高炉风口小套频繁烧损的原因分析及探讨.doc

480m3 高炉风口小套频繁烧损的原因分析及探讨 第一炼铁厂生产科 李霏 风口小套频繁烧损的生产现状始终是困扰我公司炼铁厂生产指标的瓶颈问题。为解决此问题，公司各层领导及技术人员对此进行过多次的研讨分析，进行过相关措施进行预防，但收效甚微。现笔者根据老区480m3高炉7、8月的风口套烧损情况及风口套烧损机理探讨如下，仅为个人观点，不足之处在所难免，仅供参考。1、 风口套烧损的情况分类。 风口套烧损机理可分为熔损、破损和磨损三类。实际观察来看，我单位大部分为渣铁侵蚀滴落后造成的熔损，少部分为本身材质或焊接质量不合格造成的破损和磨损。风口所处的工作环境恶劣，部分质量过关的风口套在热梯度的作用下，也有可能造成裂纹或渗漏，从而导致漏水。而破损多发生在风口套本身焊接缝部位，同时可根据烧损后打磨观察，内孔大外孔小的状态即可断定为本身破损，而熔损多为外孔大，内孔小。因我公司烧损风口的现状绝大部分为铁水滴落熔损，故着重探讨熔损情况的分析及预防。2、 造成风口小套熔损的机理。 造成风口套烧损的原因很多，但最基本的烧损机理即是：风口受热超负荷，冷却介质难以及时传导散热，从而导致风口套温度高于铜质固液相反应的700界限温度，当达到铜剧烈氧化的900界限温度时，风口很快在高温高压下烧坏漏水。而影响导热的因素大致有如下几个方面：1）风口套本身的材质结构。这包括风口套铜质的纯度、性能，本身结构的合理性。我单位大都是铜质99%以上的贯流式风口，基本应能满足本级别高炉的风口要求。2）冷却介质的压力、流量以及流速。当前各地区的高炉均在强化生产，尤其是民营企业的高炉利用系数和指标都日趋提高。之前的许多设计参数已难以满足强化冶炼的需求。我单位的风口套水压0.9-0.8Mpa，水量16-15t/h，均同部分高冶强的同级高炉来比较，只能说是在下限水平。而对于流速来说，应该保持在7-16m/s，才能满足我单位的高炉生产需求。（尚未计算，预计为下限值）3）炉缸状况。高炉炉缸活跃、稳定顺行是炼铁生产顺畅的基本要求。所以说炉缸无论是产生哪种堆积，对风口套烧损都产生了巨大的影响。造成炉缸堆积的原因主要有三种：一是低炉温堆积，二是高碱度堆积，三是石墨碳堆积。在我单位的原燃料条件下，焦炭热强度一般，基本在50-53左右，反应性在30左右，同时入炉矿的转鼓强度较低，基本都在70左右徘徊，由此来看，在原燃料方面有对中心死焦柱不利因素。另外因烧结碱度波动较大范围（1.5-2.2不等），为保证铁水质量，长期采取碱度上限操作，从而使中心料柱更容易堆积，造成料柱透气透液性变差。三、操作制度。1、炉顶布料。为了保障高炉顺行，在我单位的原燃料条件下，之前各高炉都执行的是有意识的发展边缘的操作方针。高炉操作人员在布料时在焦矿布料方面基本都是负角差多环布料。这虽然维持了顺行，但是由于煤气边缘发展，煤气利用率偏低，导致炉内化学热无法充分利用，高炉负荷难以提升，燃料比固然难以降低，这在成本方面有很大的损失。同时因边缘煤气的发展，导致炉墙温度升高，渣皮难以稳定，风口回旋区不能纵深到炉缸中心内，炉内料柱必然透气性较差。更直接的后果就是冷却设施加重了负荷，受气流冲刷严重而难以维持长时间的正常使用。2、风温。高风温操作是高炉冶炼工作者追求的目标。但是如何合理的使用同样要引起重视。我单位考核风温的混风全关使用率指标，在某种角度上导致高炉操作人为影响炉况波动。因热风炉的状态不同，透气保温的能力不同，全关混风操作造成了个别高炉在换炉前后的风温风压均波动幅度较大，这样导致高温区变化，渣带波动，渣皮不稳。3、富氧喷煤。我单位高炉入炉风量为1450-1480m3/min，风温1150-1180，喷煤比约在130-140kg/t水平，按照首钢的风口理论燃烧温度计算公式可知我单位此项参数处于略高水平。因富氧达2500-3000m3/h即可满足2150的合理风口理论燃烧温度值。超过此数值，将加剧风口前渣铁生成的温度和速度，从而加剧风口前热流交换剧烈，如处于渣铁难以及时渗透过死料柱到达炉缸时，风口前高速的气流将带动积蓄的渣铁对风口套的接触冲刷，从而导致风口套迅速磨损和烧熔。而稳定的喷煤和富氧使用，避免过多的富氧导致的风口前氧过剩系数过大（超过1.15），对保护风口套有积极意义。4、渣铁外排。因客观条件的制约，我单位各高炉的出铁正点率大大低于正常值。高炉内渣铁不能及时的排出炉外，导致炉内渣铁积攒空间减小，从而导致炉料透气性紧张，而随着渣铁的不均匀不及时的排出，炉内极易在出铁前后料速变化，难行、崩料、低料线等导致软熔带上下波动，渣皮脱落，脱落的渣皮对风口区的冷却设备造成的热负荷波动，机械冲刷等大大提高了风口烧损的机率。5、碱金属影响。高炉配吃烧结机头除尘灰，导致碱金属富集循环。虽然碱金属对风口套无过多的直接影响，但是对焦炭的破损影响不容低估。而焦炭的强度降低后加剧了炉内料柱的透气性影响，导致渣铁难以及时渗透，从而影响风口区域的传热导热，造成风口套烧损具备了前提。虽然公司控制了此项因素，但碱金属的及时外排，不是一蹴而就的短期工作，仍需引起足够的重视，应采取措施定期排碱。 6、连续及长期休风的影响。在这方面的影响下，高炉料柱内呆滞，透液透气性变差，渣铁温度不足，流动性差等都可能造成风口套烧损。 7、其他因素。包括煤粉的质量、喷煤的风口均匀度等等，都不作为主要因素，但是同样要引起足够的重视，以便为高炉整体稳定顺行提供外部条件的保证。以上仅是本人在6月底到公司第一炼铁厂工作后，对7月、8月份发生的连续风口套频繁烧损（个数均为60以上）的粗浅分析，现就此分析根据我单位实际提议部分可控措施。四、预防及改进措施。1、加强原燃料的筛分。对高炉入炉料进行全程筛分监控考核。严格制定和执行槽下清理筛底的工作。尤其是在雨季，最大限度的避免大量粉末炉料入炉。减少由此造成的炉料透气性差，炉内压差偏高，边缘气流发展的原料条件。2、改变布料思路，坚决控制边缘气流。发展中心气流，控制边缘气流，提高煤气利用率。这是降成本、稳顺行的重要布料手段。打透中心，控制边缘，稳定渣皮，严格执行“压边”操作，高炉顺行才有保证。当然，具体手段及幅度视各炉的具体情况而定。3、稳定风温操作。应该按照各热风炉的具体状况，采取折算后的平均风温值来使用混风控制。而不应该单纯的全关混风阀机械性的操作。避免换炉前后的风温大幅波动导致的炉内温度场的变化。4、稳定富氧喷煤操作。根据喷煤比的水平，在结合风温的使用水平基础上，维持合理的风口前理论燃烧温度。避免过多富氧导致的风口前煤气发生量过少，sio大量生成等因素对炉料透气性影响，同时控制过量渣铁生成速度，在炉料中能及时渗透到炉缸，避免在风口前大量积蓄而烧损风口。尤其是在连续的休复风的炉况下，过早富氧喷煤更是因炉内热储备不足加剧炉内渣铁难以渗透炉缸，从而导致风口烧损。5、稳定渣铁正点排出率。调配好铁水罐车，及时排净渣铁，使炉内生成的渣铁有空间，不在风口前积攒是避免风口套烧损的重要一环。6、控制碱金属入炉量，采取适当降低炉渣碱度的方式进行排碱。可以放宽铁水含硫的范围，由当前的0.01-0.02%放宽至0.03-0.045即可。但此操作要求入炉矿的各成分（尤其是烧结碱度）必须相对稳定。7、锰矿进行洗炉的操作有待于进一步观察和商榷。原则上高炉应尽量避免此操作。一是对成本的影响，二是经常性洗炉对渣皮的稳定不利，但是具体情况下的炉况则需另谈。8、同一风口区连续烧损小套的风口要进行相应的堵风口操作，同时检查好该方位冷却壁的工作情况。在炉缸热量及风口周边渣铁流动性好的情况下再适时开风口，避免连续烧损频繁休风造成恶性循环。综上仅是本人在短期内的观察分析和总结。现部分观点已获领导认可，相关措施予以落实，进入九月份，现高炉风口烧损情况已大为减少。简历：李霏，男，40周岁，吉林省东丰县人，大专学历。1993年入国营钢铁厂工作12年，先后在炉前、看水、热风、维修等岗工作，后任高炉工长。2005年起相继在福建鑫海冶金、唐山德龙钢铁等公司担任高炉工长、主任、生产技术科长等职务。2012年3月6日入聘本公司，现任第一炼铁厂生产科副科长。 2012.9.10