福建三钢5号高炉大修工艺改进实践

赵奇强，陈培荣，郭 帅

（1.中冶华天南京工程技术有限公司，江苏 南京210019；2福建三钢闽光股份有限公司，福建 三明365000）

福建三钢闽光股份有限公司（全文简称“福建三钢”）5号1 250 m3高炉由中冶华天工程技术有限公司设计，并于2007年9月18日建成投产，2018年8月1日停炉进行大修，高炉一代炉役近11年，共产生铁12 770 106.76 t，平均单位炉容产铁10 216 t/m3。整个生产期间，高炉的整体运行状态正常，各项技术经济指标处于国内同类型高炉的领先水平。但该高炉生产中也受到一些不利因素的困扰，如因生产中有害元素偏高，特别是锌负荷过高及炉底煤气泄漏，造成炉体上涨；热风管系长期在1 200℃以上的高温运行，导致局部耐火材料损坏、壳体温度偏高等问题。中冶华天于2018年对5号高炉进行了第二代炉役的大修设计工作，对第一代炉役中部分落后的工艺技术进行了改进，主要采用的先进性工艺内容为：新型抗涨防漏型高炉技术、大型平坦化出铁场技术和一体化水渣沟技术。改造后的高炉于2018年11月19日投产，目前运行效果良好。

1 大修中工艺改进情况

1.1 高炉本体新型工艺技术的使用

福建三钢5号高炉第一代炉役的长期高产顺行生产表明其炉型设计是非常成功的，第二代炉役对高炉本体的优化工作主要是在保持其炉型基本不变的前提下，针对第一代炉役期间5号高炉出现的炉底泄漏及上涨现象，采用了新型抗涨防漏型高炉技术，另外将原来工业净环水冷系统却改为更为高效和节能的联合软水闭路循环冷却。第二代炉役采用的新型抗涨防漏结构见表1。

?

第五层炉底炭砖至铁口区域以下炉缸环炭提高了炭砖指标；环炭内为陶瓷自由半杯结构，可消除因陶瓷杯上涨导致的的风口中小套上翘，使炉缸部位呈现上部导热下部耐磨的结构；风口组合砖和冷却壁之间增加了铜片，可有效防止风口漏水通过碳捣料缝向下渗透，并可阻挡大部分携带有害金属蒸汽的高温煤气通过碳捣料缝向下渗透；采用中冶华天自主开发的专利技术双层炉底封板结构，大大加强了炉底强度，阻止炉底板变形，另外可减少煤气泄漏几率，在高炉底部形成双保险。

福建三钢5号高炉新一代炉役改用联合软水密闭循环冷却系统（流程图见图1），该系统一次软水循环水量2 800 t/h，其中一次软水分为三路并联，分别为高炉冷却壁、风口大套和炉底水冷管+冷却壁背部蛇形管，热风炉系统阀门采用二次软水，系统通过顶部的脱气罐和膨胀罐进行脱气和稳压。该软水系统采用了中冶华天专利新型的软水检漏技术，根据现在高炉冷却壁损坏多发区域及几率对炉身进行分三段管理，分别为风口冷却壁出口至炉腰冷却壁出口段、炉腰冷却壁出口至炉身中部冷却壁出口段和炉身中部冷却壁出口至炉身上部冷却壁出口段，每段交界处通过设置转换阀门和管道进行水流向调节，当一段内的冷却壁漏水时可通过该设计对该段冷却壁内的某一通道进行断水和跳接，跳接后该段内有泄漏的通道与整个系统脱离，可进行通工业净水或灌浆处理，隔离出的冷却壁上下通道保持通水不受影响。

图1 软水流程图

投产近两年来，高炉炉底炉缸炭砖温度稳定，未发现有煤气渗透迹象，高炉底板与高炉基础贴合良好，没有发生上翘和煤气泄漏。

1.2 出铁场平坦化改造

目前主流出铁场均为平坦化、智能化、机械化和环保型设计。第一代炉役高炉采用了填沙式非平坦化出铁场，设有三个固定出铁罐位，出铁场表面竖砌粘土砖，地坪自高炉沿铁沟方向放坡，坡度约5%，出铁铁地坪高差最高达1.6 m，这种出铁场已落后于时代，不仅严重制约了高炉的产能，还给工人日常生产操作带来不便。

受场地和铁路的限制，第二代炉役对原出铁场做了最大限度的现代化改造。其主要内容为在利用现有出铁场的基础上进行平坦化改造。因现有出铁场较大的高差，如采用直接铺设混凝土找平的方式来实现出铁场平台的平坦化，增加荷载太大，已远超出原出铁场模板梁受力范围，本次采用接筋加高原有出铁场混凝土柱，在柱顶重新布置新的出铁场模板方式来实现出铁场平台的平坦化改造。改造后的出铁场形成两层平台，新老两层模板之间为空夹层，新出铁场荷载通过框架柱直接传递给地下基础，老的出铁场平台不再受载。新出铁场地坪为混凝土，表面为耐磨环氧树脂涂层，既美观又方便日常生产操作。

1.3 冲渣沟整体浇注

高炉第一代炉役冲渣沟设计结构为外层钢沟+灰铁耐磨衬板，衬板和钢沟之间为铁屑沙浆，钢沟和衬板均为分段设置，生产过程中受温度等各种作用力长期影响，钢沟及内部衬板分段接触部分发生相对位移，导致冲渣水缝隙中溢出并腐蚀钢结构，最终导致缝隙扩大，水渣、蒸汽及冲渣水向外流出滴露，严重污染周边环境。为了解决这一问题，第二代炉役水渣沟进行了改进，采用混凝土沟+内部耐磨浇注料结构形式，水渣沟外部采用混凝土沟整体浇注，混凝土沟内部直接采用陶瓷耐磨浇注料浇注成型，浇注料底部厚度180 mm，沟壁底部厚度180 mm，顶部50 mm，混凝土沟顶部设有凹槽，凹槽内设异型沟盖盖板。投产近两年来，水渣沟无维护，无渗透，无蒸汽，使用效果良好。

耐磨衬板会随着耐火材料的损坏需要更换，增加了工人工作量和备件费用。第二代炉役冲渣沟采用混凝土整体浇注，既改善了周边环境，又降低了工人工作量和备件费用

2 结语

福建三钢5号高炉第二代炉役大修采用了抗涨防漏型炉底炉缸结构、新型不断水软水检漏技术、平坦化出铁场和水渣沟整体浇注技术。先进工艺技术的运用很好的解决了第一代炉役中出现的问题，高炉投产以来，高炉本体顺行高效，各项检测温度平稳，炉底封板未发现有上翘迹象，出铁场工作环境得到了改善，水渣系统长期零故障运行，省去第一代炉役维护频繁和环境污染问题。实践证明，第二代炉役采用的新工艺技术应用效果良好，大修工作取得成功。