延長單鐵口出鐵溝使用壽命實踐

戴憲濤

摘要：本文主要介紹了萊蕪分公司煉鐵廠為提升高爐有效產(chǎn)能，針對設(shè)計缺陷、炮泥質(zhì)量差、澆注工藝不合理、環(huán)保限產(chǎn)4個主要因素，立項攻關(guān)延長單鐵口出鐵溝使用壽命，通過合理優(yōu)化主溝模具和澆注工藝、規(guī)范炮泥質(zhì)量并統(tǒng)一操作，實現(xiàn)了延長單鐵口出鐵溝使用壽命45天以上。

Abstract： This article mainly introduces that in order to increase the effective production capacity of the blast furnace， the Laiwu Branch Ironmaking Plant tries to prolong the service life of single taphole iron runner from the four main factors including design defects， poor quality of stemming， unreasonable pouring process and environmental protection limit production. By rationally optimizing the main ditch mold and pouring process， standardizing the quality of stemming and unified operation， the service life of the single taphole iron runner has been extended by more than 45 days.

關(guān)鍵詞：單鐵口;出鐵溝;炮泥

Key words： single taphole;iron runner;stemming

中圖分類號：TF325.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）24-0129-02

0 ?引言

目前新建或大修的大型高爐上都是兩個以上鐵口，當(dāng)其中一條出鐵溝必須重新造襯或修補時，只要堵住該條出鐵溝的鐵口后，就可以對該條出鐵溝進行澆注、養(yǎng)護硬化、烘烤干燥等，同時其他鐵口出鐵正常，不影響高爐的正常生產(chǎn)。但是，由于場地、經(jīng)費、時間等限制，山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠（以下簡稱煉鐵廠）2#、3#、4#高爐仍采用單鐵口配置形式，這種配置形式制約了高爐產(chǎn)量的提升。統(tǒng)計2018年煉鐵廠2#、3#、4#高爐出鐵溝平均使用壽命如圖1。

為解決瓶頸問題，提升高爐有效產(chǎn)能，立項攻關(guān)延長單鐵口出鐵溝使用壽命45天以上。

1 ?制約因素分析

根據(jù)實際情況，召開專題分析討論會，采用頭腦風(fēng)暴、現(xiàn)場調(diào)研、對比試驗等方法，從人、機、料、法、環(huán)五個方面查找原因，并最終確定4個主要因素：設(shè)計缺陷、炮泥質(zhì)量差、澆注工藝不合理、環(huán)保限產(chǎn)。

2 ?技術(shù)改進

2.1 合理優(yōu)化主溝模具

主溝模具過窄、淺，溝內(nèi)儲存渣鐵量少。優(yōu)點：①能夠澆注更多的澆注料，兩側(cè)溝壁厚度增加，在理論上來講是可以延長使用壽命。②便于放殘鐵操作。缺點：①降低了液態(tài)渣鐵對鐵流的緩沖作用，加劇了鐵水對溝壁的沖刷侵蝕。②不利于渣鐵分離和沉降，在鐵口失常的情況下，極易造成主溝渣鐵外溢和下渣溝過鐵。③溝役前期積渣不利于清理，易造成壓炮困難，跑泥機率增大。④溝役中后期由于落鐵點部位侵蝕較快，形成“卡脖子”現(xiàn)象，出鐵過程中鐵流受阻嚴重形成渦流，使兩側(cè)溝壁損毀迅速加快，失去了溝壁加厚的實際意義。⑤一代溝役結(jié)束時，兩側(cè)殘余厚度較多，如果不打掉影響下一代溝役壽命，打掉則是一種浪費。

主溝模具過寬、深，溝內(nèi)儲鐵量大。優(yōu)點：①有利于緩沖，降低出鐵流速，減緩對兩側(cè)溝壁的沖刷侵蝕。②有利于渣鐵沉降分離，降低下渣帶鐵率。缺點：①溝壁的尺寸薄。②溝役后期同樣會形成落鐵點回旋區(qū)加大，加劇兩側(cè)溝壁沖刷侵蝕。③一代溝役結(jié)束時，存鐵量大放殘鐵時，有時會造成灌滿溢鐵情況發(fā)生，安全風(fēng)險高。

內(nèi)模尺寸合理性加寬，再加上前端與后端寬度尺寸差距加大，緩沖作用得以體現(xiàn)，在降低了鐵水流速，減緩對溝壁沖刷侵蝕的同時，使渣鐵分離沉降更好。由于出鐵動能的快速釋放，延遲了落鐵點回旋區(qū)的形成，進一步降低鐵流對溝壁的侵蝕，對主溝壽命的大幅提高，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

2.2 合同約束，加強把關(guān)，確保炮泥質(zhì)量符合使用要求

炮泥消耗量單鐵口噸鐵0.8-1.0公斤，雙鐵口在1.0-1.2公斤，雖然是按噸鐵結(jié)算，但不能有效控制供應(yīng)優(yōu)質(zhì)炮泥。把合理的噸鐵炮泥消耗量納入考核協(xié)議，完全可以制約供應(yīng)商必須提供優(yōu)質(zhì)炮泥，避免炮泥的粗制濫造，確保鐵口維護到位，通過精準(zhǔn)控制出鐵落點、鐵水流通速度、出鐵時間，進而實現(xiàn)延長單鐵口出鐵溝使用壽命目標(biāo)，同時降低爐前勞動強度和事故的發(fā)生。

2.3 優(yōu)化、固化澆注工藝

開發(fā)了一種新型高爐爐前耐火材料澆筑模型和方法，設(shè)計楔形、分段模具（見圖2），通過快速水冷和油脂潤滑，達到快速澆注、成型和脫模的目的，操作簡單，成本低廉，可避免出現(xiàn)人為憋渣鐵等類似事故。為達到快速水冷和油脂潤滑的目的，需在模具上側(cè)開冷卻加水口、下側(cè)開冷卻排水口，模具上側(cè)焊接提升吊耳以便于行車吊掛操作。澆筑方法包括：第一步啟動行車將相應(yīng)模具緩慢、準(zhǔn)確放入指定位置，通過模具上側(cè)垂直軸向定向支撐實現(xiàn)模具精確定位;第二步從模具與出鐵溝兩側(cè)空間，將預(yù)處理好的半液態(tài)耐火材料注入;第三步從模具上側(cè)的冷卻水口注入冷卻水，從模具外側(cè)與耐材內(nèi)襯之間的縫隙注入回收廢油，提升吊掛，快速脫模。在澆筑較小尺寸模具脫模時，也可僅采用“注水”冷卻脫模，或可僅采用“注油”潤滑脫模。

2.4 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定爐況操作

頻繁的休風(fēng)必然導(dǎo)致爐缸堆積，鐵水環(huán)流勢必增加，復(fù)風(fēng)后出鐵落點、流速、溫度、時間等參數(shù)變動，均加劇主溝侵蝕，帶來維護困難。為此，明確休復(fù)風(fēng)操作要點如下：

休風(fēng)料控制在爐腰中、下沿，根據(jù)休風(fēng)時間，按照每小時0.6-0.8t的數(shù)量分批加凈焦，附帶球團、錳礦調(diào)整爐渣及鐵水成分。休風(fēng)前3小時燃料比適度下調(diào)5-10kg/t，避免復(fù)風(fēng)后爐溫上行過高，影響加風(fēng)進程。

休風(fēng)減風(fēng)過程中做到前快后慢，出凈渣鐵，帶壓堵鐵口，控制打泥量為正常水平的20-30%。

末次鐵物理熱控制1480℃以上，生鐵硅含量0.6-0.8%。

做好休風(fēng)期間的爐缸保溫工作。

復(fù)風(fēng)后首次鐵用大鉆頭（Φ60mm及以上）鉆至1.2-1.5m，避免鉆漏，后用氧氣燒開鐵口，增加鐵口通道直徑，盡快排出低溫渣鐵，為后續(xù)加風(fēng)創(chuàng)造條件。

根據(jù)爐外渣鐵排放決定加風(fēng)進度，復(fù)風(fēng)4-6小時內(nèi)風(fēng)量逐步恢復(fù)至正常風(fēng)量的80-90%。

3 ?改進效果

統(tǒng)計2019年4-10月2#、3#、4#高爐出鐵溝平均使用壽命45.1天（見圖3），完成計劃目標(biāo)。

單鐵口出鐵溝使用壽命改進前41.5天、改進后45.1天，按每次檢修1天、項目貢獻率30%，2#、3#、4#日產(chǎn)7萬噸，澆注成本30萬元/次，計算經(jīng)濟效益如下：

①增產(chǎn)效益：（365/41.5-365/45.1）*1*7*100*30%=147.43（萬元/年）

②降本效益：（365/41.5-365/45.1）*3*30*30%=18.96（萬元/年）

合計：166.39萬元/年

4 ?鞏固措施

每次大修前組織分析會，合理加寬內(nèi)模尺寸，優(yōu)化主溝模具;

執(zhí)行炮泥合同約束條件，嚴格現(xiàn)場實物把關(guān);

統(tǒng)一執(zhí)行澆注工藝標(biāo)準(zhǔn);

將“休復(fù)風(fēng)操作要點”納入標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)條例。

參考文獻：

[1]張振，高強，盧永嶺，王靜，明麗.降低燒結(jié)熔劑成本攻關(guān)實踐[J].價值工程，2019，38（07）：102-105.

[2]王新江.燒結(jié)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究及工程實踐[J].價值工程，2018，37（17）：129-130.

[3]章榮會.新型防爆鐵溝澆注料與單鐵口高爐出鐵主溝儲鐵式結(jié)構(gòu)改造實踐[C].中國金屬學(xué)會.第七屆（2009）中國鋼鐵年會論文集（上）.中國金屬學(xué)會：中國金屬學(xué)會，2009：680-684.