馬鋼1號高爐頻繁燒壞風口小套的治理

張 群，吳示宇，陶 華

(馬鋼股份有限公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243011)

1 燒損情況調(diào)查

馬鋼1號高爐使用的風口小套為斜5°貫流式小套，除鐵口上方的6個小套(1#、15#、16#、19#、20#、30#)長度為625 mm外，其余小套長度均為575 mm。2017年7月到2018年1月期間累計燒壞小套30個(表1)，因更換小套而進行的非計劃休風達8次，累計時間達21 h6 min，嚴重影響了高爐的穩(wěn)定順行和經(jīng)濟指標的完成。

燒損次數(shù)超過2次的小套都分布在19#-26#(表2)，具有明顯的周向差異性。除個別小套燒損部位在上部以外，絕大部分小套的燒損部位都位于5點到7點鐘方向(圖1、圖2)，且往往能出現(xiàn)同一個小套被渣鐵多次侵蝕，而導致漏水情況越來越嚴重，不得不休風處理的情況。

表1 各月燒損小套的個數(shù)

表2 2017年7月-2018年1月小套燒損次數(shù)周向分布情況

圖1 25號小套5點鐘方向漏

圖2 20號小套6點鐘方向漏

2 原因分析

2.1 氣流不穩(wěn)定

2017年下半年，有幾個因素對高爐煤氣流的控制造成了較大的負面影響。一是，1號高爐處于爐役后期，因爐缸侵蝕問題，高爐采取了長時間堵2-3個風口措施，煤氣流在周向上分布不均勻。二是，7月19日定修后，使用的新溜槽底部鋼板較厚，造成實際布料角度大于系統(tǒng)設定角度，大量爐料被布到爐喉的外緣，形成了大漏斗狀的料面(圖3)，布下的焦炭和礦石容易向中心滾動，造成高爐中心氣流不穩(wěn)，而邊緣又無氣流的局面。高爐易出現(xiàn)管道氣流以及嚴重的偏料。

圖3 9月19日料面情況

2.2 鐵水成分波動大

氣流的不穩(wěn)定，直接導致了鐵水成分波動大。尤其是在對布料矩陣進行調(diào)整校正的過渡時期，硅偏差甚至一度達到0.3%以上。過高的含[Si]量，尤其是鐵水含[Si]突然升高，易導致鐵水流動性變差。在冶煉釩鈦鐵礦時，爐內(nèi)強還原氣氛下生成的TiC、TiN固體顆粒會聚集于鐵滴表面，又存在于爐渣中，降低爐渣的流動性，使得渣鐵分離變差[1]。1號高爐配用了2.5%左右的高鈦球團礦進行護爐，雖然渣中鈦含量遠未達到國內(nèi)冶煉釩鈦鐵礦高爐的水平[2]。但是，在鐵水成分波動大時，風口工況較差的區(qū)域，這一問題還是會暴露出來。

圖4、圖5是2017年12月15日在高爐因設備原因慢風到700 m3/min時的個別風口狀況?？梢院苊黠@地看出，在大幅度長時間慢風情況下，18#、21#、22#風口仍然比較活躍，且可見生降，上部生成的渣鐵由于流動性較差，不能順暢地經(jīng)死料柱，進入爐缸下部，而在這三個風口的區(qū)域滯留，恢復風量后的9 h內(nèi)這三個風口先后出現(xiàn)燒損漏水的情況；而9#、12#風口隨著風量的降低和慢風時間的延長，焦炭運動逐漸停滯下來，屬于正常的風口狀態(tài)，從表2中也可以看出，這個區(qū)域的風口燒損次數(shù)很少。

圖4 比較活躍的風口

圖5 焦炭運動逐漸停滯的風口

2.3 爐缸狀態(tài)不佳

高爐長期堵風口操作以及氣流波動等因素，爐缸造成了一些負面影響，從鐵口出鐵流速看(表3)，1#、3#鐵口的流速相對2#較低，可以認為，1#、3#鐵口之間的爐缸存在一段活躍性欠佳的區(qū)域，跟頻繁燒損的19#-26#風口所處的區(qū)域正好相對應。

另外,從2017年第四季度鐵口下部計算殘厚看，3#鐵口下部凝結(jié)在碳磚上較高熔點的物質(zhì)是最厚的，增長速度也是最快的。

表3 鐵口出鐵流速統(tǒng)計

3 措施

3.1 發(fā)展中心和邊緣兩道煤氣流

利用定修機會，更換溜槽，對溜槽的實際傾角進行測量，并同齒輪箱內(nèi)角度和中控電腦上角度進行對比和校準。調(diào)整布料矩陣，在保留中心焦的基礎上，化礦焦正角差為負角差。調(diào)整以后邊緣煤氣流得到保障，爐況的穩(wěn)定性大大提高。

3.2 摸索合適的TiO2負荷

由于1號爐處于爐役后期，爐缸安全是放在第一位的，護爐缸和化爐缸始終是一對矛盾的統(tǒng)一體，如何在這其間找到一個平衡點十分關鍵。另外，距離1#高爐距離停爐大修，僅6個月時間，根據(jù)其它煉鐵廠的經(jīng)驗[3]，若在爐缸下部沉積過多的熔點極高的高鈦物質(zhì)，勢必會對殘鐵的順利放出造成影響。二鐵總廠組織技術(shù)人員每個月對TiO2負荷與爐缸電偶溫度趨勢進行分析，摸索出合適的TiO2負荷，以確定鈦球的使用比例。

圖6 十字邊緣點溫度趨勢

例如圖7中，根據(jù)2017年11月、12月的數(shù)據(jù)，作TiO2負荷與電偶溫度變化值的線性回歸，得到線性方程y=-8.933x+40.970，當TiO2負荷為4.59 kg/tFe時，電偶溫度變化值為0,2018年1月份，即可以此TiO2負荷為平衡點來調(diào)劑鈦球用量，1月份獲得的新數(shù)據(jù)，又可推出新的TiO2負荷平衡點，用于指導2月份的生產(chǎn)，依次遞推下去。最終在護爐缸與化爐缸中間找到平衡點，直至安全順利停爐。

3.3 合理安排出鐵節(jié)奏

采用連出的方式，強化來渣早和出鐵時間短鐵口的出鐵，合理使用鉆桿直徑，將出鐵時間控制在2-2.5 h，盡量來風堵口，出凈渣鐵。縮短1#、3#鐵口的休止時間，大溝具備出鐵條件時，即投用鐵口。

圖7 鈦負荷與電偶溫度變化值的線性回歸

4 結(jié)語

通過對風口小套燒損情況進行調(diào)查，并分析原因，有針對性地采取措施，2018年1月20日后，1號高爐沒有再次出現(xiàn)燒壞風口小套的現(xiàn)象。煤氣流狀況趨于穩(wěn)定，護爐工作也逐步找到了合適的平衡點。