李名華  宋  杰

（萍鋼公司湘東煉鐵廠）

摘  要  對(duì)萍鋼420m3高爐風(fēng)口頻繁破損的原因進(jìn)行了分析，并且針對(duì)風(fēng)口套破損的類(lèi)型及破損機(jī)理進(jìn)行了介紹。針對(duì)性地采取諸如休風(fēng)前用料結(jié)構(gòu)調(diào)整、爐溫及堿度控制、堵風(fēng)口等措施，緩解高爐對(duì)風(fēng)口套破損造成的影響，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  原燃料質(zhì)量  風(fēng)口破損  有害元素  冷卻強(qiáng)度

1  前言

萍鋼420m3高爐，于2012年7月15日投產(chǎn)，共計(jì)14個(gè)風(fēng)口。2020年5月20日至6月9日，風(fēng)口損壞22個(gè)，其中小套16個(gè)，中套6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，休風(fēng)使整個(gè)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(rèn)真組織專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行分析，查找風(fēng)口套頻繁損壞的原因，對(duì)原燃料質(zhì)量、高爐操作制度、風(fēng)口冷卻等方面因素進(jìn)行深入透徹的分析，并采取了一系列應(yīng)對(duì)措施，通過(guò)總結(jié)實(shí)踐，取得了明顯成效。

2  風(fēng)口損壞類(lèi)型統(tǒng)計(jì)

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

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

3  風(fēng)口損壞原因分析

（1）進(jìn)入夏季，循環(huán)水溫度高達(dá)40℃，冷卻強(qiáng)度達(dá)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(shí)踐研究表明，冷卻水溫度達(dá)到50℃，水中的離子就會(huì)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(zhǎng)期高鋅負(fù)荷冶煉，鋅負(fù)荷長(zhǎng)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(jìn)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(hù)。在邊緣氣流發(fā)展的情況下，渣皮非常不穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致冷卻板頻繁損壞漏水。渣皮波動(dòng)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(fēng)口頻繁損壞，無(wú)計(jì)劃休風(fēng)多達(dá)11次，有的風(fēng)口損壞后，判斷漏水不大，未及時(shí)進(jìn)行更換，時(shí)間最長(zhǎng)的一次風(fēng)口損壞后7天才進(jìn)行更換。再加上冷卻板漏水及渣皮脫落影響，渣鐵物理熱嚴(yán)重不足，最終導(dǎo)致?tīng)t缸不活，堆積嚴(yán)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(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)口中小套，燒損部位一般多在風(fēng)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(shù)焦，全部是外購(gòu)焦。陜西焦因降成本需要，配煤進(jìn)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(fù)荷冶煉，會(huì)破壞焦炭的熱態(tài)強(qiáng)度。當(dāng)焦炭質(zhì)量差，本來(lái)回旋區(qū)的空間就小，中間又充滿(mǎn)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(shí)流進(jìn)爐缸，直接與風(fēng)口小套接觸，從而導(dǎo)致風(fēng)口小套被氧化或熔損。休風(fēng)時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)口區(qū)焦炭粉化嚴(yán)重，如下圖所示。

4  風(fēng)口損壞的應(yīng)對(duì)措施風(fēng)口小套破損的應(yīng)對(duì)措施

（1）降低循環(huán)水溫度，提高冷卻強(qiáng)度。為保證風(fēng)口套合理的冷卻強(qiáng)度，規(guī)定循環(huán)水溫度不能超過(guò)32℃，當(dāng)進(jìn)入夏季后，為達(dá)到循環(huán)水溫度要求，動(dòng)力廠及時(shí)補(bǔ)充新水、增加冷卻塔數(shù)量來(lái)降低冷卻水溫度。爐腰及爐身下部，渣皮頻繁波動(dòng)部位，加大冷卻水量，提高冷卻強(qiáng)度，冷卻壁水溫差由8℃下調(diào)到5℃，控制渣皮大幅波動(dòng)。

（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?fàn)t缸中心比較活躍，同時(shí)對(duì)邊緣不過(guò)分抑制，保證兩條煤氣通路。高爐進(jìn)風(fēng)面積由0.127m2縮小至0.120 m2，從初始?xì)饬鏖_(kāi)始發(fā)展中心，減少爐腰及爐身下部渣皮頻繁波動(dòng)。

（3）嚴(yán)格控制爐內(nèi)漏水情況。爐內(nèi)漏水主要因素是風(fēng)口損壞未及時(shí)更換或冷卻板損壞發(fā)現(xiàn)不及時(shí)。針對(duì)以上情況，安排專(zhuān)業(yè)人員加強(qiáng)點(diǎn)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(fēng)口損壞，及時(shí)控水，外加噴水，只要高爐具備休風(fēng)條件，及時(shí)休風(fēng)更換。如發(fā)現(xiàn)冷卻板損壞，及時(shí)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(fù)荷及有害元素較高，每次休風(fēng)前都要適當(dāng)進(jìn)行縮礦批，發(fā)展邊緣，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)2020年幾次休復(fù)風(fēng)過(guò)程，認(rèn)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(fēng)口操作調(diào)整。在6月9日之前，雖然風(fēng)口損壞頻繁，但爐況順行及氣流較穩(wěn)定，能夠全風(fēng)全氧操作，認(rèn)為風(fēng)口損壞一定能控制住，每次更換風(fēng)口休風(fēng)，復(fù)風(fēng)時(shí)堵3～4個(gè)風(fēng)口，采取“花堵”，以方便捅開(kāi)為原則。6月9日開(kāi)始，認(rèn)識(shí)到風(fēng)口損壞的嚴(yán)重性，必須進(jìn)行有效控制。休風(fēng)后，3#～9#共7個(gè)風(fēng)口全部堵嚴(yán)、堵實(shí)，嚴(yán)禁吹開(kāi)，把爐缸活躍區(qū)域與死區(qū)明顯分開(kāi)。

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

5  實(shí)施效果

萍鋼420m3高爐通過(guò)以上措施的實(shí)施，高爐風(fēng)口中小套損壞得到了有效控制。2020年6月9日高爐休風(fēng)更換最后一個(gè)損壞的風(fēng)口后，復(fù)風(fēng)后三個(gè)班就恢復(fù)全風(fēng)操作，整個(gè)休復(fù)風(fēng)過(guò)程沒(méi)有出現(xiàn)一個(gè)風(fēng)口小套損壞情況，解決了萍鋼420m3高爐頻繁損壞風(fēng)口套的問(wèn)題。

6  結(jié)論

（1）高爐風(fēng)口套頻繁破損與高爐長(zhǎng)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(diǎn)。

（2）高爐循環(huán)水冷卻強(qiáng)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(jìn)行靈活調(diào)劑。

（3）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。

（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(fēng)口損壞在所難免。

7  參考文獻(xiàn)

[1] 王筱留.高爐生產(chǎn)知識(shí)問(wèn)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.