劉得永
（酒鋼煉鐵廠）
摘要：7號高爐開爐初期鐵口噴濺嚴(yán)重，爐前生產(chǎn)被動，影響了高爐爐況順行及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。通過現(xiàn)場分析噴濺原因，采取一系列行之有效的措施，鐵口噴濺最終得到了有效治理，保證了高爐出鐵順暢，高爐經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到了穩(wěn)步提升。
關(guān)鍵詞：高爐；鐵口噴濺；指標(biāo)
7號高爐與2020年6月優(yōu)化升級改造完成，6月30日點(diǎn)火開爐，有效爐容1800m³，高爐設(shè)3個(gè)出鐵口，兩個(gè)矩形出鐵場，南、北、西三個(gè)鐵口，南西鐵口夾角95.934°，西北鐵口夾角109.386°，南北鐵口夾角154.286°，正常生產(chǎn)時(shí)南北鐵口輪換出鐵，西鐵口備用 。開爐投產(chǎn)后，出現(xiàn)鐵口噴濺問題，鐵口區(qū)域煤氣火沖，而且鐵口噴濺時(shí)間較長，占整次出鐵時(shí)間80%以上，影響渣鐵正常排放，由于鐵口噴濺嚴(yán)重導(dǎo)致出鐵時(shí)除塵效果不好，爐前崗位人員勞動強(qiáng)度增大，鐵口維護(hù)困難，鐵口泥套頻繁破損，堵口跑泥，甚至由于鐵口噴濺造成渣鐵出不凈或減風(fēng)堵口等事故，影響高爐爐況順行 ，并使現(xiàn)場環(huán)境急劇惡化，為解決鐵口噴濺問題，相關(guān)技術(shù)人員多次綜合分析其原因，并制定治理辦法。針對鐵口工作狀態(tài)，設(shè)備、炮泥質(zhì)量以及崗位操作等綜合因素，進(jìn)行實(shí)踐考察與分析，認(rèn)為是由于鐵口通道采用炭質(zhì)耐火材料，鐵口外側(cè)從耐機(jī)械沖擊的角度選擇剛玉質(zhì)澆注料。由于剛玉澆注料與碳磚不能嚴(yán)密結(jié)合，不能很好的封堵鐵口區(qū)域煤氣流，投產(chǎn)后鐵口區(qū)域煤氣流大、煤氣流亂竄，是鐵口造成投產(chǎn)后鐵口噴濺的主要原因。對此7號高爐制定治理計(jì)劃對其治理，與2020年10月份鐵口噴濺問題的到了改善，保證了生產(chǎn)的正常化。
1.鐵口孔道；2.鐵口框架；3.爐皮；4.冷卻壁；5.填充料；6.磚套；7.磚墻；8.鐵口保護(hù)板；9.鐵口泥套
圖1 鐵口工作構(gòu)造圖
圖2鐵口區(qū)域煤氣火 圖3鐵口噴濺現(xiàn)場
1 鐵口噴濺情況與危害
1.1鐵口噴濺情況
7號高爐，設(shè)計(jì)有效容積1800m³，設(shè)有3個(gè)鐵口，采用兩用一備出鐵模式，正常生產(chǎn)時(shí)南北鐵口輪換出鐵，開爐投產(chǎn)時(shí)，南、北鐵口都存在噴濺問題，鐵口剛打開時(shí)，鐵口噴濺嚴(yán)重，渣鐵流不正常，隨著出鐵時(shí)間增長，下渣后鐵口噴濺現(xiàn)象有減弱趨勢，但噴濺持續(xù)時(shí)間長，為確保在下一個(gè)場有效出鐵時(shí)間內(nèi)，具備出鐵條件，往往都是未出凈渣鐵就強(qiáng)行堵口，長期以來形成惡性循環(huán)，造成高爐憋渣憋風(fēng)。
1.2鐵口噴濺危害
（1）鐵口的持續(xù)噴濺導(dǎo)致爐前的勞動強(qiáng)度加大，從四班三倒的模式調(diào)整為二班二倒。7號高爐采用了儲鐵式主溝，鐵口深度被控制在3.4±0.1米。在正常生產(chǎn)過程中，主溝兩側(cè)的渣鐵量較少，勞動強(qiáng)度也相對較低。然而，由于鐵口噴濺嚴(yán)重，出鐵時(shí)大量的渣鐵噴濺到主溝兩側(cè)，在出鐵過程中，還需要考慮溝邊積渣鐵是否會影響設(shè)備在堵口時(shí)的正常運(yùn)行，我們會使用鋼釬大錘清理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)側(cè)的積渣鐵。在嚴(yán)重的情況下，可能會出現(xiàn)堵口抗炮現(xiàn)象，導(dǎo)致鐵口跑泥，甚至還會造成減風(fēng)堵口事故。堵口后使用拆包車配合進(jìn)行清理，增加了爐前崗位勞動強(qiáng)度及在高溫區(qū)域內(nèi)的作業(yè)時(shí)間，給高爐安全生產(chǎn)帶來了較大的隱患。
（2）由于南北鐵口打開后都噴濺嚴(yán)重，出鐵過程中渣鐵流與爐內(nèi)料速不匹配，渣鐵排不凈、導(dǎo)致爐內(nèi)憋渣、憋風(fēng)，影響高爐爐況穩(wěn)定順行。
（3）鐵口噴濺影響鐵口泥套正常使用壽命，出鐵過程中鐵口噴濺，鐵口眼受噴濺渣鐵沖刷呈喇叭狀，鐵口泥套頻繁破損，堵口跑泥，鐵口維護(hù)困難，形成惡性循環(huán)，鐵口區(qū)域竄煤氣現(xiàn)象未得到有效封堵。
（4）爐前工作環(huán)境差，因便于堵口后拆包車清理主溝兩側(cè)積渣鐵，南北鐵口都將除塵罩移開，出鐵過程中煙塵不受控，鐵口打開后噴濺至小坑位置，爐前崗位作業(yè)時(shí)，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，可能會造成作業(yè)人員燒燙傷，渣鐵噴濺在設(shè)備上，嚴(yán)重影響了設(shè)備的工作狀況。
（5）出鐵時(shí)間不受控，因主溝兩側(cè)噴濺積渣較多，清理需要足夠時(shí)間，有時(shí)上個(gè)場鐵口堵口后，下個(gè)場出鐵鐵口還不具備出鐵條件，嚴(yán)重影響出鐵正點(diǎn)率及鐵量差。
2 鐵口噴濺的原因及治理過程
2.1噴濺原因
高爐鐵口噴濺現(xiàn)象是高爐生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，尤其是剛投產(chǎn)高爐鐵口噴濺較為常見，但較為認(rèn)可的觀點(diǎn)還是鐵口孔道內(nèi)產(chǎn)生裂縫，鐵口鉆開后高壓的煤氣使順行的鐵水產(chǎn)生噴濺，所以要想根源上治理鐵口噴濺，首要任務(wù)就是封堵鐵口孔道中存在的煤氣通道。
（1）7號高爐優(yōu)化升級改造鐵口通道采用炭質(zhì)耐火材料，鐵口外側(cè)從耐機(jī)械沖擊的角度選擇剛玉質(zhì)澆注料。由于剛玉澆注料與碳磚不能嚴(yán)密結(jié)合，不能很好的封堵鐵口區(qū)域煤氣流，投產(chǎn)后鐵口區(qū)域煤氣流大、煤氣流亂竄，是造成投產(chǎn)后鐵口噴濺的主要原因。
（2）風(fēng)口各套與風(fēng)口組合磚因施工質(zhì)量也會存在縫隙。風(fēng)口套為銅件，熱膨脹系數(shù)大。高爐投入生產(chǎn)后，受溫度影響，風(fēng)口各套及組合磚均會產(chǎn)生熱膨脹，風(fēng)口各套與組合磚之間砌筑時(shí)填充的泥漿，在高溫下出現(xiàn)裂縫，在爐內(nèi)高壓的作用下也可能會形成煤氣通道。
（3）炮泥質(zhì)量差。在結(jié)焦過程中炮泥強(qiáng)度不夠，或者堵口時(shí)打泥壓力低未能有效夯實(shí)鐵口孔道 ，在鐵口孔道高溫?zé)Y(jié)過程中都會產(chǎn)生裂紋，在爐內(nèi)高壓作用下，長期以來在鐵口碳磚與鐵口孔道之間形成了煤氣通道。
（4）設(shè)備存在問題。由于開爐時(shí)，泥炮、開口機(jī)均處于試運(yùn)行階段，堵口時(shí)打泥壓力不足，或者泥炮活塞運(yùn)行速度等都會影響鐵口的正常維護(hù)以及泥包的形成。開口機(jī)在鉆口時(shí)沖擊、鉆削的大小以及沖擊的振打時(shí)間也會破壞鐵口泥包。
2.2治理辦法過程
通過對鐵口孔道在線灌漿，將碳素粉末料與樹脂結(jié)合，利用泥炮活塞高壓（21Mpa）打入鐵口孔道，封堵通過爐缸碳磚竄入鐵口孔道的煤氣縫隙，降低出鐵時(shí)鐵口孔道竄煤氣造成的鐵口噴濺，所以7號高爐首先采取鐵口在線灌漿措施。鐵口在線灌漿后鐵口噴濺得到了控制，噴濺時(shí)間南北鐵口平均30分鐘，有如下步驟：
（1）利用出鐵間隙時(shí)間，修理平整泥套，確保炮頭壓蓋與泥套接觸嚴(yán)密無縫隙，更換用65mm鉆頭鉆鐵口，深度為2-2.4m。
（2）將泥炮泥餅頂實(shí)，掏空炮頭能容納30-50kg灌漿料空間，炮身打水降溫至40-60℃，將碳素粉末料與樹脂1:3攪拌均勻，裝入準(zhǔn)備好的塑料袋，塞入泥炮炮脖內(nèi)，用軟炮泥封住炮頭。
（3）炮頭上固定石棉墊，開動泥炮壓制鐵口泥套，開始打泥，壓力達(dá)到20Mpa時(shí)停止打泥，觀察打泥壓力，壓力下降低于20Mpa時(shí)，采取點(diǎn)動打泥，確保壓力在20Mpa以上。
（4）壓炮30分鐘后抬炮。
圖4鐵口灌漿料 圖5鐵口在線灌漿
通過采取鐵口在線灌漿后，雖然鐵口噴濺得到了改善，但還未達(dá)到預(yù)期的治理效果，爐前技師24小時(shí)值班，每次鐵記錄鐵口深度及堵口時(shí)打泥壓力、鐵口噴濺時(shí)間，針對每次鐵鐵口工作狀況及堵口打泥參數(shù)，進(jìn)行分析總結(jié)制定措施，最終摸索出一套合理的堵口打泥操作標(biāo)準(zhǔn)，具體措施如下：
（1）爐前崗位交接班時(shí)提前10分鐘到現(xiàn)場掌握上個(gè)班鐵口工作情況，以及制定的鐵口維護(hù)措施，當(dāng)班期間爐前組長把控開口及堵口時(shí)各項(xiàng)參數(shù)。
（2）抬炮后，爐前組長確認(rèn)鐵口泥套，泥套不平整或破損后及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，確保泥套平整杜絕鐵口跑泥。
（3）穩(wěn)定鐵口打泥量，控制鐵口深度3.2±1米，避免潮鐵口出鐵，堅(jiān)持排凈渣鐵。
（4）出鐵過程中勤觀察打泥壓力，壓力低時(shí)采取打水降溫措施，確保堵口時(shí)打泥壓力19-20Mpa，堵口采取二次分段打泥措施，先打計(jì)劃泥量的80%，剩余20%點(diǎn)動打入，壓力要達(dá)到泥炮最大壓力的95%（20MP）以上。
炮泥作為鐵口維護(hù)最關(guān)鍵的耐火材料，其質(zhì)量好壞直接影響鐵口的正常維護(hù)及工作狀況。在鐵口噴濺期間，爐前技師針對鐵口工作狀況及時(shí)與炮泥廠家進(jìn)行溝通，調(diào)整改進(jìn)炮泥質(zhì)量，好的炮泥要具有如下性能：
（1）有足夠的耐火度，抗渣鐵沖刷與侵蝕能力。
（2）有好的導(dǎo)熱性和透氣性，能在兩次鐵間隔時(shí)間內(nèi)完全干燥，且具有較高強(qiáng)度 。
（3）有一定的可塑性，以便形成泥包。
（4）高溫強(qiáng)度好，收縮率低。
通過改進(jìn)炮泥質(zhì)量提高堵口時(shí)打泥壓力及二次打泥措施后，鐵口噴濺得到了有效的治理，南北鐵口工作正常，噴濺時(shí)間控制在10分鐘之內(nèi)。
通過以上措施，7號高爐準(zhǔn)確有效的找到鐵口噴濺問題所在，并在沒有影響生產(chǎn)的前提下，通過改進(jìn)操作標(biāo)準(zhǔn)解決了鐵口噴濺問題，在后續(xù)的生產(chǎn)工作中爐前設(shè)備、設(shè)施也得到了有效的保護(hù)，降低了生產(chǎn)成本，提高了出鐵質(zhì)量，改善了高爐工作現(xiàn)場的衛(wèi)生環(huán)境，有效的保證了員工的身心健康，為高爐順行與強(qiáng)化冶煉提供了有效的保障。
3 總結(jié)
鐵口噴濺是高爐生產(chǎn)中常見的現(xiàn)象，如果長時(shí)間得不到有效的治理，將嚴(yán)重影響高爐爐況順行。本次7號高爐鐵口噴濺問題，在實(shí)踐中分析總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找到了造成鐵口噴濺的主要因素，并制定了一套合理的操作標(biāo)準(zhǔn)，在沒有影響生產(chǎn)計(jì)劃的前提下，徹底的解決了鐵口噴濺問題。穩(wěn)定了出鐵時(shí)間和出鐵量，大幅度降低了爐前崗位勞動強(qiáng)度，提高了高爐產(chǎn)量，優(yōu)化高爐生產(chǎn)指標(biāo)，改善了現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1] 西鋼6號高爐鐵口噴濺治理實(shí)踐
[2] 《7號高爐爐前崗位技術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)》
[3] 爐前工技能大賽復(fù)習(xí)資料