关键词：高炉、停炉、放残铁、实践
引言：拿本钢1号高炉为例，本钢新1号高炉有效容积4747m3，设计一代使用寿命大于15年（无中修），于2008年10月9日投产运行，炉役后期部分冷却壁发生烧穿，严重威胁高炉安全。经公司批准，本钢板材炼铁厂新1号高炉作业区定于2018年3月15日进行回收煤气空料线停炉，2018年3月18日凌晨开始放残铁大修。
一、高炉炉底的状况以及残铁的口的标高
（1）炉底炉缸结构。新1号高炉炉底采用四层（厚度600mm+400mm +600mm×2）满铺炭砖+2层陶瓷垫（厚度500mm×2）结构，总厚度为3.2米。其具体的结构为：炉底采用水冷管冷却，在炉底封板上满铺1层石墨炭砖，石墨炭砖上铺满1层高导热炭砖，其上再满铺2层超微孔炭砖，炭砖上满铺2层刚玉质陶瓷垫[1]。
（2）炉缸侵蚀情况。2017年9月1日，炉缸2段第54、55块铜冷却壁位置发生烧穿，9月16日恢复生产，停氧限产控制产量在7000~7400t/d，期间炉缸2段153#、155#冷却壁水管热流强度为6.1~6.5wkJ/m2.h,2段1层标高6.995m位置耐材温度持续上涨，最高涨至232℃，4#铁口区域下方浅表电偶也有明显升高。通过低强度配加钒钛矿冶炼护炉的模式，暂时达到“安全、稳定、低耗”的预期目标。
二、对残铁沟和残铁平台的制作以及安装
（1）残铁口平台的制作残铁。沟钢结构在预休风前制作好（除与炉壳联接处约1200mm长在预休风前对接），并且砌好砖垫好料烘烤完毕。残铁沟钢结构安装及耐材砌筑由机动管理室负责，耐材准备、沟子铺垫及烘烤由炉前负责人负责，高炉停炉预休风前所要求的残铁沟安装、砌砖、捣打、烘烤工作完毕，生产技术室验收确认。
（2）残铁沟和过渡槽的制作。此次残铁沟坡度为5.39%，残铁沟底沿标高为5.900m，在安装残铁沟时，要对其下部1段冷却壁和外部钢甲割除（钢甲由检修人员切割，冷却壁由炉前人员用氧气烧割）。距离炉壳长度3.62米残铁沟槽高度1000mm，宽度1200mm；余下至铁道部分残铁沟宽度均1000mm，高1000 mm；进入铁道区域残铁沟宽度均1000mm，高800 mm。残铁沟平砌一层耐火砖，侧面也要砌砖，再铺一层捣打料，完成后均要烘干。残铁平台及走梯、残铁沟布置图及施工网络图由炉前负责人和设备负责人共同商定。此次残铁眼位置的冷却壁及钢甲割除标准为残铁眼上割除600mm，残铁眼下割除400mm即1段冷却壁上部割除高度为300mm，残铁眼左右宽度共计800mm）。
（3）残铁罐的准备。首先需要提前对放残铁的罐进行处理，准备5个360吨鱼雷罐，保证罐内、罐口干净不粘结渣铁。其次需做通水或扔铁球试验，以保证铁水放进罐内（生产技术室准备十个铁球以备试验所用）。此外还需准备4个砌砖渣罐，防止放残铁后期来红渣所用。
三、残铁口位置的确定
（1）初步推算。根据国内同类型高炉生产实际及炉缸炉底侵蚀情况分析，经过和院校专家交流，初步确定残铁口位置标高范围6200mm-7000mm。
（2）验证推算。通过观察炉壳测温拐点可以得出残铁口标高，从标高5900—7100mm，每隔200mm测一个点 ，根据所测温度做曲线来确定炉皮拐点温度[3]，印证停炉前残铁口位置标高与炉内侵蚀程度（已经检测记录如下）[4]。
（3）残铁口位置确定。根据炉缸侵蚀计算，残铁口标高6300mm，选在9～12#风口下方，距离1#铁口标高差3900mm，炉缸二段13 #—16#冷却壁区域。
（4）炉缸残铁量计算。取残铁口标高为6300mm，死铁层深度3.0m，取铁口角度10°，深度3.5m,按6300mm残铁口位置标高，炉缸孔隙度选取0.45。
死铁层剩余高度3.0-3.5*sin(10°)= 3.0-3.5*0.1736=2.39m。
铁层高度为2.39+0.76=3.15m（炉底侵蚀深度760mm）
T残=0.45（3.14/4*14.2*14.2*3.15）*7.0＝1217.6（t）
由于炉缸侧壁炭砖有一定程度的侵蚀，故取炉缸直径14.5m，
则T残=0.45*（3.14/4*14.5*14.5*3.15）*7.0＝1277.64（t）
考虑到炉缸内渣铁混合物，取安全系数0.9
1277.64/0.9=1419.6（t）
按照炉内残铁量为1419.6吨准备；经在新1号高炉作业区铁罐线、炉缸现场考察，残铁眼位置标高尚可，故选用炉缸90°方向2、3、4道放残铁。
四、放残铁的操作
根据相关经验，为确保炉内残铁的温度和流动性，自高炉空料线降料面工作结束至烧开残铁口残铁流出，时间应控制在24h以内。
（1）降空料线结束休风后，用耐材保护好炉缸冷却壁供水环管、炉底排水环管。此项作业大约1小时。
（2）残铁沟前端铺设施工。大约2小时。
（3）残铁沟前端砌砖、捣料、烘烤。大约1-2小时。
（4）高炉休风后，经指挥小组同意，开始切割炉壳（大约2小时），清理炉壳内的碳捣料层和杂物，严禁向该部位打水清扫。然后烧冷却壁（2-3小时）。对切割下的炉壳和冷却壁及时运走，不得妨碍放残铁作业。
（5）切割部分800*1000mm内炭砖表面碳捣料层、杂物清理干净，然后测温，在残铁沟和钢甲连接部位以上第一段冷却壁拆除部分砌砖和铺设耐火料，四周缝隙用有水炮泥和料捣实，烘烤沟和残铁孔内的炮泥（料），由放残铁人员验收，确保铁水不得向下渗漏。
（6）泥套制作完毕然后向里钻炭砖，注意外口开大，不要急于向里，用钻头钻Ф（40、50、60mm）（结合现场情况由炉前负责人定钻头大小），每钻进200mm进行测温。
（7）烧残铁口：烧残铁口要指定专人，在残铁口两旁用两根氧气管，不间断进行，特别注意按确定角度6.35°斜向上烧残铁口，烧同一个孔道，烧开为止。
（8）放残铁：当残铁口处流出残铁后，要有专人看管，保证铁水流入铁罐，出现断流要及时捅或用氧气烧，保证残铁放净。放残铁时在残铁沟两旁安排炉前人员看护铁沟，确保渣铁流动，不在沟内凝固，必要时吹氧、用钢钎、镂耙清理铁沟。
五、放残铁所要注意的事项
1）相关领导要在停炉放残铁整个过程进行看管，保持高炉的炉基以及铁道的干燥，防止其内部含有其他的杂物和脏水
2）对于残铁沟的流口、泥套等要用烘干工具进行烘干保持其干燥，
3）高炉的冷却壁要进行烧干，在烧干之前要保证冷却壁内已经没有水再流动，同时也要用风机将冷却水管进行风干。
4）在对残铁沟两侧的人行走到以及安全楼梯要保证其稳定性，再经由相关的检查部门进行监管防止其在施工过程中发生意外。
结束语：总而言之，对于高炉停炉放残铁的工作要在保证能够排放的前提将高炉内的残铁进行一次全面的排放，要严格的遵守排放残铁的相关规定，防止在排放过程中发生意外，同时也能够为下次残铁排放积累经验，在排放过程一定要保证施工人员的安全。
参考文献：[1]陶林,李广兵,李国森.信钢2号高炉空料线停炉放残铁实践[J].炼铁,2018,37(02):40-42.
[2]张熙玮,张小伟.济钢1~#1750m~3高炉停炉排放残铁实践[J].山东冶金,2019,37(03):20-21.
[3]郭东.太钢4号高炉停炉操作实践[J].炼铁,2018,31(05):48-50.
论文作者:云昭君
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/12
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