秦憲亮  蘇  波  吳年海

（湖南華菱集團(tuán)湘潭鋼鐵公司）

摘  要  湘鋼煉鐵廠4號高爐近年來風(fēng)口小套破損嚴(yán)重，導(dǎo)致高爐休風(fēng)頻繁，對高爐的正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響；通過研究風(fēng)口破損機(jī)理，分析得出風(fēng)口破損的主要原因是原燃料質(zhì)量的波動、爐役后期爐型不合理、高爐操作不當(dāng)。通過采取優(yōu)化高爐操作制度、加強(qiáng)原燃料管理，能夠有效的降低風(fēng)口破損。

關(guān)鍵詞  高爐 風(fēng)口破損 操作制度

湘鋼4號高爐有效容積為1800m3，設(shè)有26個風(fēng)口，2個鐵口。于2013年2月大修開爐投產(chǎn)，采用并罐無料鐘爐頂。4號高爐目前處于爐役后期，9段冷卻壁損壞嚴(yán)重，操作爐型不合理，高爐圓周氣流分布不均勻；2018年鐵廠產(chǎn)能開始大幅度提升，原燃料供應(yīng)緊張，4號高爐外購焦使用比例上升，焦炭品種倒換次數(shù)增多，高爐爐況穩(wěn)定性差。風(fēng)口小套損壞嚴(yán)重，導(dǎo)致燃料消耗升高、高爐休風(fēng)頻繁，嚴(yán)重制約高爐產(chǎn)能的發(fā)揮。2020年4月下旬鐵廠針對風(fēng)口小套頻繁損壞進(jìn)行系統(tǒng)的分析，采取了相應(yīng)的對策，有效的降低了風(fēng)口損壞，高爐各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有所提升。

1  風(fēng)口損壞和更換情況

2020年4號高爐風(fēng)口小套燒損情況(見表1)。從表1可以看出3、4月份風(fēng)口破損較為嚴(yán)重，休風(fēng)達(dá)6次，風(fēng)口的大量破損對高爐正常的連續(xù)性工作造成重大影響，制約高爐各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的正常發(fā)揮，同時頻繁的休風(fēng)，導(dǎo)致爐缸工作狀況變差，進(jìn)一步加劇風(fēng)口的破損。

從2018年至今，共計更換風(fēng)口118個，其中熔損106個，磨損2個，工藝期調(diào)整5個，過期風(fēng)口更換5個。

2  風(fēng)口損壞原因分析

風(fēng)口損壞基本分三類：熔損、破損和磨損；從4號高爐風(fēng)口破損的情況來分析，大部分風(fēng)口損壞屬于鐵水熔損，鐵水熔損風(fēng)口主要受高爐邊緣氣流發(fā)展、高爐爐缸不活、鼓風(fēng)動能不足。

（1）中心氣流弱化，邊緣氣流不均勻。因4號高爐消耗長期偏高，2020年3月份開始摸索在現(xiàn)有的原燃料條件，通過優(yōu)化上部裝料制度，以達(dá)到降低消耗的目的。調(diào)整后爐況表現(xiàn)受風(fēng)狀況變差，穩(wěn)定性差，中心氣流弱化，邊緣氣流分布不均勻，局部發(fā)展，導(dǎo)致風(fēng)口小套燒損。

（2）計劃檢修周期長，硬質(zhì)壓入料受侵蝕嚴(yán)重，高爐爐型發(fā)生變化。2019年8月15日硬質(zhì)壓入第8次造襯，至2020年4月14日已有8個月，爐襯受到嚴(yán)重侵蝕，高爐爐型不規(guī)則， 嚴(yán)重影響氣流的合理分布，造成爐況波動，從而導(dǎo)致風(fēng)口損壞。

（3）焦炭質(zhì)量的穩(wěn)定性對高爐的透氣性、順行和風(fēng)口、爐缸工作都有很大影響。4號高爐外購焦使用比例占80%左右，品種繁多，焦炭質(zhì)量差別較大（見表3）；日常生產(chǎn)中，更換焦炭品種頻繁，焦炭穩(wěn)定性下降，爐芯焦的透氣透液性下降，從而造成爐缸堆積；爐內(nèi)渣鐵不能順暢的排出，風(fēng)口前就有可能積存渣鐵將風(fēng)口燒壞。

表3可以看，各種焦炭水份波動比較大。4號高爐采用時間法布料，焦炭水份補償采用定值補償，日常生產(chǎn)中，焦炭水份的波動，導(dǎo)致中心焦炭量的波動，高爐中心氣流不穩(wěn)定；焦炭的冷熱強(qiáng)度波動直接影響高爐的透氣透液性，從而導(dǎo)致爐況波動。

（4）高爐操作不當(dāng)，熱制度大幅波動。爐溫大幅度波動會對初渣和終渣的黏度和溶化性產(chǎn)生巨大影響。爐溫過高或過低都會造成渣鐵流動性變差，渣鐵不能順暢的排出爐外，在局部風(fēng)口區(qū)域形成堆積，從而導(dǎo)致風(fēng)口燒壞。1-6月份因爐溫控制不當(dāng)燒壞風(fēng)口2個。

（5）鼓風(fēng)動能不足導(dǎo)致風(fēng)口破損。3、4月份爐況波動，風(fēng)量水平低，導(dǎo)致風(fēng)速動能不足，風(fēng)口回旋區(qū)短，中心吹不透，導(dǎo)致爐缸活躍性變差，風(fēng)口破損增多。

（6）風(fēng)口破損加劇未及時更換，爐內(nèi)漏水增大，導(dǎo)致爐況的波動。3月份上旬南北場鐵口上方各破損風(fēng)口一個，下旬爐前兩鐵口渣鐵排放情況較差。主要表現(xiàn)鐵口噴濺，虧渣鐵；兩場鐵口鐵水溫差明顯，北場物理熱不足。爐缸活躍性明顯變差，高爐爐況穩(wěn)定性變差，31號一天損壞風(fēng)口2個。

3  具體措施

（1）高爐調(diào)整采取以穩(wěn)定邊緣，做強(qiáng)中心（見圖1）。4月14日計劃休風(fēng)觀察料面發(fā)現(xiàn)，邊緣煤氣火很不均勻，料面形狀不合理，料面呈饅頭型。4月下旬4號高爐轉(zhuǎn)變調(diào)整思路（見表4），有節(jié)奏的將礦焦角度外揚，使料面形成合理的V型，調(diào)整后效果明顯，中心氣流增強(qiáng)，邊緣趨于穩(wěn)定，氣流變化見圖1；高爐爐況穩(wěn)定性好轉(zhuǎn)，風(fēng)口損壞現(xiàn)象明顯減少。

（2）采取大風(fēng)量操作，提高鼓風(fēng)動能，活躍爐缸的送風(fēng)制度。提高風(fēng)速動能有利于吹透中心，合適的動能能夠確保中心氣流的穩(wěn)定和中心焦炭的活性，防止?fàn)t缸堆積；同時保證渣鐵熱量充沛，渣鐵反應(yīng)充分，渣鐵排放順暢，從而降低風(fēng)口破損，高爐爐況才能夠長期穩(wěn)定。從圖2中可以看出，3、4月份鼓風(fēng)動能明顯偏低，風(fēng)口小套破損頻繁，5、6月份采取大風(fēng)量操作，提高鼓風(fēng)動能，高爐爐況得到改善，風(fēng)口破損趨勢得到控制。

（3）定期對9段硬質(zhì)壓入造襯。目前4號高爐處于爐役后期，9段冷卻壁破損嚴(yán)重，有計劃的組織對9段進(jìn)行硬質(zhì)壓入造襯，嚴(yán)格監(jiān)督好造襯質(zhì)量，維持合理的操作爐型。4月14日休風(fēng)24h對9段冷卻壁進(jìn)行硬質(zhì)壓入造襯，并對損壞冷卻壁安裝冷卻棒。本次休風(fēng)新裝銅棒29根，更換損壞的銅棒9根；造襯覆蓋9段圓周方向91個灌漿孔，壓漿用料約8t；其中根據(jù)壓入料量和鉆孔殘余料情況，判斷14#、15#、18#、26#冷卻壁區(qū)域侵蝕較為嚴(yán)重。根據(jù)以往造襯高爐運行情況，3個月進(jìn)行一次最為合理。

（4）4號高爐焦炭品種使用繁多，合理配置焦炭使用結(jié)構(gòu)，使資源利用最優(yōu)化。焦炭質(zhì)量穩(wěn)定性好的用在中心，穩(wěn)定性差的用在邊緣或中間，有利于中心氣流的穩(wěn)定，減少因焦炭品種的倒換對爐缸工作狀況造成的影響，從而穩(wěn)定爐況。

（5）加強(qiáng)入爐原燃料入爐粉末管理，建立日常監(jiān)管的長效機(jī)制。制定槽下原燃料篩分制度，要求槽下嚴(yán)格按制度清理篩片，值班室外圍工長督促執(zhí)行，減少高爐入爐粉末，確保高爐的穩(wěn)定順行。

（6）穩(wěn)定熱制度和造渣制度，使渣鐵物理熱充沛，爐缸工作活躍，成渣帶在合理的區(qū)間波動，減少渣皮波動對風(fēng)口的損壞。[Si]控制在0.45-0.55，T：1510-1520℃，爐渣R控制在1.18-1.25。

（7）依據(jù)風(fēng)口使用臺賬，跟蹤風(fēng)口使用質(zhì)量情況，有計劃的定期更換過期風(fēng)口小套，減少因風(fēng)口過期導(dǎo)致風(fēng)口破損，從而對高爐爐況造成影響。

4  效果

通過改善原燃料篩分、合理配置外購焦的使用、優(yōu)化高爐操作，4號高爐5、6月份風(fēng)口損壞現(xiàn)象明顯減少（見圖3）。同時高爐爐況穩(wěn)定性得到改善，產(chǎn)量大幅提升（見表5）。

5  結(jié)語 

（1）風(fēng)口的大量損壞，對高爐的連續(xù)性生產(chǎn)帶來不利，如果不及時采取措施，會導(dǎo)致高爐熱狀態(tài)失衡，爐缸活躍性變差，嚴(yán)重時會形成爐缸堆積，給生產(chǎn)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）采取大風(fēng)量操作，維持高風(fēng)速動能，活躍爐缸能夠提高高爐的抗外界因素干擾能力，維持高爐長周期穩(wěn)定。

（3）爐役后期高爐冷卻壁破損嚴(yán)重，爐型不規(guī)則，邊緣氣流不穩(wěn)定，爐況穩(wěn)定性差。優(yōu)化高爐操作，維持高爐的穩(wěn)定順行是減少風(fēng)口破損的關(guān)鍵。

（4）減少原燃料粉末入爐，優(yōu)化外購焦使用結(jié)構(gòu)，改善高爐的透氣透液性，能夠有效的降低風(fēng)口破損率。

6  參考文獻(xiàn)

[1] 周傳典.高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M].北京.冶金工業(yè)出版社，2008.

[2] 楊進(jìn)勇. 三安2#高爐風(fēng)口頻繁破損原因分析及對策[J]. 福建冶金， 2017(2): 24-26.

[3] 司俊朝，王婷婷，李志明. 邯鋼5號高爐風(fēng)口破損原因分析// [C].2009年河北省冶金學(xué)會煉鐵技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會論文集. 2009.

[4] 李曉梅，孟德禮.唐豐減少高爐風(fēng)口小套破損實踐[J] .河北冶金.2014(4):0030-03.