李伟伟，蒋 益，姜彦冰，张 南，董建兴，滕雪亮

（鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁 营口 115007）

摘 要：本文阐述了鞍钢鲅鱼圈 1#高炉（第一代）大修停炉出残铁操作的过程以及经验总结。本次出残铁操作，为鞍钢首次 4000m³高炉出残铁，从出残铁方案的审定，残铁口位置的确定，残铁沟与残铁坑的设计与制作均进行了严密的论证。从操作实践结果看，放残铁效果较好，炉缸残留渣铁较少，放残铁操作圆满成功，为高炉大修工程顺利进行奠定了基础。

关键词：出残体；大修；大高炉

鞍钢鲅鱼圈 1 号高炉（4038m³ ）由中冶赛迪设计，第一代炉龄于 2008 年 9 月 6 日开炉投产。自入 2011年开始，炉缸环碳温度升高，随着时间的推移，炉缸侵蚀逐渐加重，炉缸侧壁温度最高点达 520℃，超红色警戒线 70℃，存在重大安全隐患并严重制约生产。于 2018 年 6 月 6 日停炉，运行 9 年 9 个月，单位炉容产铁 6546t。本次大修高炉本体范围：更换炉缸全部冷却壁和耐材、更换炉腹部分冷却板、更换炉身第 12 段冷却壁，设计工期 66 天，时间紧任务重，出残铁是否成功直接影响主线工期。

1 出残铁方案确定

1.1 炉缸侵蚀情况

鞍钢鲅鱼圈 1 号炉缸设计 6 段冷却壁，其中二段和铁口区域为光面铜冷却壁，六段为加厚光面铸铁冷却壁，一、二、三、四段为低络光面铸铁冷却壁。炉底四层 UCAR 大块碳砖，第一层为 CJR 石墨砖，第二至四层为 D 级大块碳砖。炉底第四层碳砖上表面为瑞尔陶瓷杯垫。炉缸侧壁为 66 层 UCAR 小块碳砖，靠近冷却壁热面为 NMD 半石墨砖，靠近炉缸内型一侧为 NMA 碳砖。炉缸侧壁圆周方向温度监测点为 8 个方向，角度差为 45°，平均分布，每个方向电偶为两支，插入深度分别为 150mm 和 300mm。投产后考虑到炉缸监测点覆盖面较窄，后在炉缸新增温度监测点 89 点，主要集中在炉缸 H2、H3、H4 段，每点两支电偶，插入深度为 50mm 和 150mm，拓宽电偶监测范围。

自 2011 年开始，炉缸侧壁温度明显上升，首先升高的部位为炉缸正西方位，第 19 层环碳（标高 8.595m）温度点 TE589（插入碳砖深度 300mm），至 2011 年 7 月最高上升至 511℃。2012 年 10 月，10 层环碳（标高7.55m），TE5303 和 TE5315 先后超过 500℃。

1.2 出残铁方案确定^[4] 

鲅鱼圈 1#高炉设计 4 个出铁口，出铁口夹角为 78°和 102°，圆周均匀分布。铁水运输方式为鱼雷罐运输，出铁场平台下东西两侧分设 4 条铁道线，进行铁水运输。高炉炉缸和最近的铁道之间均有出铁场承重梁，考虑到现场作业条件，决定采取地坑储铁的传统出残铁方案。根据现场条件残铁口方位定在 1#和 2#铁口之间，正西方向。

残铁口位置的确定^[5]。根据炉缸侧壁温度，标高为 7.55m 的第 10 层环碳的为温度检测最高点，说明在垂直方向上，该高度的炉缸耐材被侵蚀最为严重。根据炉缸象脚侵蚀原理和炉底炭层温度（炉底中心炭层最高温度 580°）推断炉底侵蚀程度较为轻微，很可能陶瓷杯底仍然存在。通过多次技术研讨，确定在标高 6.8m处，即炉底碳砖上表 0.4m 处为残铁出口标高，预测炉底陶瓷杯底侵蚀程度小于 50%（见图 1）。

2 出残铁前准备

2.1 出残铁能源介质准备

（1）残铁沟设两条焦炉煤气管路，两个煤气包，直径：32mm。

（2）两条氧气管路，氧气包直径：32mm。

（3）压压缩空气管路，空气包直径：32mm。

（4）两条水管，水包直径：32mm。

2.2 残铁沟和残铁坑的铺设

残铁沟的设计与制作。残铁沟坡度为 10°，铁沟外壳钢板槽高度1000mm，宽 120mm，钢板厚度 16mm。主残铁沟离残铁口眼标高距约为400mm，残铁沟用钢结构支撑，前端同炉壳焊接牢固，铁沟两侧架设工作平台和上下安全走梯。残铁沟内部耐材结构为：平砌一层耐火砖，耐火砖表面铺设 100~150mm 厚有水炮泥，煤气火烘干后再垫 150mm 厚沟泥（见图 3）。

残铁坑的设计与制作。残铁坑位于炉缸西南侧 6#和 7#铁道区域，地平向下挖 1000mm，底层铺 300mm焦粉，上层铺 200mm 捣打料并用烘干器烘干。用散料隔开成 88 个 2.3mm×2.3m 的小单元，设计容铁量为1900t。为防止渣铁外溢，残铁坑外围用散料叠高 300~500mm 挡墙（见图 4）。

3 出残操作实践

3.1 制作残铁口泥套

选定的残铁口眼部位，设备人员切割残铁口炉皮，开孔面积 800mm×800mm。炉前人员将冷却壁内部积水用压缩空气吹扫干净，并在冷却壁开孔 600mm×600mm。清理泥套部位残渣铁和冷却壁内与炉皮间填料，至炉皮起抠进至碳砖部位（大约 340mm），用硬泥填实至与残铁沟下部连接，填料厚度 250~300mm，残铁口直径 100~150mm 并用煤气火烘干（残铁口制作见图 5）。同时为保证作业条件和环保要求，将炉前除尘引至残铁口处，作临时除尘。

3.2 出残铁操作

出残铁过程中以残铁口中心点外 30m 内设置安全警戒线，悬挂安全警示标志，出残铁时制定专人负责现场警戒。高炉主管技师负责对烧氧设备检查和确认，烧氧人员必须按要求穿戴好劳动保护用品（防热服、毛巾、面罩、Co 报警仪）。提前备好生产工具（氧气管、扦子、大锤、钩）。6 日 8:00 热风炉处理净煤气，炉前准备烧残铁口工作，7 日 3:00 开始烧冷却壁，8:00 扩残铁口冷却壁完毕，10:00 开始做残铁口泥套，铺残铁沟并开始烘烤，下午 13:00 开始烧残铁口出残铁，17:56 残铁口烧开，开始出残铁。前期铁流较大，缓冲区和挡墙起到了作用，铁水进过缓冲区后顺利的分配到残铁坑中。23:25 出残铁结束，残铁口眼用有水炮泥堵住，共出残铁 835t。

4 总结

（1）本次出残铁操作是鞍钢 4038m³高炉首次出残铁操作。由于现场环境复杂，工期紧张，炼铁部技术工作者制定了科学完善的出残铁方案，保证本次出残铁操作安全顺利的完成，开创了鞍钢大型高炉停炉技术的新篇章。

（2）从后期炉缸耐材拆扒时的验证结果看，本次出残铁作业非常成功。炉缸拆扒过程中，进入炉缸勘察发现，整个炉缸残铁放净，炉底陶瓷杯底露出，炉底没有残存铁块，大大节省了炉缸耐材拆扒的时间。

（3）本次出残铁操作的不足之处。对出残铁前期准备工作量预计不足，前期冷却壁停水，改管道，以及漏水导致焊接困难等因素，导致出残铁前期准备施工时间长达 28h。加上残铁口的制作，至 7 日 17：56 残铁才烧出，从停炉到出残铁历时近 36h。由于间隔时间长，导致残铁烧出困难，烧铁口时间长达 5h，增加了工人的劳动强度。同时由于间隔时间长，炉缸侧壁凝固固态渣铁层，也增加了炉缸耐材拆扒的工作量。

参 考 文 献

[1] 王筱留. 钢铁冶金学(炼铁部分)[M]. 北京: 冶金业出版社, 1991.

[2] 周传典. 高炉炼铁生产技术手册[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2003.

[3] 那树人. 炼铁工艺计算[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1999.

[4] 李建军. 鞍钢 3200m³高炉大修停炉操作实践[J]. 鞍钢技术, 2018(2): 42-45.

[5] 田景长. 鞍钢 2580m³高炉大修停炉实践[J]. 鞍钢技术, 2016(2): 49-51.