李繼鋒
（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南 271104）
摘 要：山鋼 1#1880 高爐自 2021 年 11 月 19 日開(kāi)爐以來(lái)，相繼出現(xiàn)了鐵口噴濺、高爐憋風(fēng)等問(wèn)題，影響了高爐的正常生產(chǎn)。文章探索分析了鐵口噴濺的原因，采取了鐵口孔道壓漿技術(shù)、更換高質(zhì)量炮泥等一系列措施，隨后噴濺現(xiàn)象逐步消失，爐況順行趨于穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞：鐵口；噴濺；炮泥
山鋼 1#1880 高爐有效爐容 1880 m3，設(shè)東西兩個(gè)鐵口，鐵口夾角為 120°，采用軟水密閉循環(huán)冷卻工藝。 2021年下半年以來(lái)國(guó)家限制壓縮鋼鐵產(chǎn)能，高爐于 9 月底降料線停爐檢修，11 月 19 日開(kāi)爐投產(chǎn)。 投產(chǎn)三天后爐前兩鐵口噴濺嚴(yán)重，渣鐵排放時(shí)間短，高爐受憋，影響爐況順行和高爐產(chǎn)量的提升，高爐各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)較差。 另一方面，鐵口長(zhǎng)時(shí)間噴濺，產(chǎn)生的大量煙塵，嚴(yán)重污染了環(huán)境，極大增加了除塵壓力。解決鐵口噴濺問(wèn)題成為高爐煉鐵技術(shù)人員的一大難題。
1 鐵口的噴濺情況
開(kāi)爐 3 天后鐵口出現(xiàn)嚴(yán)重噴濺，東西兩鐵口噴濺現(xiàn)象基本相同，從打開(kāi)鐵口到鐵口下渣，一直噴濺，高爐下渣后，噴濺現(xiàn)象稍有所緩解。噴濺時(shí)間在 45 min 左右，噴濺距離上由遠(yuǎn)及近，遠(yuǎn)的到撇渣器前端位置，近的在距鐵口 2.5 m 左右位置。噴濺嚴(yán)重時(shí)一直到鐵口堵口，噴濺不止。
2 鐵口噴濺的危害
2.1 影響爐前正常出鐵作業(yè)
鐵口向外長(zhǎng)時(shí)間噴濺渣鐵混合物，煙塵大，工作環(huán)境差，鐵口兩邊及主溝兩側(cè)渣鐵堆積較多，清理渣鐵堆積物困難，爐前工勞動(dòng)強(qiáng)度加大，很多時(shí)候要借用挖掘機(jī)清理。鐵口長(zhǎng)期噴濺，出渣鐵時(shí)間變短，每天出鐵爐次由原來(lái)平均 12 次增加到平均 17 次，爐前工開(kāi)鐵口、 裝泥堵口次數(shù)相應(yīng)增加，也增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。另一方面，噴濺出的渣鐵混合物堆積在鐵口及主溝兩側(cè)，在堵鐵口作業(yè)時(shí)易出現(xiàn)抗炮的現(xiàn)象，易損壞泥炮和鐵口泥套，造成鐵口跑泥，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生堵不上炮的事故，給高爐的安全生產(chǎn)帶來(lái)較大隱患。
2.2 直接影響高爐穩(wěn)定順行
由于東西兩個(gè)鐵口都存在噴濺情況，渣鐵難以出凈，爐內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)憋風(fēng)、探尺作業(yè)差等不良現(xiàn)象，高爐被迫減風(fēng)控制冶煉強(qiáng)度，爐溫難以控制。噴濺嚴(yán)重時(shí)虧渣鐵較多，風(fēng)量只能達(dá)到高爐正常作業(yè)風(fēng)量的 80%左右，長(zhǎng)時(shí)間慢風(fēng)，導(dǎo)致風(fēng)速低，鼓風(fēng)動(dòng)能小，爐缸中心堆積嚴(yán)重，直接影響高爐順行。
2.3 高爐產(chǎn)量降低 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變差
兩鐵口長(zhǎng)時(shí)間噴濺，渣鐵排放差，高爐經(jīng)常性減風(fēng)，冶煉強(qiáng)度降低，直接造成產(chǎn)量降低。由于虧渣鐵多，高爐受憋，風(fēng)壓高，料柱透氣性差，風(fēng)量難以維持全風(fēng)量作業(yè)，爐內(nèi)技術(shù)人員在高爐操作上不得不采取保守措施，焦比高，煤比低，燃料消耗較高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)難以優(yōu)化，噸鐵成本升高。
3 鐵口噴濺原因
高爐鐵口位于爐缸的下沿，主要由由鐵口框架、保護(hù)板、泥套、鐵口磚套、流鐵孔道組成組成。高爐開(kāi)爐投產(chǎn)以后，出鐵口通道在爐缸高壓和液態(tài)渣鐵自身的重力共同作用下，將液態(tài)渣鐵定期排放出來(lái)。如果鐵口孔道內(nèi)產(chǎn)生裂縫，會(huì)造成煤氣泄漏，鐵口通道將發(fā)生竄氣現(xiàn)象。在渣鐵流出時(shí)，爐內(nèi)的高壓煤氣流混入到鐵口孔道的鐵流中，使原有的動(dòng)力平衡失去穩(wěn)定，造成順行的鐵水在排出鐵外時(shí)產(chǎn)生噴濺（見(jiàn)圖 1）。
個(gè)人認(rèn)為，鐵口通道竄煤氣主要是以下原因：這次降料線停爐檢修，期間打水涼爐快速扒料，爐缸內(nèi)打水較多，爐缸整體潮濕，高爐開(kāi)爐前雖然經(jīng)過(guò)六天的烘爐，爐缸仍偏涼。投產(chǎn)后爐缸溫度逐步升高，風(fēng)口及鐵口區(qū)域原有碳磚和澆筑料熱膨脹系數(shù)有較大差異，受溫度影響，澆注料干燥收縮，出現(xiàn)縫隙，形成風(fēng)口到鐵口區(qū)域煤氣泄漏通道。
4 治理措施
4.1 鐵口孔道壓漿
通過(guò)鐵口孔道壓漿方式，將軟質(zhì)壓漿料壓入鐵口孔道，堵塞煤氣通過(guò)爐缸耐材竄入鐵口孔道的縫隙，從而降低鐵口噴濺現(xiàn)象。有如下步驟：
（1）利用另一鐵口出鐵的時(shí)間間隙，用 65 mm 鉆頭對(duì)鐵口進(jìn)行鉆孔，深度為 1.5~1.8 m。
（2）泥炮內(nèi)裝滿炮泥，泥炮前端掏出一小段空間，將準(zhǔn)備好的專用自流修補(bǔ)料塞入掏空的通道，泥炮最前端再糊上小部分炮泥，防止自流料流出。
（3）將泥炮口對(duì)準(zhǔn)鐵口，利用泥炮將自流修補(bǔ)料打入提前鉆好的鐵口孔道，保持半小時(shí)左右再退炮。
4.2 統(tǒng)一爐前操作
鐵口噴濺期間，爐前工區(qū)長(zhǎng) 24 小時(shí)值班，時(shí)刻關(guān)注鐵口噴濺問(wèn)題。爐前實(shí)行三班統(tǒng)一操作，嚴(yán)格執(zhí)行車間制定的標(biāo)準(zhǔn)化操作作業(yè)。具體如下：
（1）嚴(yán)格執(zhí)行爐前交接班制度。接班前，爐前班長(zhǎng)及鐵口負(fù)責(zé)人詳細(xì)了解鐵口工作狀況，開(kāi)口機(jī)及泥炮工作情況。
（2）出鐵前，爐前班長(zhǎng)全面檢查鐵口泥套、鐵水罐準(zhǔn)備、鉆頭大小及撇渣器通暢情況。
（3）控制東西兩鐵口合理深度，使其在 2900±100 mm范圍，保證鐵口好開(kāi)。
（4）加強(qiáng)鐵口泥套維護(hù)，泥套損壞及時(shí)修補(bǔ)，杜絕鐵口過(guò)淺跑大流事故。
4.3 提高炮泥質(zhì)量
炮泥作為高爐堵鐵口的材料，其質(zhì)量好壞直接影響鐵口的壽命的出鐵狀態(tài)。好的炮泥要具有如下性能。
（1）氣孔率適宜，干燥時(shí)容易排出氣體和水分。
（2）較高的耐火度，較強(qiáng)的抵抗渣鐵溶液的沖刷能力。
（3）適度的可塑性，便于形成鐵口泥包。
（4）能迅速燒結(jié)并具有一定的燒結(jié)強(qiáng)度。鐵口噴濺期間與炮泥廠家協(xié)商，改進(jìn)炮泥結(jié)合劑加入方法，加入適量的樹(shù)脂代替蒽油和焦油混合結(jié)合劑，這樣使炮泥結(jié)焦溫度降低，一定程度上解決了潮鐵口的問(wèn)題。兩鐵口更換含有適量樹(shù)脂的炮泥 24 小時(shí)后，鐵口噴濺時(shí)間也明顯縮短。
4.4 優(yōu)化爐內(nèi)操作 提高高爐管控水平
面對(duì)鐵口噴濺對(duì)高爐生產(chǎn)造成的被動(dòng)情況，煉鐵技術(shù)人員認(rèn)真分析存在的優(yōu)勢(shì)和短板，以高爐穩(wěn)定順行為前提，車間制定合理科學(xué)的高爐攻、守、退的操作制度，提高對(duì)高爐的管控水平。高爐三班值班工長(zhǎng)嚴(yán)格執(zhí)行車間制定的操作制度，提高標(biāo)準(zhǔn)化操作水平，力保爐況順行。鐵口噴濺期間，高爐鐵水化學(xué)熱和物理熱以及爐渣堿度控制在合適的范圍內(nèi)，保證渣鐵具有良好的流動(dòng)性，為爐前出鐵作業(yè)創(chuàng)造條件。
5 實(shí)施效果
高爐煉鐵生產(chǎn)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，隨著安全環(huán)保生產(chǎn)理念的深入，爐前渣鐵排放系統(tǒng)在煉鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)中顯得尤為重要。快速治理爐前鐵口噴濺，減少煙塵排放降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，成為很多煉鐵工作者一項(xiàng)重大任務(wù)。合理有效的使用新工藝、新技術(shù)，為高爐穩(wěn)定順行高產(chǎn)高效提供保障。通過(guò)摸索實(shí)踐，采取上述多種手段綜合治理，2021 年 12 月 13 日以后鐵口非正常噴濺已基本消除，高爐穩(wěn)定順行，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯上一臺(tái)階。