沙钢4#高炉中修采用了华西科技研发的炉缸整体浇注技术，后因为产能政策需求，于2022年安排停炉。沙钢集团就4#高炉中修项目作了分析报告。
一、沙钢4#高炉简介及炉型参数
沙钢4#高炉，于2013年2月28日投产，投产初期两年高炉顺行状况良好，全年无崩悬料。
2016年开始，因大量使用高锌物料，锌负荷最高达到1.8㎏/t，加上长期使用水熄焦，高炉顶温不足，排锌能力差，导致高炉结厚严重，高炉炉型遭到破坏，高炉逼迫强烈发展边缘，由于铁水环流增加，炉缸侵蚀加剧，炉缸温度上升明显 ， 局 部 水 温 差 达 到 0.7℃ ， 热 流 强 度 达 到12785.3Kcal/m2.h ，炉皮温度达到55℃。高炉先后采取加钒钛矿、缩小风口面积、控制冶强、堵风口等护炉措施。
据业内统计，华西炉缸整体浇注技术已经成为快速修复高炉的首选方案，沙钢在新技术的运用上当仁不让，勇做新时代科技创新排头兵。于2019年对4号炉实施炉缸浇注，由河南华西科技集团承接。后因政策需要，在使用2年4个月后停炉，经过现场测量，炉缸侵蚀状态良好，超预期目标。
华西炉缸整体浇注技术浇注的陶瓷杯与炭砖的无缝隙结合，使炉缸结构更加紧密；不存在传统陶瓷杯与炭砖间的填充层，减少了热阻，使浇注炉缸整体传热效率得到保证，达到传热平衡，保护炉衬安全，避免隐患的发生。浇注炉缸的厚度接近原来陶瓷杯的厚度。
二、炉缸浇注前温度趋势
2019年11月中修之前，炉缸温度标高7.64m, TE6107-4A5电偶插入深度250mm，最高温度760℃，水温差最高0.7℃，热强度12785.3Kcal/m2.h。
三、炉缸浇注及侵蚀状态评估
1、中修前侵蚀状态
从扒炉情况看，高炉侵蚀比较严重，且呈不规则侵蚀，主要是高炉炉底两根进水管入口处侵蚀非常严重。如图所示，其中7层象脚区侵蚀最为严重，横向正北偏西14#-15#风口下方，正南偏西6#-7#风口下方最严重，6#-7#风口对应位置碳砖残余量最少为20mm，14#-15#风口对应位置碳砖残余量最少为25mm，根据现场测量数据绘制侵蚀模型整理如下：
2、炉缸浇注及后期侵蚀状态评估
炉缸浇注施工周期2019年11月7~12月8日，历时30天，其中放残铁扒炉清理15天，浇注5天，喷涂2天，其他工作2天，烘炉6天。
具体炉缸浇注方案经过华西科技工程专家和沙钢工程师充分讨论后，最终确定如下：
■对风口带、炉缸炉底、修复碳砖部分分别使用风口带浇注料、炉缸浇注料、高导热浇注料进行设计。
■分成6段进行浇注，炉底两层厚度800mm，扒渣门以上侧壁厚度350mm，扒渣门侧壁厚度为700mm。形成高炉内衬如右图：（具体浇注细节略）
四、炉缸浇注后生产简析
高炉在浇注后，炉缸水温差进入比较良好的受控状态，长期稳定在0.3℃左右，热流强度在5000 Kcal/㎡.h以下，扒渣门温度也总体良好。由于炉体安全受控、炉型恢复良好，高炉风量富氧使用水平均大幅度提升，生产指标刷新历史最好水平，燃料比520㎏，最高月平均日产接近4000吨。
高炉冷却方式的改变：考虑多座高炉拆除后发现炉底侵蚀非常少，更多是炉缸环碳，象脚区域，所以适当降低炉底冷却水量，由350m³/小时减到300m³/小时，以期望形成锅底式侵蚀，从而减缓炉缸侧壁侵蚀。
炉缸浇注生产后，直到2022年3月停炉，炉缸温度整体较平稳，最高点标高7.64m, TE6107-4A5电偶温度一直稳定在250℃以内，水温差最高0.2℃，热强度5000K cal/m2*h以下，按照炼铁厂炉体管理制度管控级别来分，属于安全范围。
五、停炉后对浇注料侵蚀情况调查
时至2022年3月26日，因为产能政策需求，4号炉安排停炉，中修后生产了2年4个月。因为是破坏式拆除方式，所以对总体侵蚀状态还原增加了较大难度。但是停炉前整体水温差及各层温度比较正常。结合拆除下来的各部位的残留耐材进行测量，分析推断如下;
◆炉底残浇注料留厚度通过测量为550mm，原始厚度800mm，侵蚀了250mm。
◆扒渣门以上，侧壁浇注料残留厚度200~300mm不等，原始厚度350mm。
◆象脚区浇注料残留厚度为550mm，原始厚度700mm。
◆由此还原高炉浇注料侵蚀图，如下所示，天蓝色线为侵蚀。
六、总结
1、高炉炉体安全是所有高炉操作管理者的首要任务，要结合原料情况、生产强化程度选择合理的冷却制度和送风制度，最终形成合理的侵蚀状态。
2、高炉后期的护炉工作尤为重要，沙钢更多高炉是采用了提前、少量、长期的护炉方式，确保了炉体安全总体受控。
3、高炉中心气流是否活跃对炉体安全至关重要，不建议轻易采取发展边缘操作制度。
4、华西科技炉缸整体浇注技术（专利号：ZL201610353176.4）是一种快速修复高炉炉缸及陶瓷杯的方式，目前得到广泛认可。
5、沙钢4#高炉中修前侵蚀状态比较严重，局部区域已经达到警戒温差和热流水平，幸好及时中修浇注。炉底、炉缸浇注料在使用2年4个月后，侵蚀状态总体良好，如果没有拆除，按照当前侵蚀状态，预计可以用到3~4年，超预期使用年限。
参考文献：沙钢集团《沙钢4#高炉炉缸侵蚀状态分析》
