馬鋼B#高爐風(fēng)口小套破損率低的原因探究

安吉南，張越強(qiáng)

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243002)

風(fēng)口大套、中套及小套是構(gòu)成風(fēng)口的三部分，與爐內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境直接接觸的是小套，其所處環(huán)境惡劣，爐內(nèi)的熱風(fēng)、渣鐵及運(yùn)動的焦炭均能對其工況產(chǎn)生致命影響[1]、[2]。另外，較低的冷卻水溫度與回旋區(qū)的高溫輻射及爐內(nèi)氣流對流產(chǎn)生很大的溫度梯度，從而引起不規(guī)則的的熱應(yīng)力[3]。馬鋼B#4000 m3高爐于2007年2月建成投產(chǎn)，設(shè)置4個鐵口，36個風(fēng)口，高爐一代爐齡已近13年，馬鋼B#高爐風(fēng)口小套實行壽命管理， B#高爐風(fēng)口小套除到期更換外，繼續(xù)保持著低損耗率，2019年2月至今共五個小套破損。本文探究了馬鋼B#高爐風(fēng)口小套破損的原因，并對其燒損的特點及機(jī)理進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合2019年馬鋼B#高爐的生產(chǎn)實踐，找出B#高爐風(fēng)口小套保持低損耗率的原因，提出了降低高爐風(fēng)口小套破損的措施。

1 高爐風(fēng)口小套破損原因分析

高爐風(fēng)口是高爐的關(guān)鍵部件，承受著高溫的氣流、熔渣以、鐵水及爐料的撞擊。原燃料質(zhì)量、高爐操作及各作業(yè)區(qū)作業(yè)管理均能影響小套的生命周期。風(fēng)口套燒損類別可分為熔損、破損和磨損三類；其損壞原因主要為：噴煤磨風(fēng)口；崩滑料造成高溫的渣鐵飛濺到風(fēng)口小套上；軟水壓力不足造成燒損等[4]、[5]。

1.1 B#高爐原燃料性能分析

高爐的穩(wěn)定生產(chǎn)離不開性能穩(wěn)定的原燃料，而爐況的穩(wěn)定順影響著小套破損率，研究表明[6]焦炭的冷態(tài)和熱態(tài)性能中對高爐的利用系數(shù)影響大小排序為M10、CSR 、M40、CRI。

圖1 焦炭冷態(tài)性能M10趨勢圖

圖1為B#高爐入爐焦炭冷態(tài)能趨勢圖?？梢钥闯?019年1-7月份焦炭冷態(tài)性能整體穩(wěn)定，8-10月冷態(tài)性能波動趨勢增大，但整體在可控范圍內(nèi)，較好的焦炭條件為高爐的高爐穩(wěn)定提供了保證。圖2為焦炭的灰分趨勢圖。焦炭灰分高，不僅使焦比升高，還使高爐下部透氣性變壞，進(jìn)而影響爐況順行，氣流波動，進(jìn)而引起渣皮波動?？梢钥闯?019年1-3月灰分偏高且波動大，但整體小于12.60%，基本滿足大高爐對灰分的要求。燒結(jié)礦R2、FeO影響軟熔性和低溫還原粉化性、還原性等冶金性能。2019年燒結(jié)礦堿度整體平穩(wěn)，未有較大的波動，F(xiàn)eO波動較大，對燒結(jié)礦的強(qiáng)度、還原性有一定影響。

圖2 焦炭的灰分趨勢圖

1.2 B#高爐氣流、爐體穩(wěn)定性分析

B#高爐堅持全風(fēng)，保證合適的鼓風(fēng)動能，從而保證爐缸活躍。合理的煤氣流分布及適應(yīng)的上部調(diào)整制度，能保證各層爐體相對穩(wěn)定，進(jìn)一步降低了大幅的渣皮脫落。

圖3 Z/W、W的趨勢圖

圖4 爐體趨勢圖

由圖3、4可以看出，2019年1-3月Z/W、W波動大，氣流穩(wěn)定性欠佳，結(jié)合原料，期間焦炭灰分、燒結(jié)礦FeO波動大，4-10月份氣流波動幅度收窄，進(jìn)水溫度基本穩(wěn)定(期間調(diào)整進(jìn)水溫度)，水溫差有偏高但基本穩(wěn)定，從爐體溫度看爐腹區(qū)域一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，說明渣皮穩(wěn)定，避免了渣皮脫落對小套的工況影響，這也是B#高爐保持小套低損耗率的原因之一。

1.3 B#高爐渣鐵處理穩(wěn)定性分析

爐渣的流動性差會導(dǎo)致爐缸堆積和渣鐵液面上升，到一定程度會燒壞風(fēng)口小套[7]-[8]。爐渣堿度、鎂鋁比會影響渣鐵流動性，保持爐缸渣鐵流動性,提升爐缸溫度, 避免渣鐵液在風(fēng)口堆積, 從而避免因爐缸工況差對風(fēng)口小套產(chǎn)生影響。

由圖5可以看出，2019年1-10月B#高爐物理熱基本維持在1500℃以上，保證了爐缸的熱量充足，保證了良好的渣鐵流動性。期間幾次定修，定修時嚴(yán)格按照休風(fēng)料風(fēng)口帶應(yīng)以焦炭為主。復(fù)風(fēng)前后做足爐缸熱量的前提下控制溫度波動幅度，避免了對氣流的大幅影響，維持渣皮穩(wěn)定，從而對風(fēng)口小套工況影響較小。

圖5 PT、[Si]趨勢圖

1.4 B#高爐煤槍穩(wěn)定性分析

B#高爐的小套大多是被磨損而漏水，因渣鐵燒損和砸壞漏水的很少。B#高爐對36個風(fēng)口實時監(jiān)控，風(fēng)口定期巡查，發(fā)現(xiàn)噴槍的位置、角度的不合適或者噴槍出現(xiàn)變形，保證及時發(fā)現(xiàn)并調(diào)整，降低風(fēng)口小套被煤粉磨損的概率。

2 結(jié)論

高爐風(fēng)口小套所處環(huán)境復(fù)雜，其損壞與原料條件、操作制度、造渣制度等均關(guān)系密切。2019年B#高爐風(fēng)口小套損壞率低，主要有以下原因：

B#高爐堅持穩(wěn)定入爐原料的質(zhì)量，加強(qiáng)原燃料的篩分，從而降低了因原燃料引起的爐況波動大對B#高爐小套的影響。

B#高爐堅持穩(wěn)定發(fā)展中心氣流，疏松邊緣氣流，穩(wěn)定渣皮，避免因氣流導(dǎo)致渣皮頻繁脫落對小套的影響。

B#高爐堅持做足和穩(wěn)定爐溫，保證爐缸熱量，避免爐溫大幅波動，改善渣鐵流動性，避免渣鐵液在風(fēng)口堆積,因爐缸工況差對風(fēng)口小套產(chǎn)生影響。