高爐長壽實(shí)際多數(shù)是指針對爐缸長壽的，也有針對整座高爐的全部系統(tǒng)的。高爐長壽取決于幾個(gè)因素：

1）高爐設(shè)計(jì)的合理性；

2）耐火材料選擇的好壞；

3）高爐整體砌筑水平；

4）高爐生產(chǎn)過程中操作水平的高低；

5）高爐后期的維護(hù)；

6）軟水密閉循環(huán)水冷；

7）高爐中后期的監(jiān)測監(jiān)控措施等。

伍積明老師在《試論高爐爐缸燒穿原因及對策》中指出：影響高爐長壽的因素有幾點(diǎn)：一是碳磚質(zhì)量因素，二是施工因素，三是開爐前的因素，四是生產(chǎn)因素，五是設(shè)計(jì)因素

2防止?fàn)t缸燒穿的對策

1.提高炭磚質(zhì)量（抗氧化、抗渣鐵侵蝕、導(dǎo)熱、微孔化、高強(qiáng)度、低膨脹等）

2.提高設(shè)計(jì)質(zhì)量

3.提高施工質(zhì)量

4.充分做好開爐前的工作

5.適當(dāng)延長高爐達(dá)產(chǎn)時(shí)間

6.合理壓漿處理

7.后期進(jìn)行護(hù)爐處理

3筆者對高爐破損的原因分析

近年來，隨著國際鋼鐵形勢的日漸低迷，國內(nèi)煉鐵高爐在追求低成本、高效益的利益驅(qū)動下，普遍采用低品位外礦、三級焦、大塊礦配比入爐的操作模式，因低品位外礦中鉀、鈉、鉛、鋅等有害金屬元素含量較高，長期吃用低品位礦導(dǎo)致高爐爐缸部位出現(xiàn)嚴(yán)重象腳侵蝕，陶瓷杯、爐缸環(huán)碳磚破損嚴(yán)重，爐墻減薄，高爐2~3層冷卻壁熱流強(qiáng)度升高，嚴(yán)重者進(jìn)而造成該部位冷卻壁燒損、爐缸燒穿跑鐵，從而誘發(fā)大型安全事故。

若進(jìn)行修復(fù)，傳統(tǒng)上將采取開爐缸大門扒料的方式進(jìn)行，將爐內(nèi)磚襯進(jìn)行全部重砌大修，耗時(shí)長、費(fèi)用高，同時(shí)爐底尚完好的大炭塊也將遭到破壞，生產(chǎn)損失大。

二、津西高爐爐缸澆注情況

河北津西鋼鐵股份有限公司煉鐵二廠8#高爐于2015年5月份中修時(shí)在采取放殘鐵、保護(hù)性扒料、保留爐底大炭塊及水冷壁完好等措施的基礎(chǔ)上，對原爐缸陶瓷杯區(qū)域、風(fēng)口鐵口組合磚區(qū)域全部采取整體澆筑方式予以重建，僅耗時(shí)36天即完成高爐全部中修任務(wù)，順利開爐，2015年6月6日以來，日利用系數(shù)3.6，已達(dá)到中修前水平。

8號爐修復(fù)達(dá)產(chǎn)兩個(gè)月后的2015年9月煉鐵二廠9號爐進(jìn)行中修，高爐砌筑兩層爐底碳磚和大塊微孔碳磚環(huán)碳，采用河南華西的溶膠結(jié)合剛玉碳化硅澆注料進(jìn)行陶瓷杯墊、杯壁、風(fēng)口、鐵口進(jìn)行整體無縫澆注。一周后達(dá)產(chǎn)。

2016年津西的7#高爐和4#高爐也先后進(jìn)行了爐缸澆注，目前幾座高爐都已順利達(dá)到中修前的水平。以8號爐為例，具體修復(fù)過程如下：

1中修前高爐狀況

高爐中修前爐缸西南部2~3層冷卻壁出現(xiàn)進(jìn)回水溫差高（2.9℃），熱流強(qiáng)度達(dá)到20000kcal.m3.h，遠(yuǎn)超過12000 kcal.m3.h的預(yù)警上限，該區(qū)域爐缸電偶溫度顯示780℃，爐底侵蝕模型顯示該處磚襯厚度僅剩300mm，種種跡象已顯示出該處出現(xiàn)了嚴(yán)重的爐墻減薄。

在經(jīng)過堵風(fēng)口、降冶強(qiáng)、高鈦礦護(hù)爐15天后，進(jìn)回水溫差回落、熱流強(qiáng)度下降至預(yù)警值以內(nèi)，但高爐產(chǎn)量嚴(yán)重下滑，由護(hù)爐前利用系數(shù)3.7下降至2.5，燃料比由護(hù)爐前的515公斤上升至530公斤，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)呈現(xiàn)嚴(yán)重下滑趨勢必須進(jìn)行停爐中修。

2預(yù)定實(shí)施方案

1、根據(jù)水工操作記錄、爐缸侵蝕模型數(shù)據(jù)顯示，爐缸冷卻壁沒有破損、漏水現(xiàn)象，爐底4層大炭塊全部未受到侵蝕，決定采取保護(hù)性扒料方式，保存好爐缸冷卻壁及爐底大炭磚，最大程度減少備件、材料成本消耗，縮短等待備件、材料制作的周期。

2、選擇爐缸正南面對槽下便于放殘鐵一側(cè)預(yù)先搭設(shè)放殘鐵溜槽，圍好干沙池，用于容納爐缸殘鐵。高爐停爐前裝入35噸焦炭，將料面直降至風(fēng)口中心，焦炭進(jìn)入爐缸，降低扒爐難度。在降料面完畢后在殘鐵溜槽上方拆除2層冷卻壁1塊，在冷卻壁中部斜向上燒殘鐵孔至爐缸放凈爐內(nèi)殘鐵。

3、待殘鐵流凈后，開啟爐頂打水槍向爐內(nèi)打霧化水，用以熄滅焦炭、降低爐內(nèi)溫度，風(fēng)口內(nèi)部焦炭熄滅后，即組織由風(fēng)口向爐外扒料，向下直至爐底死鐵層，四周直至見到完整的環(huán)炭塊。爐底死鐵采取小藥量爆破法破碎清除干凈。

4、待爐缸、爐底鐵渣清理干凈后，用高導(dǎo)熱澆注料修復(fù)4層爐底炭磚，高導(dǎo)熱澆注料固化后找平，按原始圖紙尺寸用河南華西耐火材料有限公司和國外合作開發(fā)的陶瓷杯澆注專用澆注料分兩次澆筑爐底陶瓷杯墊。固化后，按原始圖紙要求將缺失微孔小炭塊進(jìn)行補(bǔ)砌，待微孔模壓小炭塊砌至風(fēng)口下部圖紙對應(yīng)高度后砌筑結(jié)束。由對稱風(fēng)口拉線找好爐缸中心點(diǎn)，按原始爐缸直徑尺寸采用鋼模板進(jìn)行支模，模具支護(hù)加固完畢后，采用泵送法向模具與環(huán)砌小炭磚之間澆筑陶瓷杯專用的剛玉質(zhì)澆注料。澆筑分4段進(jìn)行，每次澆筑完畢自然養(yǎng)護(hù)12小時(shí)，同時(shí)支上層模板，待下層養(yǎng)護(hù)時(shí)間結(jié)束后進(jìn)行上一層澆筑，直至澆筑到風(fēng)口大套上沿500~700mm，達(dá)到原始風(fēng)口組合磚上沿為止。鐵口部位澆注料加厚處理，風(fēng)口大、中套包覆耐火纖維氈一層，留出膨脹余量。

5、風(fēng)口上部至水冷鋼磚下沿之間區(qū)域采取濕法噴注技術(shù)，規(guī)整爐型。

6、清理爐內(nèi)腳手架等雜物，安裝風(fēng)口導(dǎo)吹管、搭爐缸保護(hù)棚，按烘爐曲線烘爐72小時(shí)后帶風(fēng)裝料，預(yù)定料批結(jié)束后送風(fēng)點(diǎn)火，高爐大修結(jié)束。

3中修實(shí)施過程對預(yù)定方案的修訂與補(bǔ)充

1、在停爐完畢扒除爐內(nèi)殘料過程中發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)炭磚侵蝕情況較為嚴(yán)重，在鐵口下方1米處出現(xiàn)了嚴(yán)重的環(huán)形象腳狀侵蝕，其中停爐前爐缸溫度最高部位小炭塊殘留已不足300mm，同標(biāo)高的其余部位炭塊殘留基本在300~500mm之間，象腳部位向上約2m高處的小炭塊大部出現(xiàn)了侵蝕斷裂，象腳部位以下最頂層大炭塊保存基本完好，但頂部覆蓋約3mm一層重金屬，爐底中心部位碳磚縫隙內(nèi)也有重金屬滲入約300mm。由此，長期吃用有害金屬元素含量高的低品外礦會對爐缸產(chǎn)生象腳侵蝕的預(yù)判已得到印證。

實(shí)際西鐵口下的碳磚長度只剩下200毫米多一點(diǎn)

2、鑒于象腳侵蝕嚴(yán)重的現(xiàn)狀，象腳上部殘存尚好的環(huán)砌小炭塊因失去底部支撐，無繼續(xù)保留意義，因此進(jìn)行了徹底清除，直至見到冷卻壁。原定補(bǔ)砌的小炭塊改為全部按圖紙重新砌筑，共耗約170噸。

3、鐵口部位因工作條件惡劣，采取局部加厚200mm方式處理，鐵口導(dǎo)吹管外部用剛玉莫來石噴涂料代替泥包進(jìn)行了保護(hù)。

加厚200mm鐵口整體澆注

三、高爐爐缸無縫澆注的條件和要求

1陶瓷杯重造采用整體無縫澆注是一項(xiàng)新技術(shù)

緊貼炭磚直接進(jìn)行支模澆筑，澆注的陶瓷杯與炭磚的無縫隙結(jié)合，使?fàn)t缸結(jié)構(gòu)更加緊密；不存在傳統(tǒng)陶瓷杯與炭磚間的填充層，減少了熱阻使?jié)沧t缸整體傳熱效率得到保證，達(dá)到傳熱平衡保護(hù)爐襯安全。

要求側(cè)壁環(huán)碳碳磚的長度在500mm以上。保證碳磚的良好導(dǎo)熱性，使高爐能夠安全生產(chǎn)。

爐缸的澆注料的厚度接近原來陶瓷杯的厚度。

2爐身噴注，規(guī)整爐型

爐缸澆注陶瓷杯結(jié)束后，拆除模板.

通過對風(fēng)口以上到爐喉鋼磚下的高爐內(nèi)襯的噴注恢復(fù)，達(dá)到高爐各部位的尺寸和角度與設(shè)計(jì)時(shí)的保持一致。實(shí)現(xiàn)各部位的平滑連接。起到規(guī)整爐型，保證高爐操作順行的目的。

3高爐澆注時(shí)我們比較關(guān)注的問題

1、爐缸澆注料的線性膨脹率

2、澆注完成后的澆注料的抗渣性

3、澆注完成后烘爐抗爆裂性

4、關(guān)于鐵口區(qū)域用的材料

5、風(fēng)口上翹問題如何解決

4施工單位完成的工作

1、澆注料各個(gè)溫度時(shí)期線性膨脹曲線圖

2、代替陶瓷杯的爐缸澆注料的抗渣性試驗(yàn)

3、更合理的溶膠促凝劑、噴注料促硬劑

4、鐵口漏煤氣和風(fēng)口上翹的問題很好地解決

5、施工經(jīng)驗(yàn)的積累，完善好施工過程中的各種問題的預(yù)案。

從8#爐到9#爐再到7#高爐和4#高爐的爐缸整體無縫澆注中修，從高爐2年多使用的情況看，澆注的效果非常好，水溫差穩(wěn)定。鐵口沒有煤氣串漏：風(fēng)口上翹問題沒有出現(xiàn)！

三、爐缸澆注技術(shù)的效益

1經(jīng)濟(jì)效益

津西高爐采用快速澆筑陶瓷杯重建技術(shù)對爐缸部位進(jìn)行澆筑重建，結(jié)合濕法噴涂對風(fēng)口以上部位規(guī)整爐型，較高爐整體扒爐重砌工期縮短了50%以上（36天對比75天），直接投資節(jié)省約20%（970萬對比1200萬），若計(jì)算停爐與生產(chǎn)之間產(chǎn)生的效益差，創(chuàng)造間接效益約1800萬元（大修75天預(yù)計(jì)投資2000萬元以上，提早39天生產(chǎn)預(yù)計(jì)創(chuàng)效800萬元）

2節(jié)約時(shí)間

由于8#高爐保護(hù)性扒爐，中修時(shí)間還是比較長的，為36天。

在9月進(jìn)行的9#高爐中修用時(shí)22天，時(shí)間減少了14天。

7#高爐中修也僅僅用了21天時(shí)間。爐缸澆注時(shí)間都是7天左右完成的。

4#高爐大修也減少了時(shí)間，整個(gè)爐缸澆注陶瓷杯僅用時(shí)5天時(shí)間

通過對比可以看出新法爐缸澆筑重建技術(shù)直接與間接效益均十分明顯，值得推廣。