蔡曉斌 程國存
（安鋼股份煉鐵作業部）
出凈渣鐵是高爐爐前工作的主要任務，是高爐長期高效生產的需求，而爐前工作的關鍵是鐵口維護。正常作業時鐵口區域的熱負荷最大，鐵口區域不僅承受著高溫渣鐵的沖刷，同時受到高溫煤氣沖刷以及化學侵蝕，因此，鐵口區域是高爐本體較薄弱的部位。鐵口區域泄露煤氣影響出鐵，使鐵口容易造成噴濺、污染環境、危及作業人員安全。鐵口泥套是鐵口與泥炮接觸的端面，要求泥套要完整，堵口時炮頭與泥套嚴密吻合。在實際出鐵作業中，若泥套質量不好造成破損，會造成堵口時冒泥，鐵口噴濺，嚴重時會造成高爐減風、休風堵口，從而影響高爐的正常安全生產。
目前泥套材料多為澆注料，根據現有的施工方式，澆筑料先裝入鐵口，經液壓炮炮頭擠壓成型，實際是帶有可塑性質的，很難保證在擠壓、干燥、烘烤過程中泥套的完整性。隨著高爐爐容擴大，冶煉強度提高，渣鐵量加大的情況下，泥套的壽命有下降趨勢，迫切需要進一步提高。因此，鐵口泥套維護技術還需要不斷優化，一要減輕爐前勞動強度與工作量；二要提高泥套的性能，如強度、完整性、精準性；三要提高使用壽命，減低生產成本、提高安全作業性。隨著技術的發展，部分耐材廠家推出鐵口泥套優化預制技術，即采用澆注振動成型制作、預先燒制成型好的泥套預制件技術，該技術應用在高爐鐵口上，解決了以上存在的各種弊病，達到安全、穩定、簡便、高效、長壽的應用效果。
人工制作的泥套的缺點
高爐堵鐵口的液壓泥炮炮頭需要和鐵口泥套嚴密接觸，通過液壓炮高壓把耐火泥打進鐵口通道，將鐵口封堵上，從而完成鐵口堵口的過程。由于液壓泥炮壓力較高，與鐵口泥套接觸時，會對鐵口泥套造成巨大的撞擊力和擠壓力，因此為了保持鐵口泥套的完整和接觸面的平整，順利完成液壓泥炮的堵口作業，需要經常性的對鐵口泥套的完整性和泥套和液壓泥炮接觸面的平整性進行修復。另一方面，高爐鐵口噴濺、竄漏煤氣也是威脅高爐安全正常生產的棘手問題之一，同時因鐵口噴濺造成泥套無法修復維護，不但大大增加工人勞動強度，而且可靠性差，容易造成高爐減風或放風堵口，形成生產事故。
傳統的鐵口泥套需要人工經常性的修復制作，人工制作泥套的使用現狀是：
1、人工制作的泥套使用時間相對較短，工人勞動強度較大。
制作一次新的鐵口泥套大約能使用20—30天時間，甚至更短，工人需要經常性的修復制作泥套，增加了爐前工的勞動強度。
2、人工制作的泥套質量不穩定，可靠性差。
人工制作的鐵口泥套受多方面的原因，質量不穩定，泥套的完整性和平整度完全靠人工憑經驗制作，在使用過程中極易造成泥套破損、不完整，使液壓泥炮炮頭和鐵口泥套之間接觸不嚴密，造成高爐跑泥或者堵不住鐵口，引發較大的生產安全事故。
3、人工制作泥套需要消耗一定量的泥套修復耐材。
高爐免維護鐵口預制泥套的優勢
1、高爐免維護鐵口預制泥套是通過特殊的耐材燒制成型，安裝在鐵口泥套部位，替代原來需要定期制作的泥套。該泥套預制件使用壽命至少一年以上，不但節省制作泥套的耐材，而且大大的降低工人的勞動強度，提高高爐安全堵口的成功率。
2、高爐免維護鐵口預制泥套安裝的部位是高爐鐵口最容易產生裂紋，從而導致鐵口噴濺、竄漏煤氣的部位。通過安裝免維護鐵口預制泥套，重新填補該部位的澆注料，消除內部耐火材料存在的裂紋，有治理和緩解鐵口在出鐵過程中噴濺的功能。
3、高爐免維護鐵口預制泥套有著優異的熱震穩定性，能經受液壓泥炮的高強度沖擊，適應爐前惡劣的使用環境。
4、高爐免維護鐵口預制泥套一體成型氮化燒成工藝，強度比普通材料更高，使用壽命更長。
5、在高爐鐵口更換預制泥套時，施工便捷，利用休風期間施工，烘烤時間短，24小時即可具備條件投入使用。
6、高爐免維護鐵口預制泥套比人工泥套更可靠，保持鐵口泥套完整無缺，減少爐前減風、放風堵口事故，降低爐前出鐵事故（安陽基地三座高爐在使用期間未發生過因鐵口泥套破損原因造成的高爐減風和放風堵口現象）。
7、在更換預制泥套施工過程中，可順便處理鐵口框架內澆注料產生的縫隙，有效治理鐵口竄煤氣噴濺現象。
8、安裝預制泥套后可有效封堵鐵口區域氣隙，大大提高鐵口合格率，提高出鐵效率，耐侵蝕和耐沖刷以及抗氧化性能好，有利于降低爐缸側壁溫度，促進高爐順行和安全長壽。
高爐免維護鐵口預制泥套的生產工藝
選用優質剛玉質和剛玉莫來石等18種超微粉原料，混合均勻后采用 800 噸液壓機壓制成型，通過136小時 1500℃高溫燒成，自然冷卻后再進行氮化處理制成。
使用泥套預制件的經濟效益分析
1、以 4000m3 高爐為例，休風 1 小時，產量損失約 400 噸，以每噸邊際效益 500 元計算，每小時的直接經濟損失約 20 萬元。一般4000m3 高爐每年因鐵口區域異常導致的減風或休風次數≥2 次，總產量損失正常在≥5000 噸，采用鐵口整體解決方案后，可以帶來的直接經濟效益在 500 萬元以上。
2、有效減少高爐定修時間
傳統的鐵口永久磚、保護磚，施工時間長，維護次數多，鐵口整體解決方案實施后，施工時間短，維護次數少，單次維護時間明顯降低，鐵口區域可節省定修時間 5 小時以上。
定修提前送風帶來的效益，與減少休風時間帶來的效益是相同的，每提前 1 小時送風，帶來的直接經濟效益為 20 萬元。鐵口區域不一定是影響高爐定修時間的主工序，若是作為主工序，則全年可以帶來的直接經濟效益預計在 500 萬元。
3、鐵口區域材料壽命延長
鐵口整體澆注，壽命可達 2 年以上，局部損壞僅需簡單維護，快捷高效，鐵口泥套壽命明顯延長。鐵口維護材料消耗量減少，爐前勞動強度減輕，工作環境改善。
高爐免維護鐵口預制泥套后，施工一次，區域壽命在 2 年以上，且只要做局部簡單維護即可，且作業方便，不需要在高爐休風期間進行。
兩年的總材料量=1.5 噸*4=6 噸，材料消耗降低 60%以上。
人工量=6 人*4 次*6 小時=144 人小時，人工量降低 70%以上。
人工泥套正常壽命 2 個月左右，高爐免維護鐵口預制泥套泥套壽命達到 1 年以上，且整體穩定性好。減少做泥套次數，降低爐前勞動強度。