酒钢6号高炉风口破损事故分析与探讨

张丰红

摘 要：风是高炉生产的必不可少的原料，风口结构是否正常工作，直接影响到高炉的正常生产。风口装置，是保证高炉正常生产的关键部件，包括风口大套、风口二套、风口也称风口小套或风口三套，是送风管路最前端的一个部件。该文介绍风口装置的结构和作用，风口装置的结构、材质、砌砖以及高炉操作水平，直接影响风口的使用寿命，从而直接影响高炉的正常生产。通过酒钢6号高炉风口破损事故的发生、处理和原因分析，总结出高炉风口破损的主要原因以及加强原燃料的筛分，改变布料思路，坚决控制边缘气流，稳定风温操作，稳定富氧喷煤操作，稳定渣铁正点排出率，控制碱金属入炉量等减少风口破损的主要措施，为确保高炉正常生产提供依据。

关键词：风口破损 事故处理 破损原因 减损措施

中图分类号：TF549 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（b）-0037-03

风是高炉生产的必不可少的原料，风口装置是否正常工作，直接影响到高炉的正常生产。风口装置，是保证高炉正常生产的关键部件。包括风口大套、风口二套、风口也称风口小套或风口三套，是送风管路最前端的一个部件。它位于高炉炉缸上部，成一定角度探出炉壁。风口与风口中套、风口大套装配在一起，加上冷却水管等其它部件，形成高炉的风口设备，其结构如图1所示。风口前端炉缸回旋区温度约2 000 ℃左右，风口的工作条件十分恶劣，在使用一段时间后会损坏，从而迫使高炉休风，更换风口，风口是影响高炉生产效率的重要因素之一。风口中套的作用是支承风口小套，中套的工作位置与风口小套相比，离炉缸较远，它不直接接触热风和高炉内的气氛。但在大型高炉强化冶炼的工作条件下，风口中套周围仍受到300 ℃左右高温的影响。风口中套用铸造紫铜制作。

风口大套的功能是支撑风口中套与小套，并将其与高炉炉体相连成为一体。风口大套的工作温度约300 ℃。对风口大套主要考虑其强度性能。通常风口大套有铸钢件和带铸入冷却水管的铸铁件两种。

风口装置的结构、材质、砌砖以及高炉操作水平，直接影响风口的使用寿命。高炉风口材质目前主要为高纯紫铜，从风口的强度、刚度、抗龟裂性能不同考虑，材质状态有锻制、铜板卷制、铸造不同的状态。铜板卷制风口重量低，成本低，但若壁厚太薄刚度不足以发生变形。因高炉风口是通过水冷却保持风口本体运行于低温状态，保持强度和刚度，所以铜的纯度至关重要。

1 事故经过

2013年1月16日夜班，1：16分工长从值班室风口平台监控画面中发现8#风口处冒火星，并有发展趋势，此时看水岗位工汇报工长8#风口烧穿，工长立即减风处理，将风量从1 180 m3/min减至200 m3/min，1：18分高炉改常压，并减风到零，1：24分休风。休风后经检查发现8#风口、吹管及二套均完好无烧损，8#大套上部烧穿。于1：24～16：55休风931 min更换风口大套，造成较大生产事故。

高炉休风拉下大套后发现大套上部前端烧损约350 mm×150 mm的长方形孔洞（见图2）；8#风口大套上部距炉壳450 mm处风口组合砖有约400 mm×300 mm的椭圆状孔洞（见图3）；从风口组合砖砌筑图看，该部位位于第一环与第二环风口组合砖交接处（见图4）。

2 事故原因

（1）近期6号高炉炉况稳定顺行，日产在1 560 t以上，焦比418 kg/t，平均风量稳定在1 200 m3/min。15～16日大套破损前炉况稳定顺行，炉内压量关系稳定、料尺工作正常，没有滑尺、崩料。炉温0.71%，铁水温度1 473 ℃，渣铁物理热充足，炉缸活跃。说明炉况处于正常状态，不存在因炉况问题导致大套烧损的因素。

（2）8#风口大套上部第一环与第二环风口组合砖交接处烧损出400 mm×300 mm的椭圆状孔洞，而二套上部组合砖仍存在，说明大套和二套风口组合砖之间出现掉砖，导致该区域炉内形成连接通道，渣铁经此通道沉积在大套上部，将大套上部前端烧损，是导致8#大套烧损的主要原因。

（3）由于砌筑存在质量问题，组合砖在热膨胀的作用下，将大套与二套组合砖向上顶起，是组合砖脱落形成通道的主要原因。

3 延长风口寿命的措施

（1）提高制作风口的紫铜纯度，以提高风口的导热性能。

（2）改进风口结构，增强风口冷却效果，使用贯流式风口；这种风口的冷却水道结构各厂虽然不完全相同，但其共同点是风口前端设计成3～4圈螺旋形水通道，后端为空腔式。我国宝钢锅炉采用的贯流式风口如图5所示。贯流式风口工作时，冷却水首先通过前段热负荷最高的第一道螺旋水道，然后依次流过后面的各螺旋水道及空腔，最后进入排出水管流出。这种水道结构及冷却水流向的优点是冷却水到首先进入风口前端水通道，不仅使低温水首先进入高温区，而且风口前段水通道截面面积最小，水速最高，均能加强风口前端热交换；而冷却水返回到后端的空腔，由于水道截面面积的增加、水速减慢、水温升高、热交换减弱，从而减弱了由于风口冷却使风温降低的作用。酒钢炼铁厂高炉风口为贯流式铸铜水冷风口，结构如图5所示。

（3）对风口前端进行表面处理，提高其承受高温和磨损的能力。

（4）提高冷却水质量和增加水速；工业水改为纯水密闭冷却，风口平台水压有0.3～0.4 MPa提高到目前的1.0～1.4 MPa，风口水速由过去的腔式风口水速不足0.7 m/s，提高到目前的贯流式风口前端水速达14 m/s。

（5）加强风口监测。当然，风口的使用寿命还与高炉采用的操作工艺、炉况、水冷条件等多种因素有关。

4 减少风口烧损的主要措施

（1）加强原燃料的筛分。对高炉入炉料进行全程筛分监控考核。严格制定和执行槽下清理筛底的工作。尤其是在雨季，最大限度地避免大量粉末炉料入炉。减少由此造成的炉料透气性差，炉内压差偏高，边缘气流发展的原料条件。

（2）改变布料思路，坚决控制边缘气流。发展中心气流，控制边缘气流，提高煤气利用率。这是降成本、稳顺行的重要布料手段。打透中心，控制边缘，稳定渣皮，严格执行“压边”操作，高炉顺行才有保证。当然，具体手段及幅度视各炉的具体情况而定。

（3）稳定风温操作。应该按照各热风炉的具体状况，采取折算后的平均风温值来使用混风控制。而不应该单纯的全关混风阀机械性的操作。避免换炉前后的风温大幅波动导致的炉内温度场的变化。

（4）稳定富氧喷煤操作。根据喷煤比的水平，在结合风温的使用水平基础上，维持合理的风口前理论燃烧温度。避免过多富氧导致的风口前煤气发生量过少，sio大量生成等因素对炉料透气性影响，同时控制过量渣铁生成速度，在炉料中能及时渗透到炉缸，避免在风口前大量积蓄而烧损风口。尤其是在连续的休复风的炉况下，过早富氧喷煤更是因炉内热储备不足加剧炉内渣铁难以渗透炉缸，从而导致风口烧损。

（5）稳定渣铁正点排出率。调配好铁水罐车，及时排净渣铁，使炉内生成的渣铁有空间，不在风口前积攒是避免风口套烧损的重要一环。

（6）控制碱金属入炉量，采取适当降低炉渣碱度的方式进行排碱。可以放宽铁水含硫的范围，由当前的0.01%～0.02%放宽至0.03%～0.045%即可。但此操作要求入炉矿的各成分（尤其是烧结碱度）必须相对稳定。

（7）锰矿进行洗炉的操作有待于进一步观察和商榷。原则上高炉应尽量避免此操作。一是对成本的影响，二是经常性洗炉对渣皮的稳定不利，但是具体情况下的炉况则需另谈。

（8）同一风口区连续烧损小套的风口要进行相应的堵风口操作，同时检查好该方位冷却壁的工作情况。在炉缸热量及风口周边渣铁流动性好的情况下再适时开风口，避免连续烧损频繁休风造成恶性循环。

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