自2015年年底以來，伴隨著高爐經濟料的使用、受市場催動高爐產能的不斷提升、高爐操作及監測手段相對落后的情況下，國內高爐頻繁出現爐缸爐底燒出的情況，尤其是2016年以來，隨著產能的不斷擴大，市場形式影響下高爐檢修等維護日期的不斷延后，對高爐爐缸的安全造成很大的威脅。國內外高爐出現燒出的情況有哪些?高爐燒出的位置大概率分布在哪里?爐缸燒出的原因是什么?如何進行爐缸燒出后的處理和恢復?小編匯總了1980年以來國內部分高爐燒出的情況匯總，希望為廣大煉鐵工作者爐缸設計、操作和維護提供相對詳細的信息。

　　1 概述

　　高爐爐缸爐底安全狀態直接關系到一代爐役的終結與否。因此，在設計、監測、操作和維護方面，廣大的煉鐵技術人員和管理人員對高爐爐缸安全非常重視。自2015年年底以來，伴隨著高爐經濟料的使用、受市場催動高爐產能的不斷提升、高爐操作及監測手段相對落后的情況下，國內高爐出現爐缸爐底燒出的情況。尤其是2016年以來，隨著產能的不斷擴大，市場形式影響下高爐檢修等維護日期的不斷延后，對高爐爐缸的安全造成很大的威脅。

　　高爐爐缸由外至內通常包括爐皮、搗料層、冷卻壁、搗實層、碳磚、陶瓷杯、黏土磚等，其中，黏土磚在高爐開爐后2個月內脫落。高爐正常生產時爐缸鐵水與爐墻陶瓷杯或碳磚之間生成一層爐渣、鐵水、碳磚、含鈦難融物組成的保護層，這就是我們所說的“高爐爐缸自保護層”。

高爐爐缸結構簡圖

以下針對國內外典型高爐爐缸燒出案例進行統計，并對燒出原因、修復和維護等方面進行詳細的說明，為國內外高爐的長壽提供技術和數據參考。

　　表1 國內部分高爐爐缸燒出統計

　　表2 國外部分高爐燒出統計

　　2 鞍鋼新3#高爐爐缸燒穿事故分析

　　2.1 高爐參數

　　新3號高爐設計參數

　  2.2 高爐燒出經過

2008年8月25日20：30左右，新3高爐處于正常生產狀態，爐內各操作參數全部正常，爐前2#鐵口執行出鐵作業末期，突然在4#鐵口爐臺下方爐缸區域出現異常響聲并伴有火光，高爐值班工長立即組織現場人員撤離并迅速減風到零(休風)，同時通知火警及上報事故。

　20余輛消防車輛于報警后陸續到達，對現場起火區域滅火，由于現場火勢較大，于次日5：40分左右才將現場明火撲滅。

　　事后確認：4#鐵口下方爐缸燒穿，大量渣鐵和炙熱的爐料(焦炭、礦石)噴出，現場燒損嚴重(新3高爐本體電纜、煤粉噴吹總線電纜、新2高爐電源電纜、計量儀表電纜、出鐵場天棚、4#爐前炮、開口機、東場及北場爐前吊車、爐前休息室、電梯等燒損。)

　　燒出現場

　　2.3 事故處理

　　現場積料清理(25/8-20：30—28/8-7：00，總計58.5h)

　　利用挖掘工具和人力，將燒穿區域大量渣鐵、爐料清理干凈，露出燒穿部位，交付設備檢修人員處理。

　　燒損部位清理(28/8-7：00—30/8-16：00，總計57h)

　　割除燒穿區域燒損的5塊冷卻壁，并清理燒穿部位的殘渣、爐料，摳除部分燒損炭磚，露出砌筑接口。

　　燒損部位砌筑(30/8-16：00—02/9-15：00，總計71h)

　　利用工程剩余的UCAR炭磚重新砌筑，部分炭磚需要現場加工外型，縫隙采用炭質泥漿。總計砌筑11層，449塊炭磚。

　　燒損部位冷卻壁安裝、試水(2/9-15：00-6/9-15：00，總計96h)

　　按圖紙重新制作5塊鑄鐵冷卻壁，焊接安裝，外聯水管焊接，試壓，通水。

　　高爐裝料及送風前準備(6/9-15：00—7/9-4：00，總計13h)

燒出位置修復

　　2.4 原因總結

　　(1)爐缸冷卻強度不夠。

　　設計爐缸冷卻循環水量1248m3/h，由于水量少，導致冷卻強度偏低，不能將熱量及時傳遞出去，造成內部炭磚出現異常侵蝕。此時二段水溫差經常在1.5℃左右，對應的熱流強度在24KW/m2，按照鞍鋼院的設計思路，老區新建2580高爐(7、新4、新5)爐缸冷卻水量都大于3700m3/h。另一方面，環炭設計成高導熱的UCAR炭磚，更加顯現冷卻水量不足，爐內傳遞出來的大量熱量無法排走的弊端

　　(2)爐缸部位相應溫度檢測點檢測設置偏少，操作人員無法判斷異常侵蝕情況。

　　爐缸6層冷卻壁未設計水溫差檢測裝置，導致局部熱流強度過大時，高爐操作人員無法掌握。爐缸環炭區域只設計了7層環炭溫度檢測，尤其在二段部位，只在四個方向安裝了8點溫度檢測，且都不在侵蝕最嚴重的鐵口下方，導致無法掌握該部位的侵蝕情況，導致炭磚侵蝕殆盡并最終燒穿。

　　(3)爐缸耐材設計成陶瓷杯+UCAR小塊環炭的形式不合理。

　　高爐爐缸陶瓷杯耐火材料具有較高的強度與抗渣鐵侵蝕性能，導熱性較差，有較大的膨脹系數，在爐缸起的作用是保熱。而小塊碳磚導熱性非常好，主要是通過冷卻系統的熱量傳遞，在表面形成1150℃的鐵水凝固線來保護小塊碳磚，由于很難精確地考慮到陶瓷杯砌體膨脹量與陶瓷杯破損時間，就有可能在高爐開爐不久產生的膨脹力使陶瓷杯砌體迅速損壞或對小塊碳磚產生擠壓性破壞;小塊碳磚施工要求留有適當磚縫，其中的漿料炭質焦泥的固結溫度大于400℃，因陶瓷杯砌體的存在，開爐后不能很好的進行加熱固化，呈流態，當陶瓷杯破裂后，鐵水容易進入磚縫，甚至出現漂移。

　　2.5 預防及改進

　　增加爐缸部位冷卻強度

　　由于設計冷卻強度低，為維護爐缸安全，千方百計提高爐缸冷卻強度。

　　(1)原設計閉路水泵工作2用2備，先期改為3用1備，爐缸冷卻水量由1200m3/h增加到1500m3/h。

　　(2)在線生產期間對閉路水泵、爐缸供水管線增容改造。水泵流量由2700m3/h增容到3200m3/h，并新增2條爐缸供水管線，使爐缸冷卻水量增加到2900-3000m3/h左右。

　　(3)對鐵口下方熱流強度較高的冷卻壁預留高壓工業水支管(1.6MPa)。

　　(4)鐵口區域下方爐皮噴淋水冷卻。

　　利用檢修機會壓漿

　　由于砌筑或生產過程中的熱膨脹現象，會在爐皮與冷卻壁間以及冷卻壁與爐缸炭磚之間產生氣塞，尤其在冷卻壁與炭磚之間的氣塞，會嚴重降低冷卻效率，致使炭磚熱面外擴，熔蝕加快。換角度說：只有消除氣塞，冷卻系統才會發生作用，將熱量傳遞出來，利于爐缸內形成渣鐵保護層，促進爐缸的安全長壽。

　　利用檢修停爐機會，在爐缸區域冷卻壁之間爐皮開孔(￠15-20mm，孔深到達炭磚面)，用壓漿機將炭質泥漿壓入。

　　原則：1、壓漿機壓力應控制小于2.0MPa，否則容易造成炭磚內移或冷卻壁變形破損。2、開孔不宜過密集，否則易造成爐皮強度下降。3、舊孔在下一次檢修過程中可重復利用

　　采用釩鈦礦護爐

　　采用釩鈦礦護爐主要是生成高熔點的Ti-C和TiN，沉積在爐缸區域，進而保護炭磚，減少侵蝕。鞍鋼主要采用天然釩鈦礦、釩鈦球團、冷固結釩鈦球團三種原料，具體使用視資源和價格因素綜合考慮。

　　加強檢測

　　加強對爐缸炭磚溫度、爐缸各部位水溫差的檢測，給操作者提供更多的基礎數據，對及時采取應對措施，避免各種爐缸事故的發生無疑是必要也是必須的。

原則：1、采用一點雙支電偶，以便檢測炭磚侵蝕情況。2、鉆孔深度進入炭磚150mm，兩點電偶深度分別為50mm和150mm。3、鐵口區域尤其鐵口下方侵蝕嚴重的地方是安裝的重點部位。(新3高爐共計新增電偶檢測68支，136點)

　　對新三高爐進行超聲波-回波監測，是采用應力波無損檢測方法監測爐況

　 沿3號高爐周向布置20條線檢測線每條檢測線設定多達14個檢測點。

　　說明：檢測由加拿大HATCHGON公司進行，國內目前上海大學于要偉教授采用電動勢測量任由較高的精確度。

　　制定合理的事故控制預案

來源：冶金之家