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通钢2号高炉长寿技术与应用

作者：王学冬 陆锦辉

来源：《中国科技博览》2015年第33期

[摘 要]通钢2号高炉炉体设计使用了先进的长寿技术：选择合理的高炉内型、炉底炉缸采用全炭砖加陶瓷杯综合炉底结构、薄壁炉衬结构以及软水密闭循环冷却系统，在生产中使用有利于高炉长寿的操作制度，努力实现高炉的长寿目标。 [关键词]高炉 长寿 设计 操作

中图分类号：TE963 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0394-01 1 概况

通钢2号高炉于2007年9月开炉，高炉有效容积2680m3， 设计产能220万吨/年。高炉采用PW型串罐式无料钟布料设备，联合软水密闭循环系统。外围设备采用全静叶可调轴流风机，全干法布袋煤气除尘系统，TRT压差发电，煤粉并罐喷吹系统，热风炉助燃空气和煤气双预热等新技术。 2 高炉炉型及内衬 2.1 高炉炉型

通钢2号高炉设计一代寿命15年，为实现一代炉龄，高炉设计中采用了大量可靠的长寿技术，同时也为高炉冶炼强度的不断提高提供了重要保证。其特点如下： 1）高炉设30个风口，3个铁口，取消了渣口。

2）采取适当矮胖。高炉炉身角（82？59’45.3”）、炉腹角（78？21’58.9”），较小的炉身角有利于受热膨胀后的炉料下降，降低了料柱的高度；较小的炉腹角有利于煤气流的均匀分布，减小炉料对炉腹生成渣皮的冲刷和机械摩擦，相对减少边缘煤气对炉腹和炉身下部的冲击，有利于稳定渣皮、保护炉腹冷却壁，延长其寿命[1]。

3）加深死铁层厚度。死铁层加深会使铁水环流减弱，将延缓炉墙厚度方向的侵蚀速度，对提高炉缸炉底寿命有利。同时较深的死铁层可贮存更多铁水，保证炉缸有充足的热量储备，稳定铁水温度和成分[1]。 2.2高炉内衬

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高炉内衬在设计时为实现一代炉龄，充分考虑各部位不同的工作条件和侵蚀机理而选用耐火材料，并在结构上加强砖衬的稳定性：

1）炉底、炉缸采用全炭砖-陶瓷砌体复合炉衬结合水冷薄炉底结构，总厚度2800mm。 2）铁口通道采用大块和小块相结合的陶瓷刚玉组合砖砌筑，风口区采用大块陶瓷刚玉组合砖砌筑，在结构上加强了砖衬的稳定性。

3）炉腹及其以上区域采用砖壁合一、薄內衬（150mm）结构形式，在3段铜冷却壁区直接喷涂一层喷涂料。 3.炉体冷却系统 3.1冷却壁

根据高炉长寿生产的需要，炉体采用砖壁合一全冷却壁方案，炉底采用水冷，水冷管设在炉底封板以上。炉底至炉喉共设置15段冷却壁，取消凸台，按照炉内纵向各区域不同的工作条件和热负荷大小，采用不同结构形式和材质的冷却壁。 为确保高炉长寿，冷却壁设计采用如下技术措施：

1）在炉腹、炉腰和炉身下部工作环境最为恶劣的地方采用3段铜冷却壁。铜冷却壁有足够的冷却强度，易于形成稳定的渣皮以保护炉衬和炉壳。

2）适当增加冷却壁水冷管直径和每段冷却壁块数，提高水冷管比表面积（炉腰为0.96）。

3）双层水冷管冷却壁安装部位延伸至炉身中部。 3.2水冷系统

2号高炉水冷系统采用全软水联合闭路循环冷却系统，充分发挥软水不结垢，冷却强度高，安全可靠，从而达到节约投资、减少水量，增大冷却强度的作用，全系统循环水总量4980m3/h（图1、2）。 1）一级冷却回路系统

2号高炉冷却用水经水泵站主循环泵升压后，通过DN800供水主管输入高炉本体，由供水总环管分别将水引至冷却壁直冷管和炉底水冷管。一级冷却回路冷却壁直冷管水量4200 m3/h，管内水速2m/s，分4个扇形区域供水，以利于检漏和水量分配；炉底及冷却壁蛇形管

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串联回路水量780 m3/h，此水量由蛇形管耗水量所决定，蛇形管内水速1.76m/s。炉底水冷管共48根，3根一串计16组，管内水速2.03m/s。 2）二级冷却回路系统

一级冷却回路回水经脱气后，大部分水经一条DN800水管引至二级冷却回路系统的增压泵。二级冷却回路冷却元件包括风口中套和热风阀，由增压泵房内的增压泵组向风口中套、热风阀供水，风口中套水量750m3/h，热风阀水量600m3/h。其回水与前述多余的水汇合，经脱气罐、膨胀罐组后进入回水总管输送回主循环泵。脱气罐、膨胀罐均20m3。 3）风口小套供水系统

风口小套采用单独的高压工业水净环系统。风口小套供水压力为1.6MPa，水量1500 m3/h。由DN500供水主管进入供水环管，分配至30个风口小套冷却，冷却回水经环管回综合泵站。

3 炉体监测系统

完善的监测是操作者的耳目，功能齐全的自动控制是系统正常工作的必要条件。2号高炉炉体装备了各种监测仪表，主要监测项目有：煤气取样器、炉喉十字测温装置、炉喉钢砖测温装置、炉喉洒水装置、炉顶摄像仪等。 4 在生产中所采取的措施 4.1 改善原燃料条件

良好的原燃料条件，是高炉生产稳定顺行的条件之一，有利于抑制边缘煤气流发展，维持炉体热负荷适当且稳定，确保高炉长寿。2号高炉在入炉原燃料管理中，减少入炉粉末，确保原燃料品位、碱度等成分和高温冶金性能稳定。在生产操作中，有利于收窄软熔区间，形成“∧”形软熔带，减少边缘煤气波动所带来的炉体边缘热负荷波动，维持高炉冷却壁寿命。 4.2 采用合理的操作制度

2号高炉在高炉操作过程中，保持炉内合理煤气流分布，适当抑制边缘煤气流发展，是高炉顺行和长寿的基础。在操作制度调整过程中坚持“下部吹透中心，上部适当抑制边缘”的操作思路，针对通钢公司原燃料条件差，碱金属负荷偏高的情况，适当缩小风口面积，增加风速和鼓风动能，以达到活跃炉缸，进一步改善高炉死料柱透气、透液性，减少炉缸中的渣铁环流，减轻对炉缸的侵蚀作用。 4.3 加强中部调节。