李名華  宋  杰

（萍鋼公司湘東煉鐵廠）

摘  要  對萍鋼420m3高爐風口頻繁破損的原因進行了分析，并且針對風口套破損的類型及破損機理進行了介紹。針對性地采取諸如休風前用料結(jié)構(gòu)調(diào)整、爐溫及堿度控制、堵風口等措施，緩解高爐對風口套破損造成的影響，為高爐快速恢復(fù)達產(chǎn)，改善經(jīng)濟技術(shù)指標提供有力保障。

關(guān)鍵詞  原燃料質(zhì)量  風口破損  有害元素  冷卻強度

1  前言

萍鋼420m3高爐，于2012年7月15日投產(chǎn)，共計14個風口。2020年5月20日至6月9日，風口損壞22個，其中小套16個，中套6個。頻繁的休復(fù)風嚴重影響高爐的正常生產(chǎn)組織，休風使整個煉鐵生產(chǎn)組織陷入癱瘓，成本上升。為此萍鋼湘東煉鐵廠認真組織專業(yè)技術(shù)人員進行分析，查找風口套頻繁損壞的原因，對原燃料質(zhì)量、高爐操作制度、風口冷卻等方面因素進行深入透徹的分析，并采取了一系列應(yīng)對措施，通過總結(jié)實踐，取得了明顯成效。

2  風口損壞類型統(tǒng)計

萍鋼湘東煉鐵廠為了找到420m3高爐風口小套頻繁損壞的主要原因，對2020年5月～6月風口小套損壞情況進行了如下統(tǒng)計，詳見表1。

從上表可以看出損壞的風口全部是熔損，無磨損、開裂現(xiàn)象，其中損壞風口下部占81.8%，損壞風口上部占18.2%。風口損壞情況如下圖所示。

3  風口損壞原因分析

（1）進入夏季，循環(huán)水溫度高達40℃，冷卻強度達不到要求，不足以帶走小套上積蓄的熱量，容易損壞冷卻設(shè)備。根據(jù)實踐研究表明，冷卻水溫度達到50℃，水中的離子就會失去活性產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象，水垢導(dǎo)熱系數(shù)是冷卻設(shè)備的1/40左右。

（2）邊緣氣流發(fā)展，渣皮不穩(wěn)定，冷卻板損壞漏水。萍鋼高爐長期高鋅負荷冶煉，鋅負荷長期在2.0kg/t以上，為延緩高爐結(jié)瘤，確保順行，被迫采取發(fā)展邊緣的操作制度，進入爐役中后期，高爐本體炸瘤次數(shù)多，爐體砌磚已不存在，冷卻板及冷卻壁裸露在外，靠渣皮保護。在邊緣氣流發(fā)展的情況下，渣皮非常不穩(wěn)定，進而導(dǎo)致冷卻板頻繁損壞漏水。渣皮波動如下圖所示。

（3）高爐爐缸不活，有堆積。2020年5月20日至6月9日，風口頻繁損壞，無計劃休風多達11次，有的風口損壞后，判斷漏水不大，未及時進行更換，時間最長的一次風口損壞后7天才進行更換。再加上冷卻板漏水及渣皮脫落影響，渣鐵物理熱嚴重不足，最終導(dǎo)致爐缸不活，堆積嚴重。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、流動性差，不能及時滲透到爐缸致使風口前有渣鐵聚集，從而燒壞風口中小套，燒損部位一般多在風口下部。

    （4）焦炭質(zhì)量下降。萍鋼420m3高爐使用70%陜西焦+30%樟樹焦，全部是外購焦。陜西焦因降成本需要，配煤進行調(diào)整，質(zhì)量下降明顯，其中M10從5.2%上升到7.5%。高鋅負荷冶煉，會破壞焦炭的熱態(tài)強度。當焦炭質(zhì)量差，本來回旋區(qū)的空間就小，中間又充滿透氣和透液性較差焦丁和焦粉，鉆入回旋區(qū)空間的液態(tài)渣鐵不能及時流進爐缸，直接與風口小套接觸，從而導(dǎo)致風口小套被氧化或熔損。休風時發(fā)現(xiàn)風口區(qū)焦炭粉化嚴重，如下圖所示。

4  風口損壞的應(yīng)對措施風口小套破損的應(yīng)對措施

（1）降低循環(huán)水溫度，提高冷卻強度。為保證風口套合理的冷卻強度，規(guī)定循環(huán)水溫度不能超過32℃，當進入夏季后，為達到循環(huán)水溫度要求，動力廠及時補充新水、增加冷卻塔數(shù)量來降低冷卻水溫度。爐腰及爐身下部，渣皮頻繁波動部位，加大冷卻水量，提高冷卻強度，冷卻壁水溫差由8℃下調(diào)到5℃，控制渣皮大幅波動。

（2）上下部相結(jié)合，疏導(dǎo)中心氣流，均衡邊緣氣流。應(yīng)用上部裝料制度的靈活性積極疏導(dǎo)中心煤氣流，引導(dǎo)煤氣向中心發(fā)展，使爐缸中心比較活躍，同時對邊緣不過分抑制，保證兩條煤氣通路。高爐進風面積由0.127m2縮小至0.120 m2，從初始氣流開始發(fā)展中心，減少爐腰及爐身下部渣皮頻繁波動。

（3）嚴格控制爐內(nèi)漏水情況。爐內(nèi)漏水主要因素是風口損壞未及時更換或冷卻板損壞發(fā)現(xiàn)不及時。針對以上情況，安排專業(yè)人員加強點巡檢，并利用高爐煤氣中氫氣含量協(xié)助判斷爐內(nèi)是否漏水。一旦發(fā)現(xiàn)風口損壞，及時控水，外加噴水，只要高爐具備休風條件，及時休風更換。如發(fā)現(xiàn)冷卻板損壞，及時斷水并悶死，外加噴水冷卻。 

（4）熱制度及造渣制度的選擇。萍鋼420m3高爐用礦雜，鈦負荷及有害元素較高，每次休風前都要適當進行縮礦批，發(fā)展邊緣，減輕焦炭負荷，適當提高爐溫進行洗爐，降低爐渣堿度進行排堿操作。根據(jù)2020年幾次休復(fù)風過程，認為較適宜的爐溫控制范圍由[Si]：0.4～0.6%，提高至0.5～0.8%，物理熱＞1470℃；R2:1.10±0.02下調(diào)至1.03±0.02。

（5）堵風口操作調(diào)整。在6月9日之前，雖然風口損壞頻繁，但爐況順行及氣流較穩(wěn)定，能夠全風全氧操作，認為風口損壞一定能控制住，每次更換風口休風，復(fù)風時堵3～4個風口，采取“花堵”，以方便捅開為原則。6月9日開始，認識到風口損壞的嚴重性，必須進行有效控制。休風后，3#～9#共7個風口全部堵嚴、堵實，嚴禁吹開，把爐缸活躍區(qū)域與死區(qū)明顯分開。

（6）爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整。焦炭質(zhì)量進行改善，由質(zhì)量相對較好的潔石焦代替陜西焦，潔石焦M105.0%。機燒臨時停止使用高爐瓦斯灰及PMC精粉，鈦負荷從6.2kg/t下調(diào)到4.0kg/t，鋅負荷從2.2kg/t下調(diào)到1.5kg/t。在6月9日高爐復(fù)風后，高爐配加白云石、硅石及錳礦，有利于提高渣鐵流動性，同時渣比由360kg/t提高到了680kg/t，降低了鐵與風口套接觸的機會。

5  實施效果

萍鋼420m3高爐通過以上措施的實施，高爐風口中小套損壞得到了有效控制。2020年6月9日高爐休風更換最后一個損壞的風口后，復(fù)風后三個班就恢復(fù)全風操作，整個休復(fù)風過程沒有出現(xiàn)一個風口小套損壞情況，解決了萍鋼420m3高爐頻繁損壞風口套的問題。

6  結(jié)論

（1）高爐風口套頻繁破損與高爐長周期爐缸活躍，爐型穩(wěn)定密切相關(guān)，根據(jù)原燃料的變化選擇好合理的操作制度是關(guān)鍵，爐缸活躍、熱量充沛是重點。

（2）高爐循環(huán)水冷卻強度符合技術(shù)要求，各部位水溫差控制在技術(shù)要求范圍內(nèi)，根據(jù)爐況需要進行靈活調(diào)劑。

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

（4）爐內(nèi)漏水必須有效控制，否則爐缸工作失常，參數(shù)失控，風口損壞在所難免。

7  參考文獻

[1] 王筱留.高爐生產(chǎn)知識問答（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.