摘  要   對(duì)玉鋼1080m3高爐休復(fù)風(fēng)風(fēng)口頻繁破損的原因進(jìn)行了分析，并且針對(duì)風(fēng)口小套破損的類型及破損機(jī)理進(jìn)行了介紹，針對(duì)性的采取諸如休風(fēng)前用料結(jié)構(gòu)調(diào)整，爐溫及堿度控制，休風(fēng)時(shí)風(fēng)口校正，煤槍結(jié)構(gòu)優(yōu)化及插槍技術(shù)改善，提高風(fēng)口小套耐磨性等措施，減少高爐休復(fù)風(fēng)造成風(fēng)口小套破損，為高爐快速恢復(fù)達(dá)產(chǎn)，改善經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)提供有力保障。

關(guān)鍵詞   用料結(jié)構(gòu)  風(fēng)口破損  風(fēng)口校正  經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

玉鋼1080m3高爐，于2011年5月28日投產(chǎn)，共計(jì)20個(gè)風(fēng)口。2016年1月至2017年7月，有42個(gè)風(fēng)口小套是在休復(fù)風(fēng)過程中被損壞的，其中2016年2月～7月就損壞40個(gè)，頻繁的休復(fù)風(fēng)嚴(yán)重影響高爐的正常生產(chǎn)組織，尤其單系統(tǒng)生產(chǎn)的高爐，將給整個(gè)公司生產(chǎn)組織陷入癱瘓，成本上升。為此玉鋼煉鐵廠認(rèn)真組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行分析，查找風(fēng)口小套頻繁損壞的原因，對(duì)用礦結(jié)構(gòu)、高爐操作制度、小套材質(zhì)、風(fēng)口冷卻及上翹情況、煤槍結(jié)構(gòu)及插槍技術(shù)等方面進(jìn)行深入透徹的分析，并采取了一系列應(yīng)對(duì)措施，通過總結(jié)實(shí)踐，取得了明顯成效。

1  風(fēng)口小套破損類型情況統(tǒng)計(jì)

玉鋼煉鐵廠為了找到1080m3高爐風(fēng)口小套頻繁損壞的主要原因，對(duì)2016年2月～7月風(fēng)口小套損壞情況進(jìn)行了如下統(tǒng)計(jì)，詳見表一。

從上圖可以看出熔損的風(fēng)口小套占80%，磨損和熔損開裂的風(fēng)口小套各占10%，各類型破損的風(fēng)口小套實(shí)物見圖2～4。

2  風(fēng)口小套破損類型的原因分析

2.1  熔損

（1）高爐爐缸不活，有堆積造成休復(fù)風(fēng)爐況不順風(fēng)口小套熔損。

2016年玉鋼煉鐵廠1080m3高爐2月28日～3月7日計(jì)劃休風(fēng)復(fù)風(fēng)后造成19個(gè)風(fēng)口小套、5個(gè)風(fēng)口中套頻繁損壞更換的主要原因之一就是爐缸工作不均勻，局部有結(jié)厚和堆積造成的。休風(fēng)前由于1#熱風(fēng)爐熱風(fēng)出口組合磚塌陷、脫落，從2015年10月份開始出現(xiàn)風(fēng)口堵磚現(xiàn)象，2016年1月11日至2月25日期間，因處理3#～5#風(fēng)口堵磚，慢風(fēng)2次共計(jì)345min，休風(fēng)3次共計(jì)695min，清理出大量的磚襯。磚卡堵造成風(fēng)口進(jìn)風(fēng)不均勻，形成爐缸工作不均、局部結(jié)厚。同時(shí)，鐵口深度變深，減少打泥量后鐵口深度仍沒有明顯變化，時(shí)常出現(xiàn)鐵口難開的現(xiàn)象，渣鐵排放不均衡，有爐缸邊緣堆積的征兆，爐缸堆積后，高爐死焦堆透液性變差，加上剛剛生成的渣鐵物理熱低、流動(dòng)性差，不能及時(shí)滲透到爐缸致使風(fēng)口前有渣鐵聚集，從而燒壞風(fēng)口，燒損部位一般多在風(fēng)口下部，如圖4。

（2）高爐邊緣過渡發(fā)展造成休復(fù)風(fēng)爐況不順風(fēng)口小套熔損。

由于高爐休復(fù)風(fēng)時(shí)邊緣氣流過剩，高爐在邊緣的反應(yīng)增加，生成的渣鐵量也大，相對(duì)于正常情況下渣鐵沿風(fēng)口回旋區(qū)表面進(jìn)入爐缸，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)少量渣鐵沿爐墻下滴，當(dāng)有少量渣鐵滴打在風(fēng)口上端，就會(huì)造成風(fēng)口損壞。這種原因造成的風(fēng)口損壞部位一般多在風(fēng)口的上部，燒漏的孔洞多呈現(xiàn)外大內(nèi)小，類似水滴穿石的現(xiàn)象，如圖2。

（3）高爐不順、懸料處理過程鼓風(fēng)動(dòng)能不足造成長(zhǎng)期慢風(fēng)、坐料引起風(fēng)口小套熔損。

高爐休復(fù)風(fēng)由于鼓風(fēng)動(dòng)能不足，風(fēng)口回旋區(qū)變小，渣鐵就可能熔損風(fēng)口的前端；懸料減風(fēng)坐料甚至休風(fēng)坐料，存在風(fēng)口灌渣的可能，從而使風(fēng)口熔損；也可能料柱從上部突然下落，導(dǎo)致風(fēng)口破損，特別是長(zhǎng)時(shí)間頑固懸料，更是危險(xiǎn)，如圖5。

總之，鐵水燒壞風(fēng)口小套的機(jī)理主要是存在固液相反應(yīng)，其反應(yīng)溫度只有700多度，爐內(nèi)小套表面很容易達(dá)到這一溫度，只要有液態(tài)鐵水與銅套接觸，就會(huì)燒壞風(fēng)口。

2.2  磨損

（1）噴煤工藝中煤粉沖刷的原因造成的磨損。

高爐復(fù)風(fēng)噴煤后，由于噴槍槍位不正，噴吹煤粉射流可使風(fēng)口小套內(nèi)側(cè)在很短時(shí)間內(nèi)被磨漏，即使槍位很正，煤粉的摩擦對(duì)風(fēng)口的磨損也是非常嚴(yán)重的，2016年3月1日、3月3日、4日共四個(gè)風(fēng)口小套就是這個(gè)原因造成的損壞，實(shí)物如圖3。

（2）風(fēng)口小套上翹外側(cè)被爐缸內(nèi)爐料磨損。

玉鋼1080m3高爐由于受區(qū)域等原因影響，入爐原燃料中有害元素含量一直較高，詳見表二，有害元素在爐內(nèi)循環(huán)聚集造成風(fēng)口上翹嚴(yán)重，詳見表三，在休復(fù)風(fēng)過程中，由于爐缸工作變化大，上翹風(fēng)口放散了鼓風(fēng)動(dòng)能，風(fēng)口前端渣皮層不穩(wěn)定造成爐料和焦炭不規(guī)則運(yùn)動(dòng)易磨損風(fēng)口小套上端面，如圖6。

3   開裂

2016年6月份燒損的小套中有少部分小套是由于高爐頻繁的更換漏水小套休復(fù)風(fēng)次數(shù)多惡性循環(huán)造成風(fēng)口壁內(nèi)外側(cè)溫度差大，加劇磨損造成的開裂損壞。

4  風(fēng)口小套破損的應(yīng)對(duì)措施

4.1  選擇合理的操作制度

4.1.1  送風(fēng)制度

2016年以來玉鋼原燃料采購(gòu)相對(duì)較雜，品位較低，有害元素不斷升高在爐內(nèi)循環(huán)富聚，加之熱風(fēng)爐送風(fēng)管道塌磚嚴(yán)重，個(gè)別風(fēng)口易卡磚影響進(jìn)風(fēng)合理性，針對(duì)這一情況，玉鋼1080m3高爐在送風(fēng)制度上做了部分調(diào)整，之前20個(gè)風(fēng)口全部采用?405×480×?110斜4°改為?405×420×?115斜7°，之后逐步減少?405×420×?115斜7°風(fēng)口個(gè)數(shù)使用部分?405×420×?110斜7°的風(fēng)口布局，2016年8月休風(fēng)以后玉鋼1080m3高爐進(jìn)風(fēng)面積由0.208m2縮小至0.200 m2；對(duì)熱風(fēng)爐送風(fēng)管道塌磚情況制定日常點(diǎn)巡檢及應(yīng)急處理管理制度，并利用紅外監(jiān)測(cè)儀器做好相應(yīng)跟蹤記錄，掌控好利用每一次計(jì)劃?rùn)z修對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，對(duì)卡磚風(fēng)口進(jìn)行清理確保復(fù)風(fēng)后風(fēng)口進(jìn)風(fēng)不受影響。

4.1.2  裝料制度

根據(jù)爐頂裝料設(shè)備檢修、原燃料及爐體粘結(jié)等造成的爐型變化的情況，每次在休復(fù)風(fēng)過程中都要對(duì)裝料制度進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真采取聽布料進(jìn)行確認(rèn)，以滿足高爐煤氣流的合理分布。

表四為幾次休復(fù)風(fēng)時(shí)布料矩陣變化情況，由表可以看出，每次休復(fù)風(fēng)時(shí)由于礦批、負(fù)荷、風(fēng)量風(fēng)壓變化，高爐要考慮逐步放開兩道煤氣流，在矩陣調(diào)整難以達(dá)到相應(yīng)目的時(shí)，高爐也會(huì)采取臨時(shí)對(duì)布料角度進(jìn)行小幅調(diào)整，達(dá)到調(diào)整料面形狀的目的，如表五所示。

4.1.3  熱制度及造渣制度的選擇

玉鋼1080m3高爐用礦雜，釩鈦負(fù)荷及有害元素較高，每次休風(fēng)前都要適當(dāng)進(jìn)行變料縮礦批改普通礦冶煉，減輕焦炭負(fù)荷，適當(dāng)提高爐溫進(jìn)行洗爐，降低爐渣堿度進(jìn)行排堿操作，根據(jù)2016年幾次休復(fù)風(fēng)過程認(rèn)為較適宜的爐溫控制范圍休風(fēng)前釩鈦礦為[Si]＋[Ti]：0.4～0.5%，R2:1.06±0.02，改普通礦后[Si]：0.5～0.8%，物理熱＞1450℃，R2:1.03±0.02，休風(fēng)時(shí)按照休風(fēng)計(jì)劃加入一定凈焦及堿度調(diào)整。

4.2  設(shè)備管理、優(yōu)化工藝

4.2.1  風(fēng)口校正

     通過日常對(duì)20個(gè)風(fēng)口小套進(jìn)行連續(xù)性監(jiān)測(cè)對(duì)比，計(jì)算出風(fēng)口上翹情況，利用每次休風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)上翹風(fēng)口進(jìn)行校正處理， 2016年2月風(fēng)口上翹角度與橫移角度、爐襯上漲高度測(cè)量情況見表三，通過校正使風(fēng)口達(dá)到進(jìn)風(fēng)的合理性。

4.2.2  煤槍結(jié)構(gòu)優(yōu)化及插槍技術(shù)改善

      為了保障高爐休風(fēng)能快速恢復(fù)達(dá)產(chǎn)，改善各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，盡早噴煤是很好的措施，為了避免噴煤槍在高溫條件下易軟化彎曲變形造成煤粉射流磨損小套，我們對(duì)噴煤槍進(jìn)行了相應(yīng)改造，如增加煤槍管壁厚度縮小通徑（?28×3通徑22改為?28×5通徑18），使用改進(jìn)型的新合金材料制作，改變槍頭斜切角度等；由于每次吹管澆注角度存在一定變化，在插槍的操作上我們做了相應(yīng)規(guī)定，必須兩人配合進(jìn)行煤槍的調(diào)整，尤其復(fù)風(fēng)時(shí)插煤槍要保證噴煤槍插入小套100mm。射流要保證在風(fēng)口中心，當(dāng)班期間觀察1次/小時(shí)，偏離的進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，大幅減少了煤粉射流對(duì)小套的洗刷造成小套損壞，如圖8。

4.2.3  提高風(fēng)口小套耐磨性

為了保證更換的新小套壽命，對(duì)新采購(gòu)來的小套進(jìn)行認(rèn)真檢查，打壓試驗(yàn)，提高小套的抗磨能力，提高小套使用壽命，對(duì)其前端及內(nèi)壁進(jìn)行堆焊加固處理，實(shí)物見圖7。

5  實(shí)施效果

煉鐵廠通過以上措施的實(shí)施，高爐休復(fù)風(fēng)小套損壞得到了有效控制，2017年8月1日～3日高爐計(jì)劃休風(fēng)40h，復(fù)風(fēng)兩個(gè)班就恢復(fù)全風(fēng)操作，整個(gè)休復(fù)風(fēng)過程沒有出現(xiàn)一個(gè)風(fēng)口小套損壞情況，解決了玉鋼高爐長(zhǎng)期休復(fù)風(fēng)頻繁損壞風(fēng)口小套的問題。

6  結(jié)論

（1）高爐風(fēng)口小套頻繁破損與高爐長(zhǎng)周期穩(wěn)定順行密切相關(guān)，根據(jù)原燃料的變化選擇好合理的操作制度是關(guān)鍵，爐缸熱量充沛。 

（2）認(rèn)真跟蹤記錄原燃料有害元素入爐量，休風(fēng)前定期洗爐排堿，保持合理的操作爐型，延長(zhǎng)高爐壽命。

（3）定期跟蹤測(cè)量風(fēng)口小套偏移、上翹情況，利用休風(fēng)時(shí)間進(jìn)行校正調(diào)整，維持合理風(fēng)速和鼓風(fēng)動(dòng)能。

（4）當(dāng)班期間及時(shí)調(diào)整噴槍角度及位置，保證煤粉射流不磨損小套內(nèi)沿，提高小套耐磨性延長(zhǎng)小套使用壽命。

7  參考文獻(xiàn)

[1]  王筱留.高爐生產(chǎn)知識(shí)問答（第3版）[M].北京冶金工業(yè)出版社，2013.1

[2]  王平.煉鐵設(shè)備[M].北京冶金工業(yè)出版社，2006.2