秦宪亮  苏  波  吴年海

（湖南华菱集团湘潭钢铁公司）

摘  要  湘钢炼铁厂4号高炉近年来风口小套破损严重，导致高炉休风频繁，对高炉的正常生产造成严重影响；通过研究风口破损机理，分析得出风口破损的主要原因是原燃料质量的波动、炉役后期炉型不合理、高炉操作不当。通过采取优化高炉操作制度、加强原燃料管理，能够有效的降低风口破损。

关键词  高炉 风口破损 操作制度

湘钢4号高炉有效容积为1800m³，设有26个风口，2个铁口。于2013年2月大修开炉投产，采用并罐无料钟炉顶。4号高炉目前处于炉役后期，9段冷却壁损坏严重，操作炉型不合理，高炉圆周气流分布不均匀；2018年铁厂产能开始大幅度提升，原燃料供应紧张，4号高炉外购焦使用比例上升，焦炭品种倒换次数增多，高炉炉况稳定性差。风口小套损坏严重，导致燃料消耗升高、高炉休风频繁，严重制约高炉产能的发挥。2020年4月下旬铁厂针对风口小套频繁损坏进行系统的分析，采取了相应的对策，有效的降低了风口损坏，高炉各项经济技术指标有所提升。

1  风口损坏和更换情况

2020年4号高炉风口小套烧损情况(见表1)。从表1可以看出3、4月份风口破损较为严重，休风达6次，风口的大量破损对高炉正常的连续性工作造成重大影响，制约高炉各项经济指标的正常发挥，同时频繁的休风，导致炉缸工作状况变差，进一步加剧风口的破损。

从2018年至今，共计更换风口118个，其中熔损106个，磨损2个，工艺期调整5个，过期风口更换5个。

2  风口损坏原因分析

风口损坏基本分三类：熔损、破损和磨损；从4号高炉风口破损的情况来分析，大部分风口损坏属于铁水熔损，铁水熔损风口主要受高炉边缘气流发展、高炉炉缸不活、鼓风动能不足。

（1）中心气流弱化，边缘气流不均匀。因4号高炉消耗长期偏高，2020年3月份开始摸索在现有的原燃料条件，通过优化上部装料制度，以达到降低消耗的目的。调整后炉况表现受风状况变差，稳定性差，中心气流弱化，边缘气流分布不均匀，局部发展，导致风口小套烧损。

（2）计划检修周期长，硬质压入料受侵蚀严重，高炉炉型发生变化。2019年8月15日硬质压入第8次造衬，至2020年4月14日已有8个月，炉衬受到严重侵蚀，高炉炉型不规则， 严重影响气流的合理分布，造成炉况波动，从而导致风口损坏。

（3）焦炭质量的稳定性对高炉的透气性、顺行和风口、炉缸工作都有很大影响。4号高炉外购焦使用比例占80%左右，品种繁多，焦炭质量差别较大（见表3）；日常生产中，更换焦炭品种频繁，焦炭稳定性下降，炉芯焦的透气透液性下降，从而造成炉缸堆积；炉内渣铁不能顺畅的排出，风口前就有可能积存渣铁将风口烧坏。

表3可以看，各种焦炭水份波动比较大。4号高炉采用时间法布料，焦炭水份补偿采用定值补偿，日常生产中，焦炭水份的波动，导致中心焦炭量的波动，高炉中心气流不稳定；焦炭的冷热强度波动直接影响高炉的透气透液性，从而导致炉况波动。

（4）高炉操作不当，热制度大幅波动。炉温大幅度波动会对初渣和终渣的黏度和溶化性产生巨大影响。炉温过高或过低都会造成渣铁流动性变差，渣铁不能顺畅的排出炉外，在局部风口区域形成堆积，从而导致风口烧坏。1-6月份因炉温控制不当烧坏风口2个。

（5）鼓风动能不足导致风口破损。3、4月份炉况波动，风量水平低，导致风速动能不足，风口回旋区短，中心吹不透，导致炉缸活跃性变差，风口破损增多。

（6）风口破损加剧未及时更换，炉内漏水增大，导致炉况的波动。3月份上旬南北场铁口上方各破损风口一个，下旬炉前两铁口渣铁排放情况较差。主要表现铁口喷溅，亏渣铁；两场铁口铁水温差明显，北场物理热不足。炉缸活跃性明显变差，高炉炉况稳定性变差，31号一天损坏风口2个。

3  具体措施

（1）高炉调整采取以稳定边缘，做强中心（见图1）。4月14日计划休风观察料面发现，边缘煤气火很不均匀，料面形状不合理，料面呈馒头型。4月下旬4号高炉转变调整思路（见表4），有节奏的将矿焦角度外扬，使料面形成合理的V型，调整后效果明显，中心气流增强，边缘趋于稳定，气流变化见图1；高炉炉况稳定性好转，风口损坏现象明显减少。

（2）采取大风量操作，提高鼓风动能，活跃炉缸的送风制度。提高风速动能有利于吹透中心，合适的动能能够确保中心气流的稳定和中心焦炭的活性，防止炉缸堆积；同时保证渣铁热量充沛，渣铁反应充分，渣铁排放顺畅，从而降低风口破损，高炉炉况才能够长期稳定。从图2中可以看出，3、4月份鼓风动能明显偏低，风口小套破损频繁，5、6月份采取大风量操作，提高鼓风动能，高炉炉况得到改善，风口破损趋势得到控制。

（3）定期对9段硬质压入造衬。目前4号高炉处于炉役后期，9段冷却壁破损严重，有计划的组织对9段进行硬质压入造衬，严格监督好造衬质量，维持合理的操作炉型。4月14日休风24h对9段冷却壁进行硬质压入造衬，并对损坏冷却壁安装冷却棒。本次休风新装铜棒29根，更换损坏的铜棒9根；造衬覆盖9段圆周方向91个灌浆孔，压浆用料约8t；其中根据压入料量和钻孔残余料情况，判断14#、15#、18#、26#冷却壁区域侵蚀较为严重。根据以往造衬高炉运行情况，3个月进行一次最为合理。

（4）4号高炉焦炭品种使用繁多，合理配置焦炭使用结构，使资源利用最优化。焦炭质量稳定性好的用在中心，稳定性差的用在边缘或中间，有利于中心气流的稳定，减少因焦炭品种的倒换对炉缸工作状况造成的影响，从而稳定炉况。

（5）加强入炉原燃料入炉粉末管理，建立日常监管的长效机制。制定槽下原燃料筛分制度，要求槽下严格按制度清理筛片，值班室外围工长督促执行，减少高炉入炉粉末，确保高炉的稳定顺行。

（6）稳定热制度和造渣制度，使渣铁物理热充沛，炉缸工作活跃，成渣带在合理的区间波动，减少渣皮波动对风口的损坏。[Si]控制在0.45-0.55，T：1510-1520℃，炉渣R控制在1.18-1.25。

（7）依据风口使用台账，跟踪风口使用质量情况，有计划的定期更换过期风口小套，减少因风口过期导致风口破损，从而对高炉炉况造成影响。

4  效果

通过改善原燃料筛分、合理配置外购焦的使用、优化高炉操作，4号高炉5、6月份风口损坏现象明显减少（见图3）。同时高炉炉况稳定性得到改善，产量大幅提升（见表5）。

5  结语 

（1）风口的大量损坏，对高炉的连续性生产带来不利，如果不及时采取措施，会导致高炉热状态失衡，炉缸活跃性变差，严重时会形成炉缸堆积，给生产造成重大的经济损失。

（2）采取大风量操作，维持高风速动能，活跃炉缸能够提高高炉的抗外界因素干扰能力，维持高炉长周期稳定。

（3）炉役后期高炉冷却壁破损严重，炉型不规则，边缘气流不稳定，炉况稳定性差。优化高炉操作，维持高炉的稳定顺行是减少风口破损的关键。

（4）减少原燃料粉末入炉，优化外购焦使用结构，改善高炉的透气透液性，能够有效的降低风口破损率。

6  参考文献

[1] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京.冶金工业出版社，2008.

[2] 杨进勇. 三安2#高炉风口频繁破损原因分析及对策[J]. 福建冶金， 2017(2): 24-26.

[3] 司俊朝，王婷婷，李志明. 邯钢5号高炉风口破损原因分析// [C].2009年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集. 2009.

[4] 李晓梅，孟德礼.唐丰减少高炉风口小套破损实践[J] .河北冶金.2014(4):0030-03.