邯宝1号高炉风口频繁破损的治理实践

于浩平，王 拓

（河北钢铁集团邯钢公司邯宝炼铁厂，河北 邯郸 056015）

邯宝炼铁厂1号高炉（3 200 m3）于2008年4月18日投产，无大中修的情况下已连续生产12年，创造了邯钢高炉的长寿记录。但从2019年7月份开始，1号高炉频繁出现风口破损的现象，7月到12月份共有50个风口小套发生破损，平均每月休风两次更换坏风口。风口的频繁破损、更换对连续性要求非常强的高炉的生产非常不利，风口漏水和频繁休风导致炉缸工作状态恶化，严重时造成炉缸堆积，更增大了风口破损的几率，甚至影响高炉的安全生产。因此，需尽快采取措施，以减少风口损坏和休风次数。

1 风口破损的现状

由于受2019年6月的环保影响，1号高炉大量配加外购焦和落地烧结矿，炉况顺行开始变差；7月份水渣系统频繁发生事故，高炉出铁秩序紊乱，不能保证正常的南北双场出铁，单场出铁时间偏长，影响了炉缸环流，致使渣铁不能及时排净，开始出现风口损坏现象，7月、8月三次休风共更换了18个坏风口；9月26日高炉环保限产闷炉5 d，更换了4个坏风口，送风后继续出现风口破损的现象；10月21日休风更换了6个坏风口；10月26日高炉槽下矿石集中斗掉落砸断主皮带，无计划休风72 h，使得风口损坏现象加剧；11月份高炉两次休风更换了9个坏风口；12月份后，高炉大量风口出现破损漏水现象，坏风口个数达13个，高炉生产秩序受到严重影响。高炉7月—12月风口小套破损情况如表1所示。

表1 高炉7月—12月风口小套破损情况

2 风口频繁破损的原因分析

2.1 原燃料变差导致炉缸堆积

大量配加外购焦是造成炉缸堆积的根本原因。因受环保影响，焦化产能降低，6月份开始频繁更换外购焦炭品种，焦炭质量开始劣化（见表2），料柱透气性差，炉况难行。外购焦相比干焦的平均粒度偏小，大量质量差的外购焦炭入炉，导致焦炭堆密度增加，孔隙度降低，造成料层透气性变差。外购焦强度下降，炉缸工作环境恶化，大量碎焦炭在炉缸内堆积，堵塞铁口孔道，出铁困难。外购焦炭热强度较差，导致焦炭在炉内的骨架作用大幅度减弱，焦炭到达风口时整体粒度偏小，料柱透气性大大降低，为保高炉顺行，被迫增加中心焦量以保证中心气流，随着中心焦炭的增加，料柱变得肥大，炉缸透液性降低，炉缸堆积，炉底和炉缸侧壁温度不断降低，由于高炉对出铁非常敏感，堵口后及出铁前期有减风调压现象，随即出现炉缸堆积症状，炉内渣铁液面升高，炉料下落空间变小，渣铁液面接触风口下部，从而烧坏风口。

表2 自产与外购焦炭理化性能对比表 %

2.2 事故频发导致渣铁滞留

7月份水渣系统接连出现事故，破坏了高炉的生产秩序，频繁减风、减氧恶化了炉缸活性。7月27日因更换南场水渣热水泵，北场铁口连续出铁，期间北场水渣101皮带突然断裂，高炉被迫紧急堵口，减风、停氧待产，导致45 min未出铁、101 min未出渣，进而造成高炉多个风口烧坏漏水。10月26日高炉槽下2号矿石集中斗掉落砸断主皮带，无计划休风72 h。表3是外围事故对高炉影响统计表。频繁休减风、减氧以及渣铁未能及时排出等原因破坏了煤气流分布，降低了炉缸热储备，加剧了炉缸状态恶化，最终造成炉缸严重堆积。

表3 外围事故对高炉影响统计表

2.3 风口制作质量差

2019年之前，高炉长期存在煤粉磨坏风口内部焊缝的现象，后将风口由内部改在外部，新式风口解决了煤粉磨漏风口的问题，但因焊缝的存在，风口前端导热性变差，外露焊缝位置极易破损漏水。为防止循环冷却水大量漏入炉内，采取控水操作，随着冷却强度的减小，焊缝处破损速度更快。11月份的两次休风都是因为风口漏水严重而紧急休风，坏风口前端孔洞都在焊缝处。图1为高炉11月份休风风口破损图。

图1 高炉11月份休风风口破损图

2.4 频繁休风复风及风口漏水致使炉缸失活

7月—12月因更换风口共休风6次，9月份环保闷炉5 d，10月份矿集中斗掉落砸断主皮带无计划休风72 h。频繁休风复风后，大量生炉料进入炉缸，消耗的炉缸热量得不到及时恢复，造成炉缸侧壁及炉芯温度不断走低，炉缸工作失活直至堆积。此外，风口破损后，大量冷却水漏入炉缸，坏风口前端渣铁不断凝结，形成局部堆积，边缘气流不稳定使得渣皮不规则脱落，烧坏风口。

2.5 日常生产过程中操作不当

在炉况恢复期间，过分追求产量及风氧量，使得炉缸逐渐堆积，压差不断升高。过分追求产量势必牺牲炉缸温度，又进一步恶化了炉缸工作状态，日常生产中工作人员的防凉意识不足。

3 处理措施

11月28日高炉休风复风后，大量风口出现破损漏水现象，炉缸堆积和风口大面积破损已经严重影响高炉的安全生产，解决风口频繁破损的根本在于处理炉缸堆积问题，于是制定了相关措施予以全面治理。

3.1 上下部调剂措施

1）下部更换风口类型和尺寸。12月13日高炉休风时，将风口焊缝在顶端的风口全部换成焊缝在外侧的风口，增加12个短风口的同时增加了3个Ф120 mm的小风口，风口面积减小到0.409 0 m2，调整高炉初始气流，稳定边缘的同时增加鼓风动能以利于吹透中心。

2）上部探索合理的布料制度。送风时保持中心加焦料制，中心焦增至5圈，保证快速吹透中心，布料制度为。考虑到休风前坏风口数量多，送风时采用全焦冶炼，可快速恢复炉缸热量，熔化积存渣铁，以避免风口再次烧坏。表4为治理前后参数对比表。

表4 治理前后参数对比表

3.2 优化复风操作

13日高炉复风时，将易破损的6个风口堵死，采用26个风口送风，以增大鼓风动能吹透中心。前期操作以快速恢复炉缸温度为目的，应保证低压差状态下加风，炉温连续两炉达到1500℃以上；探尺运动状态良好时，捅开堵泥风口，风量达到4 900 m3/min时开始喷煤，煤比控制在80 kg/t的水平，以提高煤气利用率，增加炉腹煤气量。后期操作以稳定气流为主，根据炉况逐步捅开堵泥的风口，经过一昼夜的恢复，风氧量稳定到5 600 m3/min、氧气2 500 m3/h、压差175 kPa以下。随着风氧量增加，逐步将中心焦的圈数减到3圈，在保证中心气流的同时发展边缘气流，但此时高炉的边缘气流极为敏感，表现为不接受增加富氧，使得上部静压局部升高、频繁崩滑料。

3.3 锰矿洗炉

鉴于高炉气流稳定性差、炉缸堆积的现状，决定配加锰矿洗炉。15日开始配加锰矿，同时保证炉温及炉渣碱度，以促使铁水中的锰快速富集达到洗炉的目的。锰矿下达后，铁水中w（Mn）达0.9%，经过48 h的洗炉操作，高炉压量关系明显降低，风氧水平大幅提高，17日稳定到风量5 750 m3/min、氧气6 000 m3/h的水平。高炉接受风氧量能力增加，说明炉缸状态得到了改善，逐步将铁水中的w（Mn）降至0.8%左右的水平，20日高炉氧量恢复到12 000 m3/min的水平，炉缸中心温度明显回升，高炉停加锰矿，洗炉结束。

3.4 加强基础管理

加强基础工作方面的管理力度，与公司沟通，稳定外购焦品种，由原来的7个外焦品种减少到2个，且每个焦种配加时间不低于48 h，适当增加自产干焦的配比。增加铁口深度到3 500 mm以上，采用负间隔出铁增加出铁次数，保证及时出净渣铁，防止渣铁与风口接触烧坏风口。提高炉温、降低碱度，以保证渣铁的流动性，以及足够的热量可熔化前期漏水形成的局部渣铁堆积。

4 实施效果

通过采取以上措施，高炉被动局面得到了改善，炉况稳定性和产量不断提高，经过14 d的恢复期后，高炉产量达到了7 950 t/d的水平，此后长达半年的时间里高炉维持了稳定顺行的局面，风口破损现象没有再出现，治理效果明显。

5 结论

1）合理控制风口的焊缝位置，确保风口前端的导热性，避免焊缝部分烧损。

2）事故频发影响出铁时，应果断减风停氧，避免渣铁液面升高烧坏风口。

3）高炉复风后出现风口频繁破损时，应及时调整送风节奏，放慢炉况恢复的速度，保证炉缸凝铁熔化彻底。

4）利用锰矿处理炉缸堆积时，要保持合适的炉温和炉渣碱度，并保证铁水w（Mn）在0.8%以上，才会达到明显的洗炉效果。