宣钢1 号高炉炉顶气密箱降温实践

刘艳峰

（河钢集团宣钢公司炼铁厂， 河北 宣化 075100）

气密箱是无料钟高炉炉顶装料设备的核心部件，其功能是驱动并控制布料溜槽在高炉炉喉沿中心轴线旋转和倾动，以完成高炉不同的布料运动要求的关键设备，气密箱零部件工艺复杂、装配精度高，必须严格工作于正常的温度范围。由于其安装在炉顶钢圈上，下部与高炉相通，承受着炉顶荒煤气高温热传导、炉候料面的热辐射，其内部通常采用氮气配合水冷却控制其温度。

高炉炉顶温度决定着炉顶气密箱温度，顶温控制是高炉生产过程中的重要环节，顶温超过280 ℃时需要及时打水降温，打水量适当控制，以免煤气流湿度过大粘附在煤气导出管内[1]。

1 1 号高炉存在问题

河钢集团宣钢公司（全文简称宣钢）1 号高炉（2 500 m3）于2008 年3 月15 日点火生产，至2019年3 月已生产11 年，单位炉容生铁产量8 335.87 t/m3，高炉已处于炉役后期，进入2019 年5 月份，铁口附近区域炉缸碳砖温度大幅度升高点数增多，为控制炉缸温度升高，炉内采取堵风口，降低冶强措施，与此同时，冶强降低带来料慢炉顶温度升高，导致炉顶气密箱温度偏高，对炉顶气密箱造成威胁。

2 1 号高炉问题的处理过程

针对炉顶气密箱温度波动频繁问题，作业区立即组织技术人员进行分析，研究解决措施。在目前情况下，高炉炉缸侧壁温度超标将越来越严重，后续继续控制冶强，炉顶温度势必会继续升高，气密箱原有冷却系统已不能满足目前冷却需要，长时间开炉顶打水会增加高炉操作难度。最终采取了以下技术措施：

2.1 调整布料矩阵，降低炉顶温度

炉顶煤气温度的高低直接影响气密箱温度，高炉炉顶温度的分布也是高炉煤气利用的直接表现。降低炉顶煤气温度，增加炉内化学能利用，有利于冶强的提高，料速加快，混合煤气CO2升高，煤气利用率提高。在一定冶强下，煤气CO 与炉顶温度成正比例关系，而煤气利用率正好相反[2]。

布料矩阵对上部煤气利用及分布起着决定性作用，1 号高炉长期采用“平台+漏斗”布料矩阵，随高炉强化冶炼不断深入，增加入炉风量，扩矿批，重负荷，上部装制采取了强化中心气流，保证高炉中心气流的稳定，同时也出现了高炉炉顶温度阶段性偏高的现象，影响高炉炉顶气密箱正常工作。在保证炉缸温度受控的前提下，炉内积极调整装料制度，适当控制中心焦量，通过减少中心焦角圈数，使中心与环带及边缘气流的得到合理匹配，从而提高煤气利用降低燃耗优化技经指标同时，也起到了降低炉顶中心点温度的目的。

具体操作中装法由K：42（4.3）40（3）38（3）36（2.0）J：41.0（1.0）39.0（3.0）37.0（3.0）35.0（3）32.0（1）20.0（4.5）调 整 为：K：42（4.0）40（3）38（3）36（2.0）J：41.0（1.0）39.0（3.0）37.0（3.0）35.0（3）32.0（1）20.0（4.0）。

2.2 强化炉前出铁组织

炉前出铁工作必须适应高炉强化冶炼的需求[3]，视宣钢1 号高炉冶炼强度提高，对原有的炉前作业量化考核指标进行了重新修订。正常炉况条件下每次出铁间隔时间不超过10～15 min，上炉铁堵口后距下渣时间不能超过1 h，预计超过时考虑2 个铁口重叠出铁，保证及时出净渣铁，防止因为出不净渣铁而造成的炉内压量关系走紧。

铁口合格率不低于96%，铁流速不低于4.5 t/min。稳定打泥量，控制铁口深度在2.9～3.2 m 之间。作业过程中尽量减少烧铁口次数以及堵口时挤泥现象的发生，如果出铁不正常及时组织当班相关人员召开分析会，分析查找事故原因，提高操作水平，找出改进方案，避免类似情况再次发生。

2.3 减风及打水降温

炉顶打水是最直接降低炉顶温度的措施，减风是有效的操作手段。高炉工长要分析炉顶高温的原因，区分设备故障、操作调剂、炉前出铁以及布料制度等因素，采取打水、减风或休风措施[4]。

炉顶温度上升较快时，炉内及时采取炉顶通氮气，然后开炉顶打水降温度处理，等炉顶温度下行至正常水平时，及时关炉顶打水，然后停止炉顶通氮气，若长时间通氮气，由于炉顶通氮气也会影响气密箱冷却用氮气流量，不利于气密箱冷却，反而起到相反作用。

2.4 实施气密箱外喷水

从循环水D 泵组引水，敷设管路至气密箱，在气密箱上部制作金属环管，环管面向气密箱一侧均匀开孔，如图1 所示；在气密箱下部制作环形接水槽，如图2 所示，底回水管回水至总回水管。为防止冬季水管冻冰，进、回水管均进行了保温处理，确保冬季外喷冷却工作正常。

3 应用效果

通过采取以上多种有效的技术及设备改造措施，减少了由于设备老化等不利因素导致的炉顶气密箱温度超标现象，为高炉正常生产奠定了基础。

图1 冷却环管

图2 泄水槽

4 使用评价

该项目实施后，避免了由于气密箱温度过高引起的高炉休风事故，按发生一次事故休风5 h，影响产量1 200 t，生铁制造费用为92.22 元/t，避免损失为：1 200×92.22≈11 万元。