刘晓勇 任彬
新疆八一钢铁股份有限公司炼铁厂 新疆乌鲁木齐830022
摘要 本文围绕八钢2#高炉（2500m3）的生产现状，针对主沟冲击区及渣铁线蚀损情况，不断优化铁沟制作参数、日常维护及管理，从而提高主沟通铁量，降低浇注料单耗。为此，开展了为期一年的工业试验，现吨铁浇注料的消耗量逐步降低，截止至2021年3月取得了显著成效。
关键词 储铁式主沟；通铁量；破损机理；放沟热补；单耗
1 前言
八钢2#高炉采用储铁式主沟，内衬由永久层和工作层构成。虽长期应用，但耐材的消耗量较国内仍有差异，我国绝大多数高炉的此消耗量在0.5kg/THM左右，八钢2#高炉主沟工作层浇注料消耗量在0.8kg/THM，但其耐材的消耗量较国内水平仍有很大差距。其原因主要与工作层内衬反复频繁地受到高温铁水和熔渣的冲刷、磨损和腐蚀有关。尤其是主沟段的耐火材料内衬受到的侵蚀作用更甚。
2 储铁式主沟的概况
主沟为半贮铁式固定主沟，主沟钢壳用钢板焊成，内衬有永久层和工作层组成，主沟型式与耐材结构需首要满足的工艺原则为能保证良好的渣铁分离、确保水渣冲制和出铁场结构及生产安全。主铁沟长度定为15m，宽度1m，深度1.1m，坡度2%（受出铁场限制）。
八钢2#高炉储铁式主沟参数图如下：
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3 破损机理
3.1 铁水和炉渣的机械冲刷磨损
出铁沟内衬使用时受到高速含渣铁流的严重冲刷磨损作用。八钢2#高炉出铁流速在4-5t/min，侵蚀严重的回旋区在主沟前段4-5m处。
出铁沟内衬的使用寿命与Al2O3-SiC-C浇注料的高温抗折强度有密切关系。高温抗折强度增加，侵蚀速度降低。同时出铁沟工作层的浇注参数设计不合理，使渣铁流速加大，也会缩短出铁沟内衬的寿命。
3.2 化学侵蚀
八钢2#高炉主沟破损最先发生在渣区，铁区侵蚀量较少。炉渣侵蚀的机理是：以Al2O3-SiC-C为主要成分的出铁沟内衬被炉渣浸润，炉渣可沿内衬表面上升，形成很薄的（90-1200um）。空气通过这层渣膜进入内衬，使SiC氧化，促进耐火材料的结构蚀损。
3.3 热震损毁
热震损毁是出铁沟内衬的主要损毁机理之一。八钢2#高炉的热震损毁主要表现以下两个方面：其一，出铁沟内衬施工后在干燥和烘烤时可能会出现裂纹；其二，在使用过程中，反复受到500℃、1500℃温度循环变化作用，产生横向和纵向裂纹，加剧内衬的浸透和侵蚀。
4提高主沟通铁量降低主沟浇注料吨铁单耗的改进措施
储铁式主沟工作层浇注料的消耗量是主沟型式和沟衬结构、耐材品质、维护修理与施工质量等多因素的综合结果。但主沟型式、内衬结构、耐材品质和施工维护等却是直接影响主沟通铁量的关键因素。
主沟浇注料本身使用性能因供应商、浇注料价格等原因不做分析。因此，提高八钢2#高炉主沟通铁量降低单耗的途径主要有三条：
一是最大限度的增加“回旋区”两侧的料层厚度，将沟宽1000mm降低至900mm，向小井侧增加撇渣器厚度，由800mm增加至900mm。目的是提高主沟一次不修补通铁量。
二是沟宽增加至1700mm时休沟，剔除主沟两侧氧化料支模热补，能够节省主沟两侧残存及撇渣器用料量。
三是日常维护及管理。具体措施如下：
（1）做好保温工作：主沟应尽量加盖，减轻由于稳度变化造成的热震破坏，由于检修等原因主沟停用，放尽残铁后要考虑用煤气火保温。
（2）少放残铁：生产中应尽量做到连续过铁，少放残铁，避免氧化及热震损伤，一般来说，放一次残铁，寿命将缩短3～4天。
（3）主沟表面检查：白班点检人员对能够直观目测的沟衬关键部位。保持沟衬耐材厚度≥200 mm。
（4）沟衬熔损判断：一方面通过渣铁表面沟衬目测和实测，另一方面通过过铁量统计。
（5）放残铁操作：出现下列情况主沟内贮铁必须放净。沟衬需要修补时；沟衬熔损程度难以判断时；大于8h不出铁时。
5试验效果
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试验效果表明，随着主沟浇注参数的不断优化，主沟的一次不修补通铁量已由试验之初15.2万吨提高到18.9万吨，一代沟龄耐材单耗从0.8kg/THM下降到0.68kg/THM。
6 结语
针对八钢2#高炉实际情况，从主沟浇注的技术参数、日常的维护及管理入手，提高主沟一代沟龄的通铁量，延长主沟使用周期，降低主沟耐材的吨铁单耗。本项目的工作可归纳如下：
（1）根据高炉生产效率选择适度过铁断面的主沟工作层工艺尺寸，在生产中不断改进施工技术，提高主沟一次不修补通铁量。
（2）在主沟一代沟龄中后期，对主沟进行一次小修，对主沟两侧的氧化料进行剔除，修补因热震产生的裂缝，重新支模浇筑。
（3）提高主沟通铁量不仅需要合理搭配浇注料并按标准施工，同时还需要严谨的日常管理给予配合。