三钢2号高炉大修扩容改造实践

　　10年的生产后（1994年曾中修1次），存在以下主要问题：①斜桥使用近40年，锈蚀严重，直接影响到高炉的安全生产；②炉底、炉缸侵蚀严重，炉缸水温差超高，被迫长期堵1、2个风口作业，并用钛渣护炉；③热风炉蓄热面积小，内部结构稳定性差，寿命短，每34年必须中修一次，损失较大。为了缓解三钢炼铁生产能力不足，1999年11月决定对2号高炉进行扩容（扩至350m3）改造大修。

　　2扩容改造的主要内容及特点经过考察比较，吸取兄弟厂家300m3级高炉改造的成功经验，决定广泛采用一些成熟、适用的新技术，集中解决限制高炉生产能力发挥的薄弱环节，以适应高炉强化冶炼的需要，并确定把“高产、优质、低耗、长寿”作为篼炉改造设计的主导思想。根据当时三钢的实际生产条件，确定改造后的2号高炉的设计指标为：熟料率>95%，焦炭灰分<13%，入炉矿品位>56%，高炉利用系数>2.65，富氧率>1.5%，煤比120140kg/t，入炉焦比1100-C，高炉一代炉龄（不中修）8年以上，单位炉容产铁量>7000t/m3. 2.1供上料系统矿槽和料坑建于I960年，为双排矿槽，烧结矿及球团矿用皮带输送至料槽，焦炭用火车运输至料槽。此次2号高炉扩容改造仍利用原有的矿槽和焦槽，对槽下上料系统进行了集中改造，降低了槽下地坪标高和料车坑标高。烧结矿、球团矿等杂矿采用各仓分散称量。称量漏斗有效容积为1.25m3.由于两边矿槽不对称，为方便上料，加快上料速度，在料坑上设置了液压翻板。焦炭在槽下经筛分称量后直接装入料车。各种原料均采用电子秤称量，各称量漏斗闸门均采用液压传动，槽下供配料和称量均由*PLC*微机自动控制，自动补正称量误差，实现供配料自动化。槽下各粉尘产生点均设有抽风除尘装置，并安装气动蝶阀，由微机自动控制开关。

　　拆除旧斜桥，新建桁架式钢结构斜桥，采用双料车上料，料车上行时间40s，料车卷扬机功率135kW，采用交流变频控制。

　　炉顶装料设备采用双钟液压传动，空转螺旋定点布料器布料，炉顶正常工作压力60kPa，采用半净煤气均压。为提高炉顶设备寿命，小钟与小料斗、大钟与大料斗接触面采用烧结碳化钨，炉喉料面探测采用2台交流电动链式软探尺。整个上料系统由*PLC*微机按程序自动控制、自动联锁操作。

　　2.2炉体系统此次大修高炉基础保留，耐热基墩以上全部拆除，设14个风口，2个渣口，1个铁口，炉体采用自立式结构。针对三钢近几年高炉冶炼强度高的特点及实际生产经验，为了延长高炉寿命，本次设计在炉体长寿方面作了较大改进。新设置了水冷炉底，采用水压为0.22MPa的炉体冷却水进行强制冷却。炉底、炉缸采用3层光面冷却壁，材质为普通灰铸铁。炉腹至炉身下部采用4层镶砖冷却壁，材质为高韧性球墨铸铁，热镶烧成铝炭砖。为了加强对炉身砖衬的支撑和保护，炉身下部的二层镶砖冷却壁带钩头，钩头部位设置单独冷却水管。炉身中部采用三层支梁式水箱，根据钢砖下半部因温度波动、炉料打击等因素易上翘变形的特点，把炉喉钢砖设计成二段，其中下段为带水冷钢砖。

　　炉体内衬的结构设计及材质选择，除充分考虑高炉各部位不同的工作条件和侵蚀机理外，还结合了三钢高炉高冶炼强度生产过程中各部位实际侵蚀情况。炉底、炉缸采用自*14*焙炭砖-陶瓷砌体复合炉衬技术。考虑到炉底下部温度低，自焙炭砖不易焙烧的特点，炉底**层采用了导热性好的碳化硅砖，第二、三层采用了烧成炭砖，这三层砖均为宝钢1号高炉大修时拆下的进口砖（经过加工、烘烤而成，价格便宜且质量好）。由于高炉原料含铅，在第二层砖位置设置了排铅槽，为防止炭砖氧化，排铅槽采用高铝砖砌筑。四层以上炉底炭砖及炉缸环形炭砖采用国产的半石墨化低气孔率自焙炭砖。陶瓷杯底立砌2层厚度为345mm的复合棕刚玉砖，杯壁卧砌厚度为230mm的复合棕刚玉砖，铁口、渣口均为大块组合砖。炉腹、炉腰、炉身下部采用不烧致密铝炭砖，炉身中上部采用致密粘土砖，煤气封罩喷涂厚度为114mm的重质喷涂料，铆固件采用不锈钢龟甲网。

　　为监视陶瓷杯及炭砖侵蚀情。况，在炉底、炉缸砌体不同深度埋设了5层共21根铠装测温热电偶。在炉身上、中、下部设置了3层共24根测温热电偶。高炉操作室除保留几个关键仪表外，其余采用计算机数据采集系统，在炉顶受料口、料车坑受料口、出铁场、铁水罐位安装了电视摄像头，以方便和加强高炉操作工长对关键部位的监视。

　　2.3风口及出铁场出铁场仍保留，因铁口角度修改，炉前渣铁沟重新布置，炉容扩大后延长了主沟长度设置了65t的铁水罐位两个。风口平台立柱保留，为降低高炉基础的荷载，对风口平台进行了卸荷处理，将风口平台由实心平台修珠为空心钢筋砼结构平台。炉前lt行车保留，液压泥炮由BG-75型更换为KD-75型，电动开铁口机更换为气动开铁口机。为改菁炉前工人的作业环境，在铁水罐上方设置f抽风除尘装置……丨2.4热风炉系统i 2号高炉原有3座改进型内燃式热风炉，单位炉容蓄热面积76m2/m3，在配备小风机的情况下，风温约1 T，因结构不合理，耐火材料档次低，热风炉寿命短，每34年就要中修一次。此次改造，以提高单位炉容蓄热面积、提高风温、延长热风炉寿命为宗旨，经综合比较，决定采用首钢设计院设计的顶燃式热风炉。在保留原有3座热风炉炉壳基本不动的情况下（炉帽由锥形改为半圆形），将内燃式改为顶燃式，单位炉容蓄热面积由改造前的76m2/m3（按294m3高炉计）提高到96m2/m3（按350m3高炉计）。每座热风炉配备1个大功率短焰燃烧器，燃烧能力*大可达25 000Nm3/h，在燃烧低发热值纯高炉煤气时，风温可达11C以上。

　　热风炉下部采用粘土砖，中部采用高铝砖，上部采用低蠕变高铝砖，为加强隔热保护炉壳，在炉壳中温段、高温段及热风管道均喷涂厚度为50mm的轻质喷涂料。蓄热室采用互锁的七孔高效格子砖，各段格子砖均有蠕变指标要求，其中粘土格子砖蠕变率<1%（1250CX50h）；高铝格子砖蠕变率<1%（1350CX50h）；低蠕变格子砖蠕变率<及管道各孔口等易破损部位均采用组合砖砌筑，其中燃烧口材质为耐急冷急热性能较好的莫来石-堇青石砖。

　　助燃风机仍采用原有风机，为降低阻损，提高风机出力，将助燃风管直径由700mm扩大到900mm，电机改为交流变频调速。设置了分离式热管换热器，利用烟气余热将煤气、助燃空气均预热到150C. 2号高炉原使用地下烟道，易积水、漏气，此次改造，将地下烟道改为地面钢烟道，烟道内衬喷涂厚度为75mm的喷涂层，将盘式烟道阀改为不带耐火内衬的热风阀，以减少漏风。热风阀、燃烧阀采用浮动密封，在热风炉顶部安装有起重量为6.3t的环形葫芦吊车，以供安装和检修热风阀、燃烧阀使用。

　　热风炉操作采用“二烧一送”制度，取消了二次仪表，采用计算机数据集散系统。、热风炉各阀门均采用液压传动，电器自动联锁，送风时风温自动跟踪调节。

　　2.5供风系统在2号高炉改造的同时，高炉供风系统也作了同步改造，改造后的风机为汽动离心式风机，风机的出口风量为1 2.6煤气清洗系统2号高炉原有的煤气清洗流程为重力除尘器―洗涤塔―文氏管―高压阀组―脱水器。此次改造，原有设施基本保留不动，只对局部设备进行维修、更换，因炉顶压力提高，对洗涤塔、文氏管的水封进行了改造，设置了高低压转换装置。

　　3改造效果2000年元月7日热风竖管烘炉，元月10日热风炉烘炉，元月20日高炉烘炉，总施工工期为55天（计划60天），创造了三钢高炉改造施工工期*短纪录。

　　2号高炉于2000年元月29日开炉，31日出**炉合格铁，2月5日利用系数达到2.80，入炉焦比458 1/1，2月10日利用系数达到3.14，入炉焦比461kg/t，整套设备调试及生产运行均很顺利。高炉各项操作制度从2月5日起全面转入正常，高炉开炉后1个月，利用系数等主要指标超过设计水平，2号高炉开炉后2个月主要指标见表1.表12号高炉开炉后2个月主要指标利用系数入炉焦比煤比休风率风温顶压（责任编辑刘菁）