马钢1000 m3高炉破损冷却壁功能性恢复的生产实践

杭桂生，黄静，张全一，孙树峰

(马钢股份公司炼铁总厂 安徽马鞍山 243001)

马钢1000 m3高炉第二代炉役于2017年1月13日点火投产，高炉达产顺利，炉况顺行状况良好。采用全铸铁冷却壁设计，在高温区域采用四通道直通式双层冷却形式 。随着冶炼强度增加，高炉运行半年后出现了冷却壁破损的现象。从2017年7月到2019年5月冷却壁共出现18根通道破损，且破损部位主要集中在炉腹至炉腰位置。

针对冷却壁大量破损的现状，利用高炉检修的机会，通过采取破损冷却壁穿管和安装微型铜冷却器，对破损冷却壁进行了功能性修复，同时在高炉操作上进行了相应的工艺调整，取得了显著的成效，修复的冷却壁基本实现了功能恢复，冷却壁破损速度也得到了明显遏制[1]。

1 冷却壁功能性恢复的实施过程

1.1 1000 m3高炉破损冷却壁功能性恢复的原则

破损冷却壁穿管和安装微型铜冷却器必须在高炉定修时间完成实施。

冷却壁破损通道为B类、C类，控水不大于总量的40%，且通道未灌渣，采取穿管措施进行功能恢复。

新穿入波纹管之间的缝隙，一定要用极高的导热性能及低温固化性能耐材压浆,在保证导热的前提下还需要一定的强度。

双层冷却壁热面通道断水，冷面正常的情况下，安装微型冷却器不得影响冷面通道。

微型冷却器安装孔必须采用机械开孔；

单块冷却壁冷面破损、热面通道部分断水，则对此块冷却壁最大限度的安装微冷。

破损冷却壁安装微型铜冷却器一定要配合压浆造衬技术。

1.2 破损冷却壁通道穿管实施过程

1.2.1 马钢1000 m3高炉破损冷却壁通道穿管的基本原理

马钢1000 m3高炉采用的冷却壁穿管方法，是将一根不锈钢波纹管穿到冷却壁破损水通道的里面,再通过外部密封系统与给排水系统相连接,形成一个回路，并且将原通道与新穿入的波纹管之间的缝隙用耐材填实。如图1所示。

图1 冷却壁穿管示意图

根据确定的冷却壁功能性恢复的原则，制定专项通道穿管实施方案，利用高炉定修的机会完成实施。

1.3 破损冷却壁安装微型冷却器实施过程

马钢1000 m3高炉微型冷却器安装采用机械开孔方式，在高炉炉壳上钻Ø120 mm孔，横向及纵向中心距≧300 mm，且横向两孔中心不得在一条直线上，上下间距≧50 mm，以均匀布置为宜。在高炉炉壳上钻Ø120 mm孔，微型铜冷却器直径Ø100 mm,长度300 mm左右，除去炉壳和填料的尺寸，不超过冷却壁齿顶为宜，微冷安装完成后安排压浆造衬，一般造衬厚度控制在100 mm，见图2所示。

图2 微型铜冷却器安装尺寸图

2 高炉操作工艺调整

为提高壁体渣皮稳定性，减少因壁体温度波动对冷却壁伤害，降低冷却壁破损速度，1000 m3高炉在高炉操作上进行了针对性的工艺调整。

适当控制边缘气流。通过调整料制，开放中心气流，抑制边缘气流，减少边缘气流对壁体的冲刷，增加壁体渣皮的稳定性。

增加风口小套长度。根据充分论证，将风口小套长度由460 mm分次更换至500 mm，增大气流的穿透能力，减小中心死料柱，增加中心气流分布。

图3 1000 m3高炉所有安装微型铜冷却器出水水温差变化图

3 实施效果

恢复了1000 m3高炉破损冷却壁冷却功能，延长了破损冷却壁的使用寿命，现场运行安全、稳定。从2017年所实施的穿管、微型铜冷却器运行至今无一损坏，穿管水温差在1℃左右，微型铜冷却器水温差在0.6℃左右(见图3)。炉皮温度在40℃—50℃左右，炉顶煤气成分氢气含量基本维持在H2%≤3.0以内。

冷却壁壁体稳定性得到显著提升。

通过对破损冷却壁功能性恢复和高炉操作的针对性工艺调整，3#高炉炉况稳定性显著增强，高炉指标显著提升，取得了较好的经济效益(见图4)。

图4 1000 m3高炉2020年主要指标情况

4 结语

马钢1000 m3高炉针对开炉后短时间内出现了冷却壁快速破损问题，通过制定周密的冷却壁功能性恢复方案和现场施工方案，利用高炉检修之机，对破损冷却壁通道进行分类恢复，在高炉操作上采取针对性的工艺调整，成功的恢复了冷却壁的功能，遏制了冷却壁的破损速度，高炉指标也得到显著提升，同时也为炉役后期高炉破损冷却壁的功能恢复提供了成功的案例，具有较好的推广价值。