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(huán)境直接接觸的是小套，其所處環(huán)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(qū)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(guī)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(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(yè)區(qū)作業(yè)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(wěn)定生產離不開性能穩(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。可以看出2019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，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(wěn)，未有較大的波動，F(xiàn)eO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(wěn)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(wěn)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(wěn)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(wěn)定(期間調整進水溫度)，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(wěn)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(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個風口實時監(jiān)控，風口定期巡查，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(huán)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(wěn)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(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，避免渣鐵液在風口堆積,因爐缸工況差對風口小套產生影響。