夏杰生

　　4月16日~5月3日，山西建邦集團旗下的通才工貿有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)建邦通才）煉鐵廠(chǎng)容積為1860立方米的3號高爐停爐中修，在更換風(fēng)口帶以上的冷卻壁和鋼殼時(shí)發(fā)現，其爐缸出鐵口以上部位的碳復合磚陶瓷杯結構在使用了7年之后，依然完好無(wú)損。

　　4月30日，建邦集團副總經(jīng)理兼總工程師武會(huì )卿在現場(chǎng)對觀(guān)者評價(jià)說(shuō)：此高爐爐缸（陶瓷杯壁）的完好程度超出了人們的想象，據此狀況估算，該爐底爐缸結構還可以再使用10年以上。

　　對碳復合磚的研發(fā)過(guò)程十分熟悉的全國知名煉鐵專(zhuān)家、北京科技大學(xué)原校長(cháng)楊天鈞教授得知后評價(jià)說(shuō)：“碳復合磚的研發(fā)和應用是具有自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)和技術(shù)集成，是高爐爐缸和爐底用耐火材料的重大革新，有力地推動(dòng)了高爐安全長(cháng)壽技術(shù)的跨越式發(fā)展?！?/p>

　　國家發(fā)明專(zhuān)利助煉鐵界圓夢(mèng)

　　該高爐爐缸爐底采用的是由河南省鞏義市第五耐火材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)五耐）聯(lián)合河南科技大學(xué)、北京科技大學(xué)創(chuàng )新研發(fā)的，并榮獲多項國家發(fā)明專(zhuān)利和冶金科學(xué)技術(shù)獎的科技成果，其中就包括一項由趙永安、校松波、張燦星、張曉雷、張亞鋒研發(fā)的“碳復合磚及其生產(chǎn)方法”成果，兩項由趙永安、武會(huì )卿、張曉雷、李明歡研發(fā)的“安全長(cháng)壽高爐爐底爐缸結構一、二”成果。

　　該高爐爐缸爐底結構創(chuàng )造出如此長(cháng)的使用壽命不是偶然的。據五耐主管技術(shù)的副總經(jīng)理趙永安介紹，五耐碳復合磚是普通碳磚加陶瓷杯的復合材料，建邦通才煉鐵廠(chǎng)3號高爐爐缸采用了碳復合磚加一層陶瓷杯的雙重砌筑結構，沒(méi)有用碳磚，這是供需雙方的創(chuàng )新之舉。在此前，該廠(chǎng)2號高爐爐缸爐底僅僅采用了五耐單一碳復合磚結構，至今已生產(chǎn)了12年，仍在滿(mǎn)負荷生產(chǎn)，單位爐容產(chǎn)鐵量已近1.5萬(wàn)噸/立方米，從未進(jìn)行過(guò)大修，也未護爐。而該廠(chǎng)3號高爐爐缸爐底采用碳復合磚加陶瓷杯的雙重結構，其使用壽命比2號高爐還要長(cháng)。

　　圖為4月30日供需雙方的技術(shù)人員在對因更換高爐冷卻壁和鋼殼而停爐中修的建邦通才3號1860m3高爐完好如初的碳復合磚+陶瓷杯爐缸、爐底結構進(jìn)行勘測。（武會(huì )卿 攝）

　　在煉鐵生產(chǎn)中，高溫冶煉條件和熔融流動(dòng)的鐵水極易對爐缸磚襯造成損傷，幾乎每年都有爐缸燒穿的嚴重事故發(fā)生。據不完全統計，近幾年國內就有50多座大型高爐爐缸爐底發(fā)生了燒穿事故。一座3000立方米級高爐爐缸被燒穿，直接損失約5000萬(wàn)元，還可能造成人員傷亡，而且不少事故發(fā)生在爐役的初期，有的甚至開(kāi)爐不到一年。事故的不可預知性成為生產(chǎn)中重大的安全隱患。因此，提高爐缸爐底磚襯的抗損傷能力，是確保爐缸爐底長(cháng)壽和安全生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵?？梢哉f(shuō)，在高爐經(jīng)受高溫、腐蝕、沖刷、磨損、破損的條件下，如何提高爐缸爐底磚襯的抗損能力實(shí)現高爐長(cháng)壽是煉鐵工作者長(cháng)久以來(lái)一直夢(mèng)寐以求的期盼。如今，這份期盼被以五耐為首的耐材科技工作者用他們的發(fā)明專(zhuān)利實(shí)現了。

　　國內煉鐵界和耐材界的多位權威專(zhuān)家認為，五耐研發(fā)的“復合型碳復合磚+陶瓷杯型爐缸”結構具有重大意義。它既可保證整體砌筑結構穩定，又可有效克服傳統的“陶瓷杯+常規碳磚”結構穩定性差、陶瓷杯壽命短兩大缺陷，是具有普及技術(shù)優(yōu)勢的新一代爐缸爐底結構磚。

　　專(zhuān)利技術(shù)打造陶瓷杯合格“保鏢”

　　武會(huì )卿認為，確保高爐長(cháng)壽是一個(gè)系統工程，就像人一樣，長(cháng)壽一靠遺傳因素，二靠后天保養。建邦通才的高爐長(cháng)壽既靠操作管理，又與爐缸用磚和砌筑技術(shù)等因素有關(guān)。以往，普通陶瓷杯的使用壽命僅為1~3年，人們認為沒(méi)有辦法讓砌筑在爐缸壁的陶瓷杯和普通碳磚長(cháng)期存在，侵蝕是早晚的事。這是因為人們一直找不到陶瓷杯的合格“保鏢”——“渣墻鐵壁”。而建邦通才煉鐵廠(chǎng)3號高爐采用的雙重緊密結合結構的實(shí)踐充分證明，在五耐碳復合磚獨具特色的傳熱梯度下，可在陶瓷杯前面形成“渣墻鐵壁”，且長(cháng)期存在。這種“渣墻鐵壁”的實(shí)質(zhì)就是在高溫鐵水與磚襯間形成一個(gè)半熔融的“渣鐵殼”，將高溫的鐵水和耐材隔離開(kāi)來(lái)，改變了整個(gè)爐襯的物理結構。這種理念和現實(shí)顛覆了以前人們認為在爐缸不能形成“渣鐵殼”的思想，是煉鐵和耐材界的一大創(chuàng )新。

　　“該3號高爐爐缸爐底結構狀態(tài)仍像一個(gè)還很年輕的小伙子?！蔽鋾?huì )卿形象地評價(jià)道。這樣的結構狀態(tài)為用戶(hù)節省了巨額的維護費用，如果算上高爐因爐缸燒穿而造成的大修、停產(chǎn)，加上鐵產(chǎn)量損失和護爐費用，就可達到近億元。另外，從國外進(jìn)口的同類(lèi)碳磚每噸價(jià)格需3萬(wàn)~4萬(wàn)元人民幣，而五耐碳復合磚每噸價(jià)格才1萬(wàn)多元。目前，全國已有105座高爐采用了五耐碳復合磚，不僅均取得了安全長(cháng)壽的使用效果，而且為煉鐵廠(chǎng)節約成本、降低消耗和維護費用立下了汗馬功勞。事實(shí)證明，該產(chǎn)品不僅性能優(yōu)于國外進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品，而且完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品，更可以在全國大高爐上廣泛采用。

　　金杯銀杯不如用戶(hù)口碑

　　據五耐總經(jīng)理張佳磊和趙永安介紹，碳復合磚是根據爐缸的工況條件綜合考慮了各種原料的搭配制成，既保留了碳磚和陶瓷杯各自的優(yōu)點(diǎn)，又克服了它們的不足，重點(diǎn)解決了碳磚的抗水蒸氣氧化性、抗鋅侵蝕性和抗鐵熔蝕性差的三大難題。在冷卻設備漏水和鋅負荷高的情況下，碳復合磚能夠保證磚襯結構的穩定，而在冷卻強度不夠、鐵水直接接觸磚襯時(shí)，其優(yōu)異的抗鐵熔蝕性又能抗得住鐵水的熔蝕，為冷卻強度的恢復再次形成保護層贏(yíng)得時(shí)間，從而確保爐缸有較長(cháng)的使用壽命。而傳統的碳磚和陶瓷杯只是從各自單一的方面去考慮，無(wú)法徹底解決問(wèn)題。

　　除3號高爐外，建邦集團的其余3座高爐也都采用了五耐單一碳復合磚砌筑，根據各座高爐的使用現狀估計，都能再使用10年以上不用大修。建邦通才為五耐出具的用戶(hù)質(zhì)量報告指出，采用五耐碳復合磚結構可產(chǎn)生下列4個(gè)方面的效益：一是比傳統結構爐缸有一定的擴容（爐缸磚襯可以薄一些），爐容可擴大15%左右；二是永久性陶瓷杯爐缸的誕生，可延長(cháng)高爐使用壽命2倍以上，比傳統結構減少維護和投資費用3000萬(wàn)元以上；三是實(shí)際單位容積產(chǎn)鐵可提高2倍以上；四是鐵口炮泥用量比常規減少15%~20%（鐵口內爐墻侵蝕少，泥包?。?。建邦人建議，一旦其目前最長(cháng)爐齡的2號高爐（2007年投產(chǎn)，全世界第一座碳復合磚高爐）因明后年產(chǎn)能置換被迫停爐，希望五耐人能將爐缸的碳復合磚拉回廠(chǎng)里，建一個(gè)長(cháng)壽爐缸磚博物館，讓更多的煉鐵人與耐材人士更深入詳細了解碳復合磚，從而使其在我國煉鐵高爐上得到更廣泛推廣。