杭桂生，黃靜，張全一，孫樹峰

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243001)

馬鋼1000 m3高爐第二代爐役于2017年1月13日點(diǎn)火投產(chǎn)，高爐達(dá)產(chǎn)順利，爐況順行狀況良好。采用全鑄鐵冷卻壁設(shè)計(jì)，在高溫區(qū)域采用四通道直通式雙層冷卻形式 。隨著冶煉強(qiáng)度增加，高爐運(yùn)行半年后出現(xiàn)了冷卻壁破損的現(xiàn)象。從2017年7月到2019年5月冷卻壁共出現(xiàn)18根通道破損，且破損部位主要集中在爐腹至爐腰位置。

針對(duì)冷卻壁大量破損的現(xiàn)狀，利用高爐檢修的機(jī)會(huì)，通過(guò)采取破損冷卻壁穿管和安裝微型銅冷卻器，對(duì)破損冷卻壁進(jìn)行了功能性修復(fù)，同時(shí)在高爐操作上進(jìn)行了相應(yīng)的工藝調(diào)整，取得了顯著的成效，修復(fù)的冷卻壁基本實(shí)現(xiàn)了功能恢復(fù)，冷卻壁破損速度也得到了明顯遏制[1]。

1 冷卻壁功能性恢復(fù)的實(shí)施過(guò)程

1.1 1000 m3高爐破損冷卻壁功能性恢復(fù)的原則

破損冷卻壁穿管和安裝微型銅冷卻器必須在高爐定修時(shí)間完成實(shí)施。

冷卻壁破損通道為B類、C類，控水不大于總量的40%，且通道未灌渣，采取穿管措施進(jìn)行功能恢復(fù)。

新穿入波紋管之間的縫隙，一定要用極高的導(dǎo)熱性能及低溫固化性能耐材壓漿,在保證導(dǎo)熱的前提下還需要一定的強(qiáng)度。

雙層冷卻壁熱面通道斷水，冷面正常的情況下，安裝微型冷卻器不得影響冷面通道。

微型冷卻器安裝孔必須采用機(jī)械開孔；

單塊冷卻壁冷面破損、熱面通道部分?jǐn)嗨?，則對(duì)此塊冷卻壁最大限度的安裝微冷。

破損冷卻壁安裝微型銅冷卻器一定要配合壓漿造襯技術(shù)。

1.2 破損冷卻壁通道穿管實(shí)施過(guò)程

1.2.1 馬鋼1000 m3高爐破損冷卻壁通道穿管的基本原理

馬鋼1000 m3高爐采用的冷卻壁穿管方法，是將一根不銹鋼波紋管穿到冷卻壁破損水通道的里面,再通過(guò)外部密封系統(tǒng)與給排水系統(tǒng)相連接,形成一個(gè)回路，并且將原通道與新穿入的波紋管之間的縫隙用耐材填實(shí)。如圖1所示。

圖1 冷卻壁穿管示意圖

根據(jù)確定的冷卻壁功能性恢復(fù)的原則，制定專項(xiàng)通道穿管實(shí)施方案，利用高爐定修的機(jī)會(huì)完成實(shí)施。

1.3 破損冷卻壁安裝微型冷卻器實(shí)施過(guò)程

馬鋼1000 m3高爐微型冷卻器安裝采用機(jī)械開孔方式，在高爐爐殼上鉆?120 mm孔，橫向及縱向中心距≧300 mm，且橫向兩孔中心不得在一條直線上，上下間距≧50 mm，以均勻布置為宜。在高爐爐殼上鉆?120 mm孔，微型銅冷卻器直徑?100 mm,長(zhǎng)度300 mm左右，除去爐殼和填料的尺寸，不超過(guò)冷卻壁齒頂為宜，微冷安裝完成后安排壓漿造襯，一般造襯厚度控制在100 mm，見圖2所示。

圖2 微型銅冷卻器安裝尺寸圖

2 高爐操作工藝調(diào)整

為提高壁體渣皮穩(wěn)定性，減少因壁體溫度波動(dòng)對(duì)冷卻壁傷害，降低冷卻壁破損速度，1000 m3高爐在高爐操作上進(jìn)行了針對(duì)性的工藝調(diào)整。

適當(dāng)控制邊緣氣流。通過(guò)調(diào)整料制，開放中心氣流，抑制邊緣氣流，減少邊緣氣流對(duì)壁體的沖刷，增加壁體渣皮的穩(wěn)定性。

增加風(fēng)口小套長(zhǎng)度。根據(jù)充分論證，將風(fēng)口小套長(zhǎng)度由460 mm分次更換至500 mm，增大氣流的穿透能力，減小中心死料柱，增加中心氣流分布。

圖3 1000 m3高爐所有安裝微型銅冷卻器出水水溫差變化圖

3 實(shí)施效果

恢復(fù)了1000 m3高爐破損冷卻壁冷卻功能，延長(zhǎng)了破損冷卻壁的使用壽命，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定。從2017年所實(shí)施的穿管、微型銅冷卻器運(yùn)行至今無(wú)一損壞，穿管水溫差在1℃左右，微型銅冷卻器水溫差在0.6℃左右(見圖3)。爐皮溫度在40℃—50℃左右，爐頂煤氣成分氫氣含量基本維持在H2%≤3.0以內(nèi)。

冷卻壁壁體穩(wěn)定性得到顯著提升。

通過(guò)對(duì)破損冷卻壁功能性恢復(fù)和高爐操作的針對(duì)性工藝調(diào)整，3#高爐爐況穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)，高爐指標(biāo)顯著提升，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益(見圖4)。

圖4 1000 m3高爐2020年主要指標(biāo)情況

4 結(jié)語(yǔ)

馬鋼1000 m3高爐針對(duì)開爐后短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了冷卻壁快速破損問(wèn)題，通過(guò)制定周密的冷卻壁功能性恢復(fù)方案和現(xiàn)場(chǎng)施工方案，利用高爐檢修之機(jī)，對(duì)破損冷卻壁通道進(jìn)行分類恢復(fù)，在高爐操作上采取針對(duì)性的工藝調(diào)整，成功的恢復(fù)了冷卻壁的功能，遏制了冷卻壁的破損速度，高爐指標(biāo)也得到顯著提升，同時(shí)也為爐役后期高爐破損冷卻壁的功能恢復(fù)提供了成功的案例，具有較好的推廣價(jià)值。