高炉炉缸的监控和管理

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【摘要】高炉炉缸是高炉长寿的限制性环节，对于大型、巨型高炉而言，延长高炉炉缸的寿命从而达到高炉长寿显得更加迫切和需要。本文首先从加强高炉炉缸的监控与检测来延长高炉的使用寿命，接着从加强高炉炉缸技术管理的角度研究延长高炉的使用寿命，供业内人士参考。

【关键词】高炉炉缸；监控；检测；技术管理

中图分类号： TF54 文献标识码： A

随着我国经济的快速发展，基础设施的建设拉动了原材料的生产和供给，钢铁工业作为我国的基础支柱产业，其地位非常重要。在钢铁冶炼行业中，由于大型高炉相比小型高炉具有明显的产能优势，高炉炼铁不断向大型化发展，在需要先进、高效设备的同时，高炉操作的难度也相应增加，实现大型、巨型高炉稳定顺行、长寿高效一直是炼铁研究者关注的重点。而高炉炉缸是高炉长寿的限制性环节，对于大型、巨型高炉而言，延长高炉炉缸的寿命从而达到高炉长寿显得更加迫切和需要。高炉炉缸要求必须更为严格，投产后对高炉炉缸的操作与监控也需要密切的关注与控制。因此，本文在前人研究的基础上，分别从高炉炉缸的检测和监控到技术管理等方面阐述高炉炉缸长寿的实现。

1 高炉炉缸的监控与检测

炉缸作为影响高炉使用寿命的关键环节，由于在生产过程中对炉缸难以进行修复，因此炉缸的寿命直接决定了高炉炉役的长短。国外一项研究发现，在高炉“无壳”操作期间，高炉炉缸的侵蚀性磨损最为严重并且最为迅速。开始发生化学磨损的温度大约为450℃，主要是通过碳沉积而产生的。

炉缸内部状况很难直接观测，因此，必须专门设计一个监控和管理炉缸的系统来探测上述现象，而主要的监测手段是通过插入炉缸不同深度、不同高度、不同角度的热电偶温度变化，进而对炉缸的温度场分布、渣铁壳的形成、砖衬的侵蚀形态以及炉缸活跃性做出判断。炉缸内状态变化的监控系统可能包含多达200-250个热电偶，为此，研究者提出了高炉炉缸侵蚀诊断模型，通过实时采集、监测热电偶温度，结合炉缸侵蚀模型，推断炉缸残衬厚度，为高炉炉缸的安全生产提供一定的指导依据。

1.1 高炉炉缸内衬及冷却壁温度检测装置

高炉炉缸内衬温度检测装置主要是指炉底炉缸温度检测。在炉底设置3层热电偶，在混凝土基础上设置1层热电偶，在炉缸部位设置4层热电偶，共计80490支热电偶，以上热电偶数据将进入主控楼计算机系统，有画面显示，并作为炉底炉缸侵蚀模型的原始数据。冷却壁温度监测主要是指炉腰及其以上冷却壁区域，设置8层热电偶，沿圆周方向均匀布置，数量80～100只，以上热电偶数据进入主控楼计算机系统，有画面显示，作为判断炉缸状况的依据之一，并具有冷却壁辅助检漏功能。

1.2 软水密闭循环系统监控装置

在整个软水系统监控体系中，包括温度、压力、流量、水位等因素，设置80个温度检测点、120个流量检测点、250个压力检测点，其中全部的温度检测、流量检测及部分压力检测进入主控楼计算机，有画面显示，并具有超工作范围自动报警功能。

1.3 系统热负荷监测

在冷却壁间竖直管进出水连管上，设有6层沿圆周均布的检测元件(其中热电偶5×8只，流量计1×8只)，自动测量水温及水量，进行热负荷计算，以便及时进行生产调节。

1.4 料面监控装置

在炉顶锥台设置黑白广角红外线摄像仪l台，并配以相应的水冷及氮气吹扫装置，用于在主控楼通过屏幕对炉喉料面温度分布和布料的实时直观监控以及旋转溜槽的实时观察。

通过以上监控检测装置，建议每个季度出一个分析并讨论炉缸最新状况的报告。在不是从炉役开始就监控炉缸状况的情况下，采用取心钻探法研究炉缸的耐火材料状况是值得的。为了安全延长炉役，在操作方法方面做一些改变，并进行一些预防性的维修是必要的。

2 高炉炉缸技术管理

2．1日常技术管理

2.1.1收集、分析高炉炉缸各测温点的温度。

高炉根据炉缸各测温点温度的高低及变化情况，及时判断、计算出炉缸各部位侵蚀情况和侵蚀速度，发现侵蚀速度较快或侵蚀较严重时，及时采取相应维护措施，同时调整高炉操作制度，以减缓其溶蚀速度，维护好高炉炉炉缸。

2.1.2控制好高炉炉缸热流强度。

坚持每天白班定期由高炉工长、配管工等共同对高炉炉缸水温差进行检测，由此计算出各部位和总体水温差及热流强度，如发现热流强度超标则及时报告给高炉炉长及厂部有关科室，并采取相应措施。根据实际的高炉实践经验，一般的炉缸热流强度控制范围见表1。当所测得的热流强度处在不同水平，采取的措施也不相同，经过多年实践，已形成了较完整的高炉炉缸的操作、维护技术规程。

表1高炉炉缸热流强度控制范围

2.2 高炉炉缸异常情况下的高炉操作、维护

根据高炉生产实际经验，大修高炉在生产4年左右，炉缸温度上升较高快，而热流强度尚处在正常值上限，此时高炉则可以坚持长期使用2％左右的钒钛矿护炉([Ti]在0.10％～0.15％)，无特殊情况一般不停止使用钒钛矿。当根据测得的炉缸炉底水温差计算出的热流强度大于炉缸、炉底规定的正常值时，则可分情况采取措施。

(1)正常值≤测得的热流强度≤报警值时，采取以下措施：①适当调大该区域水冷管的冷却水量；②缩小该部位的风口直径，或在该部位使用加长风口(可加长50～70mm)；③适当提高炉温和炉渣碱度；④酌情增加钒钛矿用量；⑤稳定铁口角度及铁口深度；⑥禁止使用锰矿、萤石等洗炉剂洗炉。

(2)报警值≤测得的热流强度≤警戒值时，采取以下措施：①休风堵死热流强度相对较高部位的风口；②增加钒钛矿用量，使[Ti]≥0.15％；③严格控制生铁[S]；④大幅度提高炉温，并降低高炉冶炼强度；⑤避免采用中心煤气流过分发展的操作制度；⑥加强对炉缸热流强度的监控管理，增加对热流强度较高部位的水温差测量、计算次数。

2.3 高炉操作技术管理

高炉操作技术管理对高炉炉缸的维护起着十分重要的作用，高炉操作的稳定及操作参数的合理选用不仅影响到高炉炉况的稳定顺行，而且还影响到炉缸的寿命。钢铁冶炼企业在高炉日常操作过程中，应该首先把好原、燃料质量关，高炉工长根据原、燃料条件及变化情况及早判断高炉炉况走向，及时调剂高炉操作参数，力求稳定生铁含硅量(或渣铁物理热)和炉渣碱度，严禁片面追求产量和指标而使风温、炉温、生铁[S]大起大落。为防止这类事情发生，要制定出一套严格的《高炉日常管理、考核制度》 ，对高炉操作失误或未按高炉操作方针操作的将给予批评和教育，并严格记入考核；其次是加强高炉操作技术的交流，不断提高高炉操作技术水平，定期在企业内部召开高炉操作技术研讨会，开展高炉操作技术比武竞赛，不断提高高炉工长操作技能和对高炉突发事故的应变能力。现在的钢铁企业的高炉原、燃料品种繁杂，其质量与钢铁冶炼行业相比层次不齐，在此条件下，高炉炉况能长年保持顺行，炉缸仍保持较好的工作状态，这充分说明了高炉炉缸的维护是非常有必要的。

3 结语

为了延长高炉炉缸寿命，必须采取必要的技术装备来加强高炉炉缸的监控和检测，同时需要建立良好的高炉炉缸技术管理制度，加强高炉操作技术管理，只有这样，才可以在延长高炉炉缸使用寿命方面取得良好的效果。高炉炉缸的监控与管理，是一个系统且复杂的环节，需要我们共同努力，来不断促进钢铁冶炼行业的发展。

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