李名华  宋  杰

（萍钢公司湘东炼铁厂）

摘  要  对萍钢420m3高炉风口频繁破损的原因进行了分析，并且针对风口套破损的类型及破损机理进行了介绍。针对性地采取诸如休风前用料结构调整、炉温及碱度控制、堵风口等措施，缓解高炉对风口套破损造成的影响，为高炉快速恢复达产，改善经济技术指标提供有力保障。

关键词  原燃料质量  风口破损  有害元素  冷却强度

1  前言

萍钢420m3高炉，于2012年7月15日投产，共计14个风口。2020年5月20日至6月9日，风口损坏22个，其中小套16个，中套6个。频繁的休复风严重影响高炉的正常生产组织，休风使整个炼铁生产组织陷入瘫痪，成本上升。为此萍钢湘东炼铁厂认真组织专业技术人员进行分析，查找风口套频繁损坏的原因，对原燃料质量、高炉操作制度、风口冷却等方面因素进行深入透彻的分析，并采取了一系列应对措施，通过总结实践，取得了明显成效。

2  风口损坏类型统计

萍钢湘东炼铁厂为了找到420m3高炉风口小套频繁损坏的主要原因，对2020年5月～6月风口小套损坏情况进行了如下统计，详见表1。

从上表可以看出损坏的风口全部是熔损，无磨损、开裂现象，其中损坏风口下部占81.8%，损坏风口上部占18.2%。风口损坏情况如下图所示。

3  风口损坏原因分析

（1）进入夏季，循环水温度高达40℃，冷却强度达不到要求，不足以带走小套上积蓄的热量，容易损坏冷却设备。根据实践研究表明，冷却水温度达到50℃，水中的离子就会失去活性产生结垢现象，水垢导热系数是冷却设备的1/40左右。

（2）边缘气流发展，渣皮不稳定，冷却板损坏漏水。萍钢高炉长期高锌负荷冶炼，锌负荷长期在2.0kg/t以上，为延缓高炉结瘤，确保顺行，被迫采取发展边缘的操作制度，进入炉役中后期，高炉本体炸瘤次数多，炉体砌砖已不存在，冷却板及冷却壁裸露在外，靠渣皮保护。在边缘气流发展的情况下，渣皮非常不稳定，进而导致冷却板频繁损坏漏水。渣皮波动如下图所示。

（3）高炉炉缸不活，有堆积。2020年5月20日至6月9日，风口频繁损坏，无计划休风多达11次，有的风口损坏后，判断漏水不大，未及时进行更换，时间最长的一次风口损坏后7天才进行更换。再加上冷却板漏水及渣皮脱落影响，渣铁物理热严重不足，最终导致炉缸不活，堆积严重。炉缸堆积后，高炉死焦堆透液性变差，加上刚刚生成的渣铁物理热低、流动性差，不能及时渗透到炉缸致使风口前有渣铁聚集，从而烧坏风口中小套，烧损部位一般多在风口下部。

    （4）焦炭质量下降。萍钢420m3高炉使用70%陕西焦+30%樟树焦，全部是外购焦。陕西焦因降成本需要，配煤进行调整，质量下降明显，其中M10从5.2%上升到7.5%。高锌负荷冶炼，会破坏焦炭的热态强度。当焦炭质量差，本来回旋区的空间就小，中间又充满透气和透液性较差焦丁和焦粉，钻入回旋区空间的液态渣铁不能及时流进炉缸，直接与风口小套接触，从而导致风口小套被氧化或熔损。休风时发现风口区焦炭粉化严重，如下图所示。

4  风口损坏的应对措施风口小套破损的应对措施

（1）降低循环水温度，提高冷却强度。为保证风口套合理的冷却强度，规定循环水温度不能超过32℃，当进入夏季后，为达到循环水温度要求，动力厂及时补充新水、增加冷却塔数量来降低冷却水温度。炉腰及炉身下部，渣皮频繁波动部位，加大冷却水量，提高冷却强度，冷却壁水温差由8℃下调到5℃，控制渣皮大幅波动。

（2）上下部相结合，疏导中心气流，均衡边缘气流。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，同时对边缘不过分抑制，保证两条煤气通路。高炉进风面积由0.127m2缩小至0.120 m2，从初始气流开始发展中心，减少炉腰及炉身下部渣皮频繁波动。

（3）严格控制炉内漏水情况。炉内漏水主要因素是风口损坏未及时更换或冷却板损坏发现不及时。针对以上情况，安排专业人员加强点巡检，并利用高炉煤气中氢气含量协助判断炉内是否漏水。一旦发现风口损坏，及时控水，外加喷水，只要高炉具备休风条件，及时休风更换。如发现冷却板损坏，及时断水并闷死，外加喷水冷却。 

（4）热制度及造渣制度的选择。萍钢420m3高炉用矿杂，钛负荷及有害元素较高，每次休风前都要适当进行缩矿批，发展边缘，减轻焦炭负荷，适当提高炉温进行洗炉，降低炉渣碱度进行排碱操作。根据2020年几次休复风过程，认为较适宜的炉温控制范围由[Si]：0.4～0.6%，提高至0.5～0.8%，物理热＞1470℃；R2:1.10±0.02下调至1.03±0.02。

（5）堵风口操作调整。在6月9日之前，虽然风口损坏频繁，但炉况顺行及气流较稳定，能够全风全氧操作，认为风口损坏一定能控制住，每次更换风口休风，复风时堵3～4个风口，采取“花堵”，以方便捅开为原则。6月9日开始，认识到风口损坏的严重性，必须进行有效控制。休风后，3#～9#共7个风口全部堵严、堵实，严禁吹开，把炉缸活跃区域与死区明显分开。

（6）炉料结构调整。焦炭质量进行改善，由质量相对较好的洁石焦代替陕西焦，洁石焦M105.0%。机烧临时停止使用高炉瓦斯灰及PMC精粉，钛负荷从6.2kg/t下调到4.0kg/t，锌负荷从2.2kg/t下调到1.5kg/t。在6月9日高炉复风后，高炉配加白云石、硅石及锰矿，有利于提高渣铁流动性，同时渣比由360kg/t提高到了680kg/t，降低了铁与风口套接触的机会。

5  实施效果

萍钢420m3高炉通过以上措施的实施，高炉风口中小套损坏得到了有效控制。2020年6月9日高炉休风更换最后一个损坏的风口后，复风后三个班就恢复全风操作，整个休复风过程没有出现一个风口小套损坏情况，解决了萍钢420m3高炉频繁损坏风口套的问题。

6  结论

（1）高炉风口套频繁破损与高炉长周期炉缸活跃，炉型稳定密切相关，根据原燃料的变化选择好合理的操作制度是关键，炉缸活跃、热量充沛是重点。

（2）高炉循环水冷却强度符合技术要求，各部位水温差控制在技术要求范围内，根据炉况需要进行灵活调剂。

（3）认真跟踪记录原燃料有害元素入炉量，休风前定期洗炉排碱，保持合理的操作炉型，延长高炉寿命。

（4）炉内漏水必须有效控制，否则炉缸工作失常，参数失控，风口损坏在所难免。

7  参考文献

[1] 王筱留.高炉生产知识问答（第3版）[M].北京冶金工业出版社，2013.1.

[2] 王平.炼铁设备[M].北京冶金工业出版社，2006.2.