高炉风口频繁破损原因分析及生产对策

宋宇辉   杨广洲

（新兴铸管股份有限公司第一炼铁部）

摘要:本文对新兴铸管第一炼铁部3#高炉风口套频繁破损的原因进行了认真分析，并对具体原因制定了针对性的措施，实施后取得了预期的效果，消除了风口套频繁破损对高炉正常生产的影响。

关键词:高炉    操作制度     休风率

1        概述

新兴铸管第一炼铁部3#高炉有效炉容460m³,本代炉役于2005年11月26日点火投产,双钟炉顶,配置2350离心风机、四座顶燃式高效热风炉。因多种因素的影响,3#高炉风口套损耗比其它几个高炉都高,尤其是进入2008年元月份风口套破损越来越严重,它不仅仅使得高炉的工艺休风率升高,高炉技术经济指标下降,而更严重的是已经影响到高炉的正常炉况,因频繁更换风口休风,导致高炉炉缸不活跃,憋风现象时常发生。

下面主要从高炉冷却系统和高炉操作两个方面进行分析3#高炉风口套频繁破损的原因及其应该采取的生产对策。

2        风口套频繁破损的原因分析

2.1 冷却水系统本身存在的问题:

⑴ 设计冷却水压力低导致冷却强度达不到要求。3#高炉是由原来的360m³高炉扩容到460m³,在高炉设计的过程中并没有对原来的冷却水系统进行很好的改造(原来360m³热风压力只有195kpa,而目前的3#高炉热风压力达到了280kpa左右,足足提高了85kpa),按高炉设计的要求,3#高炉风口高压水压的要求为不低于380kpa(280kpa+100kpa,即风口套冷却水压要比炉内压力高出100kpa为宜),而实际开炉后3#高炉高压水压力只有330～350kpa,远没有达到最低应该达到的水压要求,而且随着高炉冶炼的进一步强化,炉内热流强度的波动也越来越频繁,热震现象也较严重,尤其是风口套它是高炉冶炼条件下工作环境最恶劣的冷却器,因冷却强度达不到很容易造成瞬间被烧坏。

⑵ 夏季冷却水来水温度高导致冷却强度降低。目前的冷却水沉淀池及降温系统是高炉改造前设计的(原来总炉容580m³,目前经过多次高炉扩容改造总炉容已经达到1102m³)。高炉炉容扩大后冷却水处理系统已经不能满足高炉对冷却水温的要求,尤其到了炎热的夏季,来水温度时常高达45℃,因来水温度过高,致使冷却强度达不到要求,烧坏冷却设备。根据实践研究表明:一般当冷却水温度大于50℃时，水中的离子就会失去活性而产生结垢现象,水垢导热系数是冷却设备的¹/₄₀左右。

2.2 高炉操作的问题

⑴ 边缘煤气过分发展造成炉墙渣皮减薄和不稳定是高炉风口套频繁破损的一个主要原因。在开炉后的一段时间内炉况顺行基本可以,高炉技术指标排名在国内同类型高炉的前三名内。但是风口烧损偏多,悬料现象也存在,只是悬料处理之后炉况恢复比较快，对高炉的各项指标影响影响较小。但是自2006年4.25日计划检修后(高炉炉墙冷却壁外部砌砖全部脱落),3#高炉炉况出现了大的转折：炉况顺行遭到破坏,高炉的各项指标更是大幅度下滑。到2007年1月9日年底检修时休风后观察料面：料面形状与2006年几次观察的料面形状几乎是完全相反,由原来的馒头形状变成大锅底形状,锅沿比较窄（与以前1#高炉及3#高炉上代炉龄的料面形状不同）。据此以及高炉的顺行情况判断高炉下部存在结厚,从那时开始采取了逐渐扩大送风面积,缩短风口长度,降低鼓风动能以此来发展边缘煤气、改变上部料面形状的措施,同时对高炉炉身一层～炉腹的冷却壁冷却水进行控制,保证水温差控制在上限的水平。炉况发展到9月份,从休风后观察的料面可以说明高炉下部结厚问题已经初步得到解决,但是当时没有及时意识到这一点,导致后面的因边缘煤气过份发展，炉墙渣皮频繁脱落，炉墙渣皮变薄而且不稳定，这从更换风口小套时风口套周围没有稳定和坚硬的渣壳来保护风口套可以得出上面的判断。同时因长期采取发展边缘煤气的措施，导致炉缸工作不够活跃，透液性比较差，从上部滴落的液态渣铁或渣皮脱落后不能顺利达到炉缸，就很容易烧坏风口套。

(2)冷却强度偏低是造成炉墙渣皮变薄和不稳定的第二个原因。因长期处理高炉下部结厚，高炉中部冷却水控制，冷却强度降低，致使炉墙渣皮稳定性比较差，它是造成炉墙渣皮不稳定的第二个因素。

(3)炉况顺行差导致炉缸工作状态差。因高炉下部结厚炉况顺行不好，慢风作业率较高，致使炉缸工作状态不能保证活跃的状态，透液性不好。

3 生产对策

3.1 提高风口冷却强度延长风口冷却设备寿命。

⑴ 改造高炉高压水系统提高风口冷却水强度。利用检修机会对高炉冷却水系统进行改造,高压水压由原来的350kpa提高到500kpa,同时为提高中套的冷却强度改中套冷却水为高压水。

⑵ 降低来水温度提高冷却强度。为保证风口套得到合理的冷却强度,规定冷却水来水温度不能超过42℃,当进入夏季后为保证来水温度达到要求,要求动力及时补充新水降低冷却水温度,当进入冬季后为保证来水温度不至于太低采取停用部分冷却塔的方法保证冷却水温。

(3)风口中套由常压水改为高压水提高冷却强度。

3.2 完善高炉操作制度，保证高炉稳定顺行为减少风口破损创造良好的条件

(1)制定合理的送风制度，维持高炉炉墙合理的渣皮厚度和稳定。

重新核定送风参数:送风面积S:0.1610m²,风口长度由原来的240mm加长至280～320mm，正常生产时鼓风动能由原来的65.18 Kj/S 提高到89.58 Kj/S，实际风速由原来的238m/s提高到261m/s，以中心气流为主，保证一定的边缘煤气流。

(2)上部采取疏导中心气流的装料制度

应用上部装料制度的灵活性积极疏导中心煤气流，引导煤气向中心发展，使炉缸中心比较活跃，同时对边缘煤气不过分抑制，保证两条煤气通路，即保证了煤气利用在一个比较高的水平，又保证了炉况顺行。

(3)稳定热制度和造渣制度

 炉温控制线0.30～0.50％，保证铁水温度保持在1450～1500℃的较高水平,以充足的物理热来保证炉缸工作始终保持活跃。炉渣中A1₂O₃高导致炉渣粘度高，流动性差，影响高炉透气性，对炉缸工作也不利。尤其是高炉长时间停风后的恢复，炉渣物理热低，流动性严重变差，给高炉恢复造成很大困难，解决这个问题采取的措施是① 提高炉渣中MgO的含量到10.0～11.0％保证炉渣的流动性。② 增加熔剂配量降低渣中A1₂O₃ 的含量。③ 调整烧结配比保证机烧含量A1₂O₃低于2.00％以下。

(4)短期休风时制定合理的复风送风制度方案

依据休风时间的长短，送风时堵2～3风口，随着加风再逐一捅开，保证开始送风时合理的风速和鼓风动能稳定送风制度。

4结论

3#高炉通过冷却系统的改造和高炉操作制度的调整，目前风口套的烧损得到了有效的治理，随着高炉下部送风制度的调整，边缘煤气煤气得到了有效的抑制，中心气流逐渐畅通，炉缸工作状态得到了极大的改善，原来经常靠加锰矿洗炉的观念也得到了扭转，同时活跃的炉缸保证了液态渣铁向炉缸的快速渗透，大大降低了液态渣铁与风口套接触的机会，避免了风口套遭受特殊强大热流强度的袭击，延长了风口的寿命的使用寿命，到截稿日期3#高炉已经连续2个月没有烧漏风口套了。

                                           2009-02-22

                                  新兴铸管第一炼铁部  宋宇辉  杨广洲