汉钢1号高炉中修实践

杜 强，张小帅

（汉中钢铁有限责任公司，陕西 勉县 724200）

汉中钢铁有限责任公司（全文简称汉钢）1号高炉有效容积1080 m3，由唐山设计院设计，九冶施工建设，2011年12月23日开炉。高炉设2个铁口，20个风口；炉体采用软水密闭循环冷却系统;配备3座顶燃式热风炉，空气、煤气双预热，设计热风温度1200℃,采用串罐无料钟炉顶,槽下焦丁回收，皮带上料，炉顶TRT发电，嘉恒法渣处理系统。2019年2月高炉进行了了大修，炉底炉缸改造为为陶瓷杯与炭砖复合结构。

2019年12月1号高炉热风炉拱顶出现坍塌现象，高炉逼迫安排中修，在高炉中修过程中对高炉本体、热风炉系统进项了适应性改造，高炉送风后高炉迅速达产达效，经济技术指标提升，高炉实现了安全、顺行、高效生产。

1 高炉存在的缺陷和技术改造

1.1 炉型设计缺陷和改造

高炉炉身上部13、14、15段冷却壁与12段冷却壁有明显凸台，凸台的存在使13、14段冷却壁水平方向高出12段300 mm（见图1），高炉生产时严重影响上升煤气流流向，物料下降至此处时，料层厚度呈不规则变化，高炉表现出上部制度调剂效果差，炉顶温度长期低于100℃。高炉停炉后观察炉身上部13、14、15段冷却壁有明显的的凸台（见图2）。

图1 原设计的11—15段冷却壁（mm）

图2 停炉后看到的身上部冷却壁凸台

改造后，炉喉直径由6000 mm扩大至6600 mm，12段冷却壁到炉喉光滑过渡（见图3）。开炉后高炉水温差0.8～1.3℃，煤气流分布合理，顶温稳定在120～140℃，煤气利用最高达48%以上，燃料比降至502.7 kg/t。

图3 冷却壁改造后（mm）

1.2 高炉风口长度的优化选择

1号高炉使用的风口长度为560 mm，风口长度取风口设计的上限参数，导致高炉实际炉腹角小于原设计炉腹角。炉腹角过于偏小，造成炉腰炉腹容易结厚，停炉后炉腹结厚情况如下页图4。

图4 炉腹结厚情况

根据经计算当风口长度为560 mm时实际炉腹角为78°7′12″，当风口长度为500 mm时实际炉腹角为79°15′45″，将风口长度由560 mm调整为500 mm，适当增大炉腹角，控制炉腹结厚。控制合适的炉腹角，结合冷却强度调整，确保炉腰炉腹形成稳定的渣皮，保护炉腰炉腹冷却壁。

1.3 热风炉设计缺陷和改造

1号高炉的热风炉是豫兴最早的顶燃式热风炉，本身存在较大设计缺陷，热风炉存在的主要问题：

1）热风炉拱顶采用高铝砖砌筑，高铝砖抗热振性能差，变形量大，易破损脱落。

2）热风炉拱顶座落在燃烧器上部，燃烧器承载整个拱顶的质量，在燃烧和送风交替时，拱顶的砌体结构会发生热胀冷缩，出现破损塌落。

3）热风炉上部硅质格子砖42层，总高度5040 mm，42层硅质格子砖下部是18层高铝质格子砖高度约2160 mm，处于高温部位。处于高温部位的高铝质格子砖容易渣化。

热风炉凉炉后拱顶、燃烧室、热风出口破损情况见图5。

图5 1号炉热风炉耐材损坏状况

中修时对1号高炉对3座热风炉进行了修复，主要是更换燃烧器及燃烧器以上部位的耐材、更换热风出口及热风管道耐材。拱顶耐火砖更换为硅质砖、上部格子砖共60层更换为硅质格子砖。热风炉中修结束后高炉的风温稳定达到1200℃。

1.4 炉顶装料设备改造

1号高炉原设计上、下料罐有效容积26 m3，装入最大矿批39.5 t，随着高炉产量不断提升，高炉矿批不断扩大，高炉在矿批选择大于39.0 t时采用大小矿批的装料模式上料，煤气利用较差，炉温不稳定。料罐装入量限制了矿批扩大，不利于高炉料制调整和强化。下阀箱的挡料阀、上密封阀，下料不畅影响布料。

利用中修机会将上、下料罐容积扩大至29 m3，矿石最大装入量达到45 t，焦炭最大装入量17 t，为高炉优化操作创造了条件。

1.5 冷却能力不足及冷却结构不合理

1号高炉采用软水密闭循环冷却系统，总供水量2500 m3/h，水压0.7 MPa。冷却水流速偏低，仅1.6 m/s；炉缸冷却强度不能单独调整；冷却能力不能满足高炉强化的需要。冷却参数如表1。

表1 1号高炉冷却参数

高炉经改造后能达到3600 m3/h的总水量，冷却水流速2.35 m/s，水温差基本稳定在1.5～2.0℃之间，进水温度控制（43±0.5）℃，达到合理冷却参数控制范围。改造后炉缸温度稳定，为高冶强下炉缸安全奠定了基础。

2 高炉中修技改后的技术指标

1号高炉4月19日送风，开炉顺利，自2020年5月份开始，高炉逐步实施大矿批，去中心加焦，炉温控制等技术手段，高炉的经济技术指标不断提高，高炉燃料比稳步下降，最低降至502.7 kg/t。1号高炉操作参数及经济技术指标变化情况如197页表2和表3。

3 结论

高炉生产全过程是一项系统工程，要持续围绕顺行提产、节能降耗、安全长寿开展系统性的改善和优化工作。

1）抓住检修机会，对高炉系统进项必要的改造，坚决消除高炉运行过程影响经济技术指标提升的因素。

2）不断更新高炉操作管理理念，向先进水平对标，改善高炉的原燃料水平和装备水平，以实现高炉先进的操作管理理念。

3）重视创新技术应用，通过数字化、智能化、可视化、的等手段的应用，实现高炉精确管理控制。