馬鋼B#高爐風口小套破損率低的原因探究

安吉南，張越強

(馬鋼股份公司煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243002)

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

1 高爐風口小套破損原因分析

高爐風口是高爐的關鍵部件，承受著高溫的氣流、熔渣以、鐵水及爐料的撞擊。原燃料質量、高爐操作及各作業區作業管理均能影響小套的生命周期。風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：噴煤磨風口；崩滑料造成高溫的渣鐵飛濺到風口小套上；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

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

圖1 焦炭冷態性能M10趨勢圖

圖1為B#高爐入爐焦炭冷態能趨勢圖。可以看出2019年1-7月份焦炭冷態性能整體穩定，8-10月冷態性能波動趨勢增大，但整體在可控范圍內，較好的焦炭條件為高爐的高爐穩定提供了保證。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，進而影響爐況順行，氣流波動，進而引起渣皮波動。可以看出2019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年燒結礦堿度整體平穩，未有較大的波動，FeO波動較大，對燒結礦的強度、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、爐體穩定性分析

B#高爐堅持全風，保證合適的鼓風動能，從而保證爐缸活躍。合理的煤氣流分布及適應的上部調整制度，能保證各層爐體相對穩定，進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，氣流穩定性欠佳，結合原料，期間焦炭灰分、燒結礦FeO波動大，4-10月份氣流波動幅度收窄，進水溫度基本穩定(期間調整進水溫度)，水溫差有偏高但基本穩定，從爐體溫度看爐腹區域一直處于穩定狀態，說明渣皮穩定，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#高爐渣鐵處理穩定性分析

爐渣的流動性差會導致爐缸堆積和渣鐵液面上升，到一定程度會燒壞風口小套[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, 避免渣鐵液在風口堆積, 從而避免因爐缸工況差對風口小套產生影響。

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，定修時嚴格按照休風料風口帶應以焦炭為主。復風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，維持渣皮穩定，從而對風口小套工況影響較小。

圖5 PT、[Si]趨勢圖

1.4 B#高爐煤槍穩定性分析

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個風口實時監控，風口定期巡查，發現噴槍的位置、角度的不合適或者噴槍出現變形，保證及時發現并調整，降低風口小套被煤粉磨損的概率。

2 結論

高爐風口小套所處環境復雜，其損壞與原料條件、操作制度、造渣制度等均關系密切。2019年B#高爐風口小套損壞率低，主要有以下原因：

B#高爐堅持穩定入爐原料的質量，加強原燃料的篩分，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#高爐堅持穩定發展中心氣流，疏松邊緣氣流，穩定渣皮，避免因氣流導致渣皮頻繁脫落對小套的影響。

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