马钢B#高炉风口小套破损率低的原因探究

安吉南，张越强

(马钢股份公司炼铁总厂 安徽马鞍山 243002)

风口大套、中套及小套是构成风口的三部分，与炉内生产环境直接接触的是小套，其所处环境恶劣，炉内的热风、渣铁及运动的焦炭均能对其工况产生致命影响[1]、[2]。另外，较低的冷却水温度与回旋区的高温辐射及炉内气流对流产生很大的温度梯度，从而引起不规则的的热应力[3]。马钢B#4000 m3高炉于2007年2月建成投产，设置4个铁口，36个风口，高炉一代炉龄已近13年，马钢B#高炉风口小套实行寿命管理， B#高炉风口小套除到期更换外，继续保持着低损耗率，2019年2月至今共五个小套破损。本文探究了马钢B#高炉风口小套破损的原因，并对其烧损的特点及机理进行总结，结合2019年马钢B#高炉的生产实践，找出B#高炉风口小套保持低损耗率的原因，提出了降低高炉风口小套破损的措施。

1 高炉风口小套破损原因分析

高炉风口是高炉的关键部件，承受着高温的气流、熔渣以、铁水及炉料的撞击。原燃料质量、高炉操作及各作业区作业管理均能影响小套的生命周期。风口套烧损类别可分为熔损、破损和磨损三类；其损坏原因主要为：喷煤磨风口；崩滑料造成高温的渣铁飞溅到风口小套上；软水压力不足造成烧损等[4]、[5]。

1.1 B#高炉原燃料性能分析

高炉的稳定生产离不开性能稳定的原燃料，而炉况的稳定顺影响着小套破损率，研究表明[6]焦炭的冷态和热态性能中对高炉的利用系数影响大小排序为M10、CSR 、M40、CRI。

图1 焦炭冷态性能M10趋势图

图1为B#高炉入炉焦炭冷态能趋势图。可以看出2019年1-7月份焦炭冷态性能整体稳定，8-10月冷态性能波动趋势增大，但整体在可控范围内，较好的焦炭条件为高炉的高炉稳定提供了保证。图2为焦炭的灰分趋势图。焦炭灰分高，不仅使焦比升高，还使高炉下部透气性变坏，进而影响炉况顺行，气流波动，进而引起渣皮波动。可以看出2019年1-3月灰分偏高且波动大，但整体小于12.60%，基本满足大高炉对灰分的要求。烧结矿R2、FeO影响软熔性和低温还原粉化性、还原性等冶金性能。2019年烧结矿碱度整体平稳，未有较大的波动，FeO波动较大，对烧结矿的强度、还原性有一定影响。

图2 焦炭的灰分趋势图

1.2 B#高炉气流、炉体稳定性分析

B#高炉坚持全风，保证合适的鼓风动能，从而保证炉缸活跃。合理的煤气流分布及适应的上部调整制度，能保证各层炉体相对稳定，进一步降低了大幅的渣皮脱落。

图3 Z/W、W的趋势图

图4 炉体趋势图

由图3、4可以看出，2019年1-3月Z/W、W波动大，气流稳定性欠佳，结合原料，期间焦炭灰分、烧结矿FeO波动大，4-10月份气流波动幅度收窄，进水温度基本稳定(期间调整进水温度)，水温差有偏高但基本稳定，从炉体温度看炉腹区域一直处于稳定状态，说明渣皮稳定，避免了渣皮脱落对小套的工况影响，这也是B#高炉保持小套低损耗率的原因之一。

1.3 B#高炉渣铁处理稳定性分析

炉渣的流动性差会导致炉缸堆积和渣铁液面上升，到一定程度会烧坏风口小套[7]-[8]。炉渣碱度、镁铝比会影响渣铁流动性，保持炉缸渣铁流动性,提升炉缸温度, 避免渣铁液在风口堆积, 从而避免因炉缸工况差对风口小套产生影响。

由图5可以看出，2019年1-10月B#高炉物理热基本维持在1500℃以上，保证了炉缸的热量充足，保证了良好的渣铁流动性。期间几次定修，定修时严格按照休风料风口带应以焦炭为主。复风前后做足炉缸热量的前提下控制温度波动幅度，避免了对气流的大幅影响，维持渣皮稳定，从而对风口小套工况影响较小。

图5 PT、[Si]趋势图

1.4 B#高炉煤枪稳定性分析

B#高炉的小套大多是被磨损而漏水，因渣铁烧损和砸坏漏水的很少。B#高炉对36个风口实时监控，风口定期巡查，发现喷枪的位置、角度的不合适或者喷枪出现变形，保证及时发现并调整，降低风口小套被煤粉磨损的概率。

2 结论

高炉风口小套所处环境复杂，其损坏与原料条件、操作制度、造渣制度等均关系密切。2019年B#高炉风口小套损坏率低，主要有以下原因：

B#高炉坚持稳定入炉原料的质量，加强原燃料的筛分，从而降低了因原燃料引起的炉况波动大对B#高炉小套的影响。

B#高炉坚持稳定发展中心气流，疏松边缘气流，稳定渣皮，避免因气流导致渣皮频繁脱落对小套的影响。

B#高炉坚持做足和稳定炉温，保证炉缸热量，避免炉温大幅波动，改善渣铁流动性，避免渣铁液在风口堆积,因炉缸工况差对风口小套产生影响。