长钢350m3高炉炭砖炉底侵蚀调查
李 强
(长治钢铁集团有限公司炼铁厂)
摘要 长钢炼铁厂相继对两座350m3炭砖炉底高炉进行停炉大修，安全、快速的放净残铁，并对停炉后的高炉炉底侵蚀状况进行调查，验证放残铁计算的准确性。
关键词 炭砖 放残铁 炉底 侵蚀
l 前言
长钢炼铁厂现有高炉MATCH_
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_1714138216956_0均为炭砖炉底，并采用较深的死铁层，本次大修的3号高炉和6号高炉均是第一代炉役，是长钢第一次对炭砖炉底的高炉进行大修。
3号高炉概况：有效容积350m3，炉缸直径5100mm，死铁层深度1100mm。。于2000年8月1日投产，2008年9月28日停炉大修，服役8年零59天，单位炉容产铁量达到9410T／m3。
6号高炉概况：有效容积350m3，炉缸直径5100mm，死铁层深度1100mm。于2001年12月13日投产，2009年12月25日停炉大修，服役7年零13天，单位炉容产铁量达到8273T／m3。
2 两座高炉停炉前的侵蚀预分析
停炉前两座高炉运行平稳，炉缸热流强度均在3000Kcal／m2h，除铁口两侧的热流强度偏高在8000 Kcal／m2h左右，炉底一层冷却壁热流强度均小于2000 Kcal／m2h。停炉前根据高炉运行状况和热流强度情况结合炉皮温度的突变区域，确定侵蚀深度【1】，3高炉侵蚀900mm，6高炉侵蚀700mm，以次来确定残铁口位置。根据高炉炉缸工作情况和侵蚀情况，预计三高炉残铁量140—150吨，6高炉130—140吨，3高炉实际放残铁160吨，6高炉实际放残铁130吨。扒炉后调查3高炉炉内残铁剩余有3吨左右，6高炉残铁剩余有5吨左右。
3 高炉侵蚀状况调查
三高炉炉底结构为五层400mm×400mm×400mm碳砖，炭砖上面立砌一层345 mm的刚玉砖，运行8年多，从挖炉底情况来看，炉底的侵蚀情况如下：
(1)炉底侵蚀为明显的蒜头状，炉底的刚玉砖全部侵蚀，第五层碳砖也全部侵蚀，第四层碳砖侵蚀200mm，憩侵蚀厚度94．5mm。
(2)从挖炉观察来看，炉底沉积有一层环形的厚约150mm的石墨碳层。
(3)炉底1—3层碳砖没有侵蚀，第四层碳砖侵蚀200mm，侵蚀处离冷板距离1200mm，炉底第五层侵蚀最严重，侵蚀最薄弱的地方在标高5400mm，离冷板距离650mm。
(4)炉缸死铁层第6、7、8层环形碳砖，侵蚀离冷板距离还有600mm。
(5)炉缸9、10、ll层环形碳砖几乎没有侵蚀，能看到完整的碳砖。
(6)第12层剩400mm，第13层剩360mm，第14层剩200mm。
(7)铁口区域刚玉砖能看到刚玉砖的l号剩300mm，2号剩500mm，14号剩600mm。
(8)渣口部位由于有渣口冷却的作用且长期不放上渣，在9—11号风口之间渣口以下有长4米，厚300mm的结厚。
六高炉炉底结构为四层400 mmx400mmx400mm碳砖，炭砖上面立砌两层345mm的刚玉砖，运行7年，从挖炉底情况来看，炉底的侵蚀情况如下：
(1)炉底侵蚀为不规则的锅底状，炉底的刚玉砖全部侵蚀，第四层碳砖中间半径1米范围内侵蚀40—50mm，总侵蚀厚度740mm。
(2)从挖炉观察来看，炉底沉积有一层环形的厚约160mm的石墨碳层。
(3)炉底1--3层碳砖没有侵蚀，第四层碳砖侵蚀50mm，侵蚀处在炉底中心。
(4)炉缸死铁层环形碳砖，侵蚀离冷板距离还有700—1000mm。
(5)炉缸环形碳砖外环没有侵蚀，能看到完整的碳砖，内环只侵蚀掉l／3。
4高炉炉底侵蚀情况分析
三高炉炉底、炉缸炭砖材质：第一、二层为半石墨炭—碳化硅焙烧炭砖：第三、四、五层中心为半石墨化低气孔率白焙炭砖，第三、四、五层外环和炉缸环炭砖为高导热半石墨化低气孔率焙烧炭砖。陶瓷杯材质为黄刚玉砖。
六高炉炉底、炉缸炭砖材质：炉底第一层炭砖和炉底第二、三、四层外环炭砖以及炉缸炭砖外环砖为半石墨炭—碳化硅焙烧炭砖；炉底第二、三、四层中心炭砖为半石墨化低气孔率自焙炭砖，炉缸炭砖内环砖为半石墨化低气孔率自焙炭砖。陶瓷杯材质为黄刚玉砖。
两座高炉耐材材质接近，单位炉容产铁量三高炉比六高炉高1140吨／m3，从侵蚀情况来看，三高炉比六高炉侵蚀略严重。由于三高炉炉役后期强化程度高，炉缸活跃，铁水环流对炉底的冲刷作用明显，炉底侵蚀呈典型的蒜头状，炉缸炉底热流强度比六高炉平均高500Kcal／m2，炉底炉缸侧壁侵蚀也明显。六高炉后期炉缸工作欠佳，热流强度偏低，炉况顺行程度和冶强均较低，且六高炉工作时问少一年零两个月，炉底侵蚀为平底锅状。
从两座高炉停炉放残铁情况分析，六高炉炉皮温度拐点不明显，温度变化趋势平缓，最后开残铁口位置比计算位置抬高150mm才放出残铁。三高炉炉皮温度有明显拐点，按计算标高水平开残铁口(因高度影响只能水平开，否则放不净)j残铁基本放净。从理论计算残铁量六高炉比三高炉只少10吨左右，实际少30吨。
两座高炉炉底炉缸各部位使用的炭砖材质略有不同，对炉底、炉缸的侵蚀影响不大，对炉底、炉缸侵蚀作用较明显的主要是炉缸工作的好坏和冶炼强度的高低。
结合我厂放残铁经验和对炉底炉缸侵蚀的调查，认为确定残铁口位置的主要依据有：
1)炉壳温度拐点的位置确定，基本可以确定残铁口位置的大致区域。
2)结合炉底温度和单位炉容出铁量进行修正。
3)残铁口深度和残铁量的估算要同时考虑残铁口周围冷却壁的热流强度和停炉前炉缸的工作状态。
5 结语
通过对三、六高炉炉底侵蚀状况的调查，明白几个道理：
(1)无论焙烧或自焙炭砖的炉底最终的残留厚度基本一致。
(2)炭砖炉底的高炉，只要其热流强度≤3000Kca / m2h，厚度>600mm，是安全的。
本次大修高炉是我厂第一次对炭砖炉底的高炉进行大修，通过对停炉后的炉底、炉缸侵蚀状况进行全面的调查调查和分析，验证了我厂停炉前对高炉侵蚀状况的分析基本正确，残铁口位置确定和残铁量的计算方法基本准确。通过本次调查，我厂对炭砖炉底高炉侵蚀机理和对炭砖的侵蚀程度分析积累了一定的经验，对我厂现有炭砖炉底的高炉炉缸、炉底的侵蚀状况有了全新的认识。
参考文献
【1】由文泉．实用高炉炼铁技术．冶金工业出版社，2002．6
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