，二高炉于本 年2月份出现了炉缸象脚部位局部温度升高现象，通过维 护治理目前已达正常温度范围。
4.2.5 加钛护炉
I点--6月5日，开始配加钛球护炉。 J点--6月7日，钛矿使用至4.5吨/批，入炉钛负荷约为
5.5kg/t。
日期 2012-06-04 2012-06-05 2012-06-06 2012-06-07 2012-06-08 2012-06-09 2012-06-10 2012-06-11 2012-06-12 2012-06-13 阶段最大值 [TI] 0.028 0.039 0.090 0.089 0.125 0.097 0.088 0.138 0.111 0.117 0.138 (TiO2) 1.722 1.652 1.983 2.020 1.929 1.932 1.791 1.249 0.620 0.581 2.020 [Si] 0.33 0.51 0.55 0.64 0.38 0.35 0.46 0.84 0.58 0.53 0.84 加Ti剂量 0t/p 1.5t/p 2.5t/p 4.5t/p 4.5t/p 4.5t/p 4.5t/p 3.5t/p 3.5t/p 3.5t/p 4.5t/p
谢谢大家！
3.5 强化日常对炉缸的监测
布局缜密合理的监测设施，是高炉工作者的“眼睛” ，是及时发现炉缸侵蚀征兆的重要手段。国内一些企业也 曾出现过因监测不到位未能及时发现炉缸侵蚀而造成延误 维护治理的现象。京唐高炉在炉底、炉缸的砖衬里共布臵 了12层548点热电偶，用于测量炉缸炉底的砖衬温度，在 四个铁口各有测温点6个，共计24个测温点。 同时，在一段和六段两层水箱出水关上（炉缸区域 ）设有水温测量点，每块水箱设测温点一个，共计每层72 个测温点。 并在高炉专家系统上设立炉缸侵蚀模型及报 警，以便及时发现异常现象。
4.3 效果评估
由于发现早，治理措施果断及时，高温区得到及时控制 ，并且，温度很快恢复至正常区域范围，在炉缸维护治理 方面取得了良好的绩效。 L点--6月24日各炉衬测温点回归正常温度。 M点—7月18日停止钛矿护炉，通高压工业水的水管恢复 回除盐水。
5.小结
（1） 科学合理的设计理念及炉缸结构、良好的炉底炉衬 耐火材料及优质砌筑是高炉长寿的基础条件，至关重要。 （2） 后续生产的日常维护：保持炉芯活跃状态、维持高 炉的顺稳生产、控制入炉碱金属及锌含量、及时处理漏水 设备、加强日常监测是是炉缸长寿及安全生产的重要措施 。 （3） 本次2#高炉维护治理成功，一是监测到位、发现及 时、治理及时；二是钛矿护炉配合高强冷却在此次治理维 护中起到了明显成效。
NDK超微孔碳砖 NDK微孔碳砖 NDK微孔碳砖 NDK高导热石墨碳砖
Βιβλιοθήκη Baidu
京唐高炉炉缸侧壁采用了UCAR公司NMA、NMD热压小碳 块，炉底1BF选用了NDK微孔和超微孔碳砖（如上图所示： ），2BF选用了方大碳素的微孔碳砖和超微孔碳砖。
2.3 建设时炉缸砌筑施工质量
炉缸的砌筑施工质量是影响炉缸长寿的关键因素，也是 易出问题的环节之一，施工时要严谨细致，严格按耐材砌 筑规范操作。
3.3 入炉锌及碱金属的控制
京唐高炉前期由于消化除尘灰较多，入炉的碱金属 及锌负荷较高，分别达到3.11 kg/t和239 g/t的水平，严 重时曾在风口有锌流出，后来将含锌较高的高炉干法灰及 部分烧结电除尘灰停止使用，入炉碱金属及锌负荷逐步下 降。
3.4 损坏冷却设备的漏水控制
冷却设备损坏后漏水进入炉缸，对碳砖造成氧化，易 使炉缸受到严重侵蚀 ，在日常生产中冷却设备损坏后要 及时处理，避免长期或大量向炉缸漏水。京唐高炉一般控 制顺坏风口（漏水）数目不大于3个（京唐风口为前后双 腔冷却，前腔损坏可断水）或后腔漏水量不大于0.5m3/h ，否则及时停风更换。