王玉会，罗 力，陶著钦，张宗亭，陈红升

（日照钢铁控股集团有限公司，山东276806）

[摘 要] 日钢 15 号高炉“象脚区”炉缸碳砖温度于 2016 年 5 月异常升高，12 月 2 日最高达到 894℃，该区域炉缸耐材侵蚀严重，已威胁到高炉的安全生产。本文结合 15 号高炉实际生产状况，分析了“象脚区”炉缸侵蚀严重的原因，并真对炉缸侵蚀初期和恶化期提出了护炉措施。通过采取降低冶炼强度、增强冷却强度、缩小并加长风口、发展边缘气流等一系列措施，遏制住了“象脚区”碳砖温度升高趋势，之后通过创新性的消耗海砂球团护炉，实现了 15 号高炉连续、高效生产，取得了较好的经济效益。

[关键词] 象脚区；炉缸侵蚀；护炉；海砂球团

0 引言

日照钢铁控股集团有限公司 （后称日钢）15 号高炉大修后于 2014 年 3 月 30 日点火开炉，该高炉是日钢探索经济炉型的重要实践项目。相比同期非经济炉型高炉，15 号高炉的燃料比要低 10～15kg/t。 但 2016 年 5 月 15 日计划检修后一周时间，15 号高炉标高 7.794m“象脚区”西南方向内侧热电偶温度由 502℃剧烈上升至 624℃，经采用初步护炉措施，在经历了 3 个月稳定期后，该部位温度又持续上升，12 月 2 日达到 894℃。因此，15 号高炉要想长期安全稳定运行，就需要改进现行操作制度并采取更加有效和长期的护炉措施。

本文介绍了 15 号高炉“象脚区”炉缸温度上升前的生产指标状况，依此推断出了“象脚区”炉缸侵蚀严重的原因，并在初期护炉措施的基础上制定了炉缸温度恶化期的护炉措施，在控制住温度上张趋势后，提出了 15 号高炉长期安全稳定运行的护炉措施。

1 炉缸“象脚区”侵蚀异常分析

日钢 15 号高炉炉缸区纵向共计设置 8 层热电 偶，其中满铺碳砖设置 3 层热电偶，环碳设置 5 层热电偶，纵向热电偶详细布局见图 1。标高 7.794m 热电偶位于第 6、7 层碳砖中间，与陶瓷杯顶面平齐，详细平面布局见图 2。

2016 年 5 月，日钢 15 号高炉“象脚区”碳砖温度异常升高，其中 TE2102 方位热电偶温度上升明显，温度由 502℃剧烈上升至 624℃，12 月最高达到894℃，这表明“象脚区”炉缸耐材侵蚀严重。日钢 15 号高炉开炉以来至 2016 年 5 月份主要经济技术指标如表 1 所示。由表 1 可以看到，“象脚区”侵蚀异常前高炉最大操作特点是连续四个月执行低硅冶炼，月平均硅最低为 2016 年 2 月，仅为0.178。

2 炉缸侵蚀初期护炉概况

2.1 侵蚀初期护炉措施

由于“象脚区”碳砖测温数据上升后整体趋于稳定，初步认为本次“象脚区”温度突然上升跟计划检修后局部耐材或渣铁凝结壳突然脱落有一定关系。因此，护炉措施以缩小风口面积、控制冶炼强度为主，适当提高了铁水[Si]含量，并将该区域二段 6、7、8 组冷却壁由常压双联改单联冷却，以强化该区域冷却壁的冷却强度，此期间没有添加含钛物料进行护炉。2016 年 1 月～9 月操作参数见表 2。温度异常上升点位于 5#、6# 风口下，在风口调整上，将 4～7# 风口长度由 360mm 调整到 400mm，具体调整见表 3。

2.2 初期护炉控制效果

TE2102A/B 热电偶测温在 5 月 27 日达到最高点 467℃/648℃后，开始逐步下行，2016 年 9 月以前整体稳定。该阶段 TE2102 内外环热电偶温度由突然上升，至趋于稳定，测温数据变化见图 3。该点对应区域冷却壁热流强度变化趋势见表 4，整体热流强度趋于稳定。

2.3 初期护炉小结

从初期护炉来看，通过降低冶炼强度、缩小风口，遏制了碳砖温度上升趋势，整体实现稳中有降。但是在市场行情较好，“象脚区”炉缸侵蚀受控情况 下，15 号高炉于 2016 年 7 月开始逐步提产。

3 炉缸侵蚀恶化期的强化护炉

3.1 炉缸侵蚀变化

随着 15 号高炉冶炼强度的提高，西南侧“象脚区”碳砖 TE2102B 点温度在经历了 3 个月稳中有降的稳定期后，于 2016 年 9 月 29 日开始反弹，持续上升到 2016 年 12 月 2 日的 894℃。TE2102AB 点温度变化趋势如图 4 所示。该区域热流强度也由 10月份平均 8176kcal/（m²·h）逐步上升到 11 月份平均 9394kcal/（m²· h），12 月 1 日达到 12609kcal/（m²·h）。

3.2 强化护炉措施

由于 TE2102 热电偶测温数据持续上升幅度较大，且热电偶内侧插入深度仅 220mm，高炉采取多方面举措，强化护炉。主要措施包括：

（1）继续提高冷却壁的冷却强度，将该第二段6～8 组冷却水改为高压冷却水。

（2）降低高炉冶炼强度，11 月利用系数 3.032t/ （m³·d），12 月利用系数 2.779t/（m³·d），对比 2016 年 9 月份分别降低 0.497t/（m³·d），0.750t/（m³·d）。

（3）堵风口，2016 年 11 月 29 日～12 月 7 日堵5# 风口，风口面积由 0.1877m² 调整为 0.1802 m²；2016 年 12 月 15 日休风 70 分钟，加长 4#、5# 风口，并堵 6# 风口，风口面积调整为 0.1803m²。15 号高炉风口布局最终调整情况如表 5 所示。

（4）料制调整以发展边缘为主。

（5）2016 年 12 月球团开始实验配加海砂，初期平均配比约 8%，为高炉护炉提供含钛球团，降低护炉成本。15# 高炉提高炉温，海砂球团配比不低于10%，保障铁水[Ti]含量不低于 0.100%。强化护炉期，日钢 15 号高炉操作参数调整见表 6。经过强化护炉，TE21202B 点热电偶测温迅速由 885℃降低到 550℃，TE21202A 点热电偶由 505℃降低到 380℃。

4 海砂钛球长期经济护炉

2016 年 12 月开始，球团配加海砂生产实现稳定，并将球团中海砂配比逐步提高到 50%，保障了球团中 TiO₂ 含量充足。球团配加海砂后理化指标变差[1]，品位降低 4%、Al₂O₃ 上升 1.34%、抗压强度降低551N/个，球团抗压强度波动较大，最低仅 2600N/个，对高炉冶炼造成一定影响。海砂球团指标对比见表 7。

球团配加海砂后，炉料结构调整及渣相控制情况见表 8。海砂球团配比由 8%逐步提高到 15%，入炉 TiO₂ 负荷由 4.14kg/t 提高到 12.73kg/t，达到了护炉基本需求^[2]。通过合理控制热制度，保持铁水[Ti]不低于 0.100%，实现了 15 号高炉的长期经济护炉。TE2102 热电偶温度安全受控，其变化趋势见图5，2017 年以来 15 号高炉经济技术指标及操作参数见表 9。

5 结语

本文对日钢 15 号高炉“象脚区”炉缸碳砖温度异常升高的现象进行了分析，对控制炉缸碳砖异常侵蚀的工艺措施进行了总结。通过实施一系列工艺技术措施，遏制住了“象脚区”碳砖温度升高趋势，最终通过配加海砂球团护炉，实现了 15 号高炉的安全、稳定生产，并为今后处理类似高炉异常情况提供了经验借鉴。

（1）当测温或热流强度发生异常变化后，综合采用控制冶炼强度、堵风口、强化冷却、钛矿护炉及发发展边缘的措施可以有效的遏制炉缸继续侵蚀。

（2）为实现炉役后期高炉安全运行，必须通过稳定消耗含钛炉料，维持铁水[Ti]不低于 0.100%。

（3）球团配加不高于 50%的新西兰海砂，其性能可以满足中小高炉生产需求，有利于高炉实现经济护炉。

参考文献

[1] 厉建好，姚永江.日钢球团使用新西兰海砂生产含钛球团矿的生产实践[J]．山东工业技术，2017，21（6）：11- 12．

[2] 车玉满，郭天永，孙鹏等．鞍钢高炉钒钛矿护炉效果调查分析[J]．炼铁，2014，33（4）：45- 48．