郝良元，胡啟晨

高爐風口使用壽命的長短直接影響高爐正常生產(chǎn)，風口燒漏導致的風口燒穿是高爐煉鐵生產(chǎn)中最為嚴重的安全生產(chǎn)事故。在高爐正常生產(chǎn)時發(fā)生的風口燒穿事故，造成的后果十分嚴重。隨著高爐不斷的強化冶煉，風口磨損也會隨之加大，如果對風口正常工作管理不當，未做預防處理，一旦發(fā)生燒穿事故，高爐緊急休風，大量高溫、熔融的液態(tài)渣鐵會從燒穿部位瀉出，噴射出爐外，造成設備、人員燒傷事故。財產(chǎn)損失巨大、經(jīng)濟效益降低，會給企業(yè)的安全生產(chǎn)環(huán)境造成帶來負面影響。同時由于難以預測風口燒穿的具體時間、部位，或燒穿后處理不及時，還會事故進一步擴大，勢必會加重財產(chǎn)的損失、人員的傷亡程度。為了有效預防風口燒穿，延長高爐壽命，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，降低高爐煉鐵的固定費用，提高勞動生產(chǎn)率，真正達到“優(yōu)質(zhì)、高效、安全、低碳、環(huán)保”的效果，從高爐操作、管理、維護等方面研究預防風口燒穿的各種措施。

1.1風口損壞的形式主要表現(xiàn)為破裂、磨損、熔損

主要因素見圖1、圖2。

（1）風口的破裂。包括裂紋和砂眼，主要是由于風口結(jié)構(gòu)不合理、制造工藝和材質(zhì)缺陷等造成的。裂紋和砂眼是在加工制作過程中形成的，一般都很微小，肉眼不易發(fā)現(xiàn)。在高爐生產(chǎn)時，風口要承受巨大的機械負荷和熱負荷，在熱應力作用下易產(chǎn)生裂紋。

（2）風口的磨損。風口前端伸入爐缸內(nèi)，在噴吹煤粉的摩擦及風口回旋區(qū)高速運動物料的沖刷作用下造成磨損。磨損部位一般在風口小套水平中心線平面內(nèi)的左右兩側(cè)。

（3）風口的熔損。主要是由于高溫渣鐵或鐵水滴落到風口表面造成局部過熱，使風口的溫度迅速上升，當溫度高于其熔點時，風口就被燒壞或熔損。熔損發(fā)生的位置大部分在風口的前端。

據(jù)國內(nèi)外高爐風口損壞統(tǒng)計，熔損占80％～92％，磨損占3％～15％，破裂在50%以下；其中小套損壞頻繁，中套較易損壞，大套不易損壞。

1.2風口損壞的原因

風口損壞的原因有很多，如風口的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、制造質(zhì)量，原燃料的質(zhì)量，冷卻水的純凈度、壓力、流速等。除了這些客觀條件外，風口的頻繁損壞還與爐缸的運行狀況和高爐操作技術等因素有關。

（1）風口材質(zhì)和制造質(zhì)量存在問題。鑄銅材質(zhì)純度不夠、組織疏松，導熱性不好；風口在鑄造時有(2)原燃料質(zhì)量的改變。焦炭質(zhì)量變差時，在高爐內(nèi)粉化現(xiàn)象嚴重，大量焦粉摻入爐渣使爐渣變稠，鐵水滲透速度減慢，易在風口前端聚集高溫熔融物，造成風口燒損；當噴煤粉的灰分和焦油含量較高時，很容易引起風口小套前端結(jié)焦，從而影響風口小套的熱交換性能。

（2）冷卻水不純、壓力不足、流速低。冷卻水中的雜質(zhì)易在小套空腔內(nèi)結(jié)垢，而使其熱交換性能降低，冷卻效果差；冷卻水壓力不足、流量小、流速低，則不能及時帶走風口小套上所積蓄的熱量，造成風口熔損。

（3）高爐爐況不佳造成風口損壞。高爐懸料后可能發(fā)生風口灌渣，從而使風口燒損，也可能出現(xiàn)料柱從上部突然下落，導致風口破損；高爐爐缸不活躍可能發(fā)生爐缸堆積，使渣鐵面升高，高溫渣鐵燒損風口；過度發(fā)展高爐邊緣，邊緣生成的渣鐵量增大，渣鐵沿爐墻滴落在風口上端，造成風口燒損；高爐鼓風動能不足，風口回旋區(qū)變小，渣鐵就可能燒損風口小套。

（4）高爐操作不當造成風口損壞。高爐噴吹煤粉時，由于噴槍結(jié)構(gòu)不合理、槍位不正、噴煤量大、煤粉流速高等原因，都可能使風口在很短時間內(nèi)被磨漏。

預防風口燒穿安全技術工作，是一項系統(tǒng)工程。從原料、高爐操作、設備管理、技術管理等方面系統(tǒng)的開展研究，研究預防風口燒穿的安全技術措施，提高風口使用壽命，降低休風率。

根據(jù)高爐風口破損形式的分析，制定有針對性的高爐操作管理制度，及預防風口燒漏的技術措施，提高風口使用壽命，降低休風率，提高經(jīng)濟效益，高爐生產(chǎn)達到安全、高效的目的。主要圍繞以下幾項開展工作：

（1）精料技術，提高、穩(wěn)定原燃料質(zhì)量，減少有害元素入爐。根據(jù)進廠物流情況，優(yōu)化焦化、燒結(jié)、球團配料，提高入爐綜合品位，減少渣量。提高焦炭的質(zhì)量，尤其是焦炭熱性能，保證焦炭在爐內(nèi)的料柱骨架作用，在爐缸內(nèi)透渣透液性好，是保證氣流穩(wěn)定的重要因素，也是減少風口磨損的重要因素。精料是爐況長期穩(wěn)定順行的基礎。

（2）有害元素的控制技術。研究有害元素富集對風口變形的影響，跟蹤有害元素變化，建立有害元素預警制度、定期排堿制度；研究有害元素對風口變形的影響機理，研究有害元素控制范圍，研究如何通過高爐操作減輕有害元素對高爐的危害。跟蹤有害元素變化，并建立有害元素預警制度以及定期排堿制度。高爐鋅負荷低于300g/t-p，堿負荷低于4kg/t-p，有效的減輕有害元素對富集使風變形的影響。

（3）提高高爐爐況穩(wěn)定性。根據(jù)外圍變化合理調(diào)下部制度，熱制度，控制合理的爐型參數(shù)，通過生產(chǎn)實踐對高爐控制參數(shù)、爐型參數(shù)進行合理修正，進一步促進爐況順行程度的改善，隨著爐況順行時間的延長，對部分爐型參數(shù)再次進行修正，根據(jù)入爐鈦負荷的變化調(diào)整熱制度，尤其是爐溫、堿度的控制，如此良性循環(huán)，達到長期穩(wěn)定順行。生產(chǎn)中根據(jù)爐襯溫度、溫差、煤氣流變化，充分利用礦批、料線、風口面積、風口布局、布料角度等調(diào)劑手段對上下部進行調(diào)劑，將爐襯溫度、煤氣流穩(wěn)定在合理的范圍內(nèi)，保持合理的操作爐型，防止因爐體下部渣皮過厚，突然脫落后造成風口燒損。

（4）對風口工作進行嚴密的檢測，制定風口工作檢查制度、定期更換與維護。建立風口使用情況記錄，對每次更換的風口磨損情況進行分析，根據(jù)風口前渣皮的厚度，判斷爐內(nèi)氣流情況，進而選擇合理的風口面積，保證風口前爐缸工作正常，防止局部堆積造成的風口燒漏。

（5）改進噴煤槍的材質(zhì)，正確安裝和調(diào)整好噴槍的位置和角度。建立日常風口內(nèi)噴槍工作情況的檢查工作，隨時調(diào)整好噴槍角度，防止煤粉刷漏風口；對噴槍使用周期進行詳細統(tǒng)計，定期取出檢查更換，并研究經(jīng)濟合理的噴槍材質(zhì)，最大限度的提高噴槍使用壽命。

（6）高爐出鐵管理。確定合理的鐵口角度、深度，確定合理的出鐵次數(shù)、鐵水流速、見渣時間，減輕渣鐵環(huán)流對爐缸的異常侵蝕。按照鐵口區(qū)磚襯厚度的1.2~1.5倍確定鐵口深度，出鐵速度，渣鐵時間比控制0.8左右，有效的避免了因爐缸工作不勻產(chǎn)生的局部堆積，導致風口前渣鐵對風口的侵蝕。

（7）爐缸堆積初期，通過操作手段進行處理，建立爐缸預處理制度，提高爐缸活躍性。通過爐缸溫度檢測手段，提早判斷爐缸局部堆積或活躍性下降的趨勢，在爐缸產(chǎn)生堆積初期，通過操作手段進行處理，建立爐缸預處理制度。在爐役末期杜絕使用洗爐劑。

（8）水質(zhì)管理。根據(jù)水質(zhì)化驗，及時加藥滅藻，降低水中Ca2+、Mg2+、Cl-1離子，控制PH為7.0，防止冷卻設備結(jié)垢，降低冷卻效果。風口漏水后及時休風處理。

通過實施預防風口燒穿安全技術，有機的統(tǒng)一了各種有害元素對高爐風口燒穿影響的各種矛盾，抓住提高爐缸活躍性的工作，合理匹配兩條氣流分布，形成定期排堿制度，使各座高爐有效的預防風口燒漏、燒穿。

（1）通過實施精料技術、維持爐況長期穩(wěn)定、爐型管理、水質(zhì)管理、有害元素跟蹤等等各項技術安全措施，確立了高爐操作制度，建立了爐型參數(shù)標桿，通過上下部制度的調(diào)整，風速和鼓風動能上升，從而使爐缸工作活躍，風口破損減少，同時也改善了技術經(jīng)濟指標。跟蹤有害元素含量，降低了對風口變形的影響。改善水質(zhì)，提高水量，控制水溫，滿足高爐冷卻要求。

（2）改善高爐的順行程度，高爐順行周期延長，杜絕了崩懸料。由于降低了有害元素含量?？朔擞捎阝佖摵筛咴斐傻臓t缸堆積，以及鐵口設計原因造成的爐缸工作不均勻。通過合理的控制爐體熱負荷，保證合理的渣皮厚度及穩(wěn)定性有效地預防了風口燒漏、燒穿。

（3）通過各項有效措施，降低了風口燒穿的風險的嚴重安全生產(chǎn)事故，杜絕了設備、人身重大安全隱患，提高了經(jīng)濟效益，提高了勞動生產(chǎn)率，節(jié)約了大修費用，針對性強，適用于高爐生產(chǎn)。