李延宏  閆浩宇  劉德全

（四川省達(dá)州鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司煉鐵廠）

摘  要  本文對達(dá)鋼1780m3高爐風(fēng)口頻繁損壞的原因進(jìn)行了分析，并且針對風(fēng)口小套壽命較短的這一主要情況，針對性的采取了改進(jìn)風(fēng)口小套制造、改進(jìn)煤槍結(jié)構(gòu)、建立插搶管理體制和保證爐缸活躍及爐況穩(wěn)定順行等措施，風(fēng)口損壞數(shù)量減少了100%，使風(fēng)口小套壽命得到有效延長，為高爐穩(wěn)定、低耗生產(chǎn)提供了有力保障。

關(guān)鍵詞  風(fēng)口損壞  煤槍結(jié)構(gòu)  爐缸活躍 

1  前言

2019年4月7日，達(dá)鋼1780m3短期燜爐檢修后投產(chǎn)，5月份高爐強(qiáng)化冶煉，各項(xiàng)指標(biāo)較好。2019年7月～11月共損壞45個(gè)風(fēng)口小套，嚴(yán)重影響了高爐的生產(chǎn)組織和高爐的穩(wěn)定高產(chǎn)。為此煉鐵廠認(rèn)真查找風(fēng)口小套頻繁損壞的原因，對風(fēng)口的材質(zhì)、噴吹壓力、煤槍結(jié)構(gòu)、插槍操作等方面進(jìn)行了深入分析，并采取了相應(yīng)的治理措施，通過針對性的對策，取得了顯著的效果。

2  風(fēng)口小套損壞情況

為了找到風(fēng)口小套頻繁破損的主要原因，對達(dá)鋼1780m3高爐2019年7月～11月風(fēng)口損壞情況進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，見表1。為更加直觀明了，對風(fēng)口小套損壞情況做了柱狀分析圖，見圖1。

3  風(fēng)口小套損壞的原因分析

3.1  風(fēng)口小套制造的缺陷

由于風(fēng)口內(nèi)部焊縫與前端較近，一旦遭遇煤流洗刷，焊縫處便成為薄弱部位，一方面由于這些焊縫相對比較突出，成為應(yīng)力比較集中的地方，有些風(fēng)口在磨蝕不到2mm的深度時(shí)便開始漏水，甚至出現(xiàn)整個(gè)焊縫開裂的現(xiàn)象，如圖3所示。另一方面，由于焊接后的銅晶粒粗大，強(qiáng)度和韌性都會(huì)降低，也就使焊縫處成為最容易損壞的部位。再一方面，由于風(fēng)口小套內(nèi)壁銅的厚度不均勻，有些部位厚度大于15mm，有些部位厚度不足15mm，假如有些焊縫處銅的厚度達(dá)不到要求時(shí)，便成為更薄弱的部位。

從圖1可看出，直接破損的風(fēng)口小套數(shù)目為0，燒損的風(fēng)口小套數(shù)目占4.44%，磨損的風(fēng)口小套數(shù)量占95.56%，風(fēng)口小套損壞的現(xiàn)場圖片見圖2、圖3、圖4。

3.2  煤槍結(jié)構(gòu)的缺陷

由于高爐風(fēng)口小套前端理論燃燒達(dá)2200-2300℃，普通煤槍的抗高溫性能較差，煤槍易出現(xiàn)變形、下塌的現(xiàn)象，一旦變形量達(dá)到一定程度，且又未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)造成煤流發(fā)生改變，煤粉洗刷風(fēng)口小套內(nèi)壁致小套損壞。

3.3  煤槍操作的缺陷

由于每個(gè)看水工的經(jīng)驗(yàn)不同，沒有先進(jìn)的檢查手段，日常調(diào)整時(shí)只能靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，以及各高爐實(shí)際情況不同，可能會(huì)存在煤槍的插入深度、插入的角度不當(dāng)，形成煤流長期洗刷風(fēng)口小套的現(xiàn)象。

3.4 噴煤系統(tǒng)的影響

我廠噴煤系統(tǒng)補(bǔ)氣量大，噴煤的固氣比低，只要10～20kg/m3，屬稀相輸送。加之分配器壓力與高爐熱風(fēng)壓力差值波動(dòng)大，煤粉的流速快對管道、噴槍、小套的磨損較大，降低了設(shè)備的使用周期。

3.5  綜合因素的疊加加劇了小套的損壞

為了更換漏水小套，高爐休風(fēng)次數(shù)增加，休復(fù)風(fēng)所形成的溫差變化，及爐墻渣皮波動(dòng)，又加劇了部分磨損風(fēng)口小套的開裂和損壞，造成惡性循環(huán)，同時(shí)休復(fù)風(fēng)氣流的變化引起渣皮波動(dòng)，可能會(huì)造成風(fēng)口小套熔損，圖4屬高爐爐墻掉下的渣皮熔損了風(fēng)口小套外沿。

4  解決風(fēng)口小套磨損的對策

4.1  改進(jìn)風(fēng)口材質(zhì)和制造

為了提高風(fēng)口小套抗耐磨能力，一方面要改進(jìn)風(fēng)口材質(zhì)，雖然之前風(fēng)口前端焊縫處有一層耐磨層，經(jīng)與風(fēng)口廠家協(xié)商，增加風(fēng)口前端及焊縫處的耐磨層厚度。另一方面，制造風(fēng)口時(shí)，提高焊接質(zhì)量，同時(shí)保證風(fēng)口小套內(nèi)壁的銅的厚度均勻，厚度大于15mm。

4.2  改進(jìn)噴槍結(jié)構(gòu)

針對普通噴槍抗高溫性能差，煤槍易變形、下塌，采用新型的半陶瓷防變型彎槍，防變形煤槍在運(yùn)行過程中幾乎不變形，不需要調(diào)槍，因此不存在煤槍刷風(fēng)口的問題，從而解決了其磨漏小套的問題，如圖5所示。

4.3  建立插槍管理體制

根據(jù)風(fēng)口小套的長度及防變型彎槍的情況，尋找最佳的插槍位置和角度，增加煤槍調(diào)節(jié)次數(shù)，保證煤流在風(fēng)口小套的正中。建立煤流磨套的考核體制，大幅減少了煤流對風(fēng)口小套的洗刷所造成的小套損壞。

4.4  優(yōu)化噴煤系統(tǒng)

將我廠噴煤系統(tǒng)補(bǔ)氣量降低至400-500m3/h，提高噴煤的固氣比，40～60kg/m3，將稀相輸送變?yōu)闈庀噍斔?。同時(shí)穩(wěn)定分配器壓力與高爐熱風(fēng)壓力差值，使壓差值在0.1-0.15MPa，降低并穩(wěn)定煤粉的流速，大幅減少了對管道、噴槍、小套的磨損，增加了設(shè)備的使用周期。

4.5  增設(shè)風(fēng)口成像裝置

由于風(fēng)口平臺(tái)屬高溫、高煤氣的區(qū)域，各個(gè)看水工的經(jīng)驗(yàn)不同，為防止點(diǎn)檢不及時(shí)，調(diào)整不及時(shí)，2019年底增設(shè)了風(fēng)口在線成像裝置，將采集到的視頻信號傳至高爐主控室，通過分屏技術(shù)在監(jiān)視器屏幕上顯示出各個(gè)風(fēng)口的圖像，使值班工長和看水工在主控室的監(jiān)視器上實(shí)時(shí)在線觀察風(fēng)口的圖像，監(jiān)視各風(fēng)口的工作狀況、煤粉噴槍的噴煤狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴槍煤流不正和異常情況，避免了看水工錯(cuò)判或漏判。

4.6  保證爐缸活躍及爐況穩(wěn)定順行

高爐爐缸活躍、穩(wěn)定順行是煉鐵生產(chǎn)順暢的基本要求，所以爐缸在任何位置產(chǎn)生堆積，都有可能發(fā)生風(fēng)口套燒損，低溫度堆積、高堿度堆積、石墨炭堆積均是高爐爐缸堆積的主要原因。另外，慢風(fēng)時(shí)間長，風(fēng)速不合理，冷卻水漏水，基本制度不合理，也都會(huì)造成爐缸堆積。因此，一方面抓好日常高爐操作，平衡好熱制度、造渣制度；加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢，減少休慢風(fēng)；另一方面，抓好原燃料穩(wěn)定，減少原料波動(dòng)對高爐的影響；只有方方面都做到了，才保證高爐穩(wěn)定順行。

5  風(fēng)口小套損壞治理效果

通過上述對策，小套損壞得到根本性的解決，2019年12月～2020年2月，達(dá)鋼1780m3再未出現(xiàn)風(fēng)口小套損壞的現(xiàn)象，高爐休風(fēng)率也因此大大降低，為高爐穩(wěn)定、低耗生產(chǎn)提供了有力保障，見圖6。

6  結(jié)論

（1）高爐爐缸活躍、穩(wěn)定順行是煉鐵生產(chǎn)順暢的基本要求，也是減少風(fēng)口小套燒損的關(guān)鍵。

（2）改進(jìn)風(fēng)口小套材質(zhì)、改進(jìn)噴槍結(jié)構(gòu)、優(yōu)化噴煤系統(tǒng)的措施，可以降低風(fēng)口小套磨損的幾率。

7  參考文獻(xiàn)

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[3] 王業(yè)飛.南鋼2號高爐風(fēng)口小套燒損原因及對策[J].現(xiàn)代冶金，2017.01.