山鋼1#1880高爐鐵口噴濺治理實踐
發布時間：
2022-08-03
山鋼1#1880高爐有效爐容1880m3，設東西兩個鐵口，鐵口夾角為120°，采用軟水密閉循環冷卻工藝。2021年下半年以來國家限制壓縮鋼鐵產能，高爐于9月底降料線停爐檢修，11月19日開爐投產。投產三天后爐前兩鐵口噴濺嚴重，渣鐵排放時間短，高爐受憋，影響爐況順行和高爐產量的提升，高爐各項技術指標較差。另一方面，鐵口長時間噴濺，產生的大量煙塵，嚴重污染了環境，極大增加了除塵壓力。解決鐵口噴濺問題成為高爐煉鐵技術人員的一大難題。
開爐3天后鐵口出現嚴重噴濺，東西兩鐵口噴濺現象基本相同，從打開鐵口到鐵口下渣，一直噴濺，高爐下渣后，噴濺現象稍有所緩解。噴濺時間在45min左右，噴濺距離上由遠及近，遠的到撇渣器前端位置，近的在距鐵口2.5m左右位置。噴濺嚴重時一直到鐵口堵口，噴濺不止。
2.1影響爐前正常出鐵作業
鐵口向外長時間噴濺渣鐵混合物，煙塵大，工作環境差，鐵口兩邊及主溝兩側渣鐵堆積較多，清理渣鐵堆積物困難，爐前工勞動強度加大，很多時候要借用挖掘機清理。鐵口長期噴濺，出渣鐵時間變短，每天出鐵爐次由原來平均12次增加到平均17次，爐前工開鐵口、裝泥堵口次數相應增加，也增加了工人的勞動強度。另一方面，噴濺出的渣鐵混合物堆積在鐵口及主溝兩側，在堵鐵口作業時易出現抗炮的現象，易損壞泥炮和鐵口泥套，造成鐵口跑泥，嚴重時會產生堵不上炮的事故，給高爐的安全生產帶來較大隱患。
2.2直接影響高爐穩定順行
由于東西兩個鐵口都存在噴濺情況，渣鐵難以出凈，爐內經常出現憋風、探尺作業差等不良現象，高爐被迫減風控制冶煉強度，爐溫難以控制。噴濺嚴重時虧渣鐵較多，風量只能達到高爐正常作業風量的80%左右，長時間慢風，導致風速低，鼓風動能小，爐缸中心堆積嚴重，直接影響高爐順行。
2.3高爐產量降低技術經濟指標變差
兩鐵口長時間噴濺，渣鐵排放差，高爐經常性減風，冶煉強度降低，直接造成產量降低。由于虧渣鐵多，高爐受憋，風壓高，料柱透氣性差，風量難以維持全風量作業，爐內技術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，技術經濟指標難以優化，噸鐵成本升高。
高爐鐵口位于爐缸的下沿，主要由由鐵口框架、保護板、泥套、鐵口磚套、流鐵孔道組成組成。高爐開爐投產以后，出鐵口通道在爐缸高壓和液態渣鐵自身的重力共同作用下，將液態渣鐵定期排放出來。如果鐵口孔道內產生裂縫，會造成煤氣泄漏，鐵口通道將發生竄氣現象。在渣鐵流出時，爐內的高壓煤氣流混入到鐵口孔道的鐵流中，使原有的動力平衡失去穩定，造成順行的鐵水在排出鐵外時產生噴濺（見圖1）。
圖1 鐵口工作構造圖
個人認為，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，爐缸內打水較多，爐缸整體潮濕，高爐開爐前雖然經過六天的烘爐，爐缸仍偏涼。投產后爐缸溫度逐步升高，風口及鐵口區域原有碳磚和澆筑料熱膨脹系數有較大差異，受溫度影響，澆注料干燥收縮，出現縫隙，形成風口到鐵口區域煤氣泄漏通道。
4.1鐵口孔道壓漿
通過鐵口孔道壓漿方式，將軟質壓漿料壓入鐵口孔道，堵塞煤氣通過爐缸耐材竄入鐵口孔道的縫隙，從而降低鐵口噴濺現象。有如下步驟：
（1）利用另一鐵口出鐵的時間間隙，用65mm鉆頭對鐵口進行鉆孔，深度為1.5~1.8m。
（2）泥炮內裝滿炮泥，泥炮前端掏出一小段空間，將準備好的專用自流修補料塞入掏空的通道，泥炮最前端再糊上小部分炮泥，防止自流料流出。
（3）將泥炮口對準鐵口，利用泥炮將自流修補料打入提前鉆好的鐵口孔道，保持半小時左右再退炮。
4.2統一爐前操作
鐵口噴濺期間，爐前工區長24小時值班，時刻關注鐵口噴濺問題。爐前實行三班統一操作，嚴格執行車間制定的標準化操作作業。具體如下：
（1）嚴格執行爐前交接班制度。接班前，爐前班長及鐵口負責人詳細了解鐵口工作狀況，開口機及泥炮工作情況。
（2）出鐵前，爐前班長全面檢查鐵口泥套、鐵水罐準備、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±100mm范圍，保證鐵口好開。
（4）加強鐵口泥套維護，泥套損壞及時修補，杜絕鐵口過淺跑大流事故。
4.3提高炮泥質量
炮泥作為高爐堵鐵口的材料，其質量好壞直接影響鐵口的壽命的出鐵狀態。好的炮泥要具有如下性能。
（1）氣孔率適宜，干燥時容易排出氣體和水分。
（2）較高的耐火度，較強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）能迅速燒結并具有一定的燒結強度。鐵口噴濺期間與炮泥廠家協商，改進炮泥結合劑加入方法，加入適量的樹脂代替蒽油和焦油混合結合劑，這樣使炮泥結焦溫度降低，一定程度上解決了潮鐵口的問題。兩鐵口更換含有適量樹脂的炮泥24小時后，鐵口噴濺時間也明顯縮短。
4.4優化爐內操作提高高爐管控水平
面對鐵口噴濺對高爐生產造成的被動情況，煉鐵技術人員認真分析存在的優勢和短板，以高爐穩定順行為前提，車間制定合理科學的高爐攻、守、退的操作制度，提高對高爐的管控水平。高爐三班值班工長嚴格執行車間制定的操作制度，提高標準化操作水平，力保爐況順行。鐵口噴濺期間，高爐鐵水化學熱和物理熱以及爐渣堿度控制在合適的范圍內，保證渣鐵具有良好的流動性，為爐前出鐵作業創造條件。
高爐煉鐵生產是一項非常復雜的系統工程，隨著安全環保生產理念的深入，爐前渣鐵排放系統在煉鐵生產環節中顯得尤為重要。快速治理爐前鐵口噴濺，減少煙塵排放降低環保風險，成為很多煉鐵工作者一項重大任務。合理有效的使用新工藝、新技術，為高爐穩定順行高產高效提供保障。通過摸索實踐，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，高爐穩定順行，各項技術經濟指標明顯上一臺階。
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