罗晓岗、肖扬武、吕春龙、郭荣祥、郎黔

（首钢水钢铁焦事业部  贵州六盘水  553028）

摘  要  风口是高炉送风系统的关键部件，延长风口使用寿命对高炉的稳定顺行有着十分重要的意义。水钢4号高炉2020年二季度在炉况稳顺及冷却水压正常的生产过程中出现风口烧损频繁问题，风口使用寿命远低于国内国外长寿型风口1年以上的使用寿命。导致高炉频繁休减风，不利高炉长期稳顺，为此事业部对损坏风口进行解剖，通过分析认为风口中心线与喷枪夹角、冷却水质等是造成风口烧损的主要原因，并在此基础上制定了相应的应对措施，结果表明，有关措施有效延缓了风口损坏，对高炉长期稳定顺行及指标改善有着十分重要的意义。

关键词  高炉；风口；损坏；对策

1 概述

水钢4号高炉有效容积2500m3，于2011年3月29日开炉投产，炉体采用全冷却壁结构，炉腹、炉腰、炉身下部共采用4段铜冷却壁，炉身中部共采用6段满镶砖铸铁冷却壁；炉体冷却系统分软水密闭循环冷却系统和高压净环水冷却系统；共设有30个风口，三个铁口。2020年二季度期间在炉况稳顺及水压正常的情况下，生产过程中出现风口烧损频繁，高炉休风率高达3.23%，这不仅严重影响高炉正常操作和长期稳顺，还一定程度上加大了高炉冶炼的安全风险。

2 风口烧损情况

2020年二季度之前并无连续烧损风口现象，从二季度开始风口烧损相继频繁。

（1）4月份烧损共烧损2个风口

4月14日发现2#风口烧坏，减水1/3观察，视情况漏水大，相继减水至1/2且出水改直排，观察后仍不能维持生产，于当日休风57 min更换，更换完毕后堵2#、18#恢复；21日查出7#风口烧坏（见图1），减水1/3后视情况稳定，加强特护维持生产，至28日外部耽误影响急需休风，同时利用休风机会对其更换。

（2）5月份共烧损4个风口

5月4日发现24#风口小套有少量水迹，减水后发现烧坏，观察能维持正常生产；17日查出22#烧坏；18日发现8#和30#相继烧坏，考虑坏的风口多，不利正常生产组织，于当天休风40 min对其更换，更换完毕后堵8#、24#风口恢复。

（3）6月份共烧损6个风口

6月3日烧坏14#；9日烧坏6#；12日烧坏22#；17日烧坏12#；29日烧坏4#、26#；休风四次更换所坏风口，休减风频繁，炉况稳定性变差，产量损失惨重。整个二季度共烧坏风口情况详见表1。

二季度共计更换烧损风口小套 12 个，共计休风 7 次，463 min。非正常休风直接影响高炉产量的完成，从而导致高炉燃料比升高、炉凉次数多、热制度不易稳定。所以，减少由于风口损坏导致的休风对于保障高炉稳顺至关重要。

3 烧损风口的切割取样分析

3.1 切割采集 

在炉况长期稳顺及水压正常的情况下风口却频繁损坏，为了进一步调查清楚风口损坏的原因，事业部组织专业技术人员多次将更换后的烧损风口送到质检部门进行切割破拆检验分析，切割检验后发现风口内部有大量水垢堵塞，并将其水垢送化验部门进行化验分析。风口切割后情况见图3。

3.2 切割及化验结果

（1）冷却水质差，含有大量水垢。

（2）风口内壁有磨损凹槽。

（3）风口内壁较薄，且存在裂纹现象。

（4）风口冷却水中的Ca、Mg、Cl离子超标。

四高炉净环水质化验情况见表2。

从表中数据分析有以下变化：首先四高炉净环工业水水质总硬度(以CaCO3计)从2020年3月中旬开始升高，5月14日达620mg/L（注：6月22日铁焦事业部抽查能源事业部工业新水总硬度为240mg/L），以CaCO3计算浓缩倍率为2.58；其次四高炉净环工业水中PH值从2020年3月中旬开始升高，5月下旬接近10；最后四高炉净环工业水的悬浮物指标从3月下旬逐渐下降，6月17日分析数据只有10 mg/L，说明风口冷却水中有部分悬浮物已生成水垢。

4 风口烧损的原因分析

4.1 冷却水质结垢后通道堵塞降低冷却效果  

从4号高炉烧损的风口切割检验结果（图2），由于4号高炉使用风口前后室之间的隔水板是与内壁分离的，隔水效果不好，当冷却水进入前室时有大部分冷却水从隔板与内壁之间缝隙直接进入后室排走，前室冷却水量大大减少，加之冷却水中的杂质在风口空腔前室内堵塞，导致其热交换性能大大降低，冷却效果变差，不能及时带走风口小套上所积蓄的热量，从而造成风口烧损，这也是导致平常在生产过程中部分风口水温差偏低的主要原因。

4.2 喷吹煤粉冲刷 

高炉在生产过程中喷吹煤粉后，由于喷煤枪位置不正，使风口在很短时间内被磨漏。风口与喷煤枪前段极易靠近，受煤粉的冲刷较为频繁，喷煤枪的位置长短易造成插入角度过大，造成高速煤粉持续冲刷风口内壁成槽，造成风口损坏。

即使枪位很正，在喷煤过程中由于枪管摆动等因素，煤粉的摩擦对风口的磨损也是非常严重的。特别在煤比较高时，更不能忽略煤粉冲刷的影响。

5 减少风口损坏的措施

根据对更换后的损坏风口进行切割分析后，制定有针对性的高炉操作管理制度，在生产过程中预防风口损坏，提高风口使用寿命，降低休风率，提高经济效益，从而使高炉生产达到安全、高效的目的。主要围绕以下几项措施开展工作：

（1）改善水质的同时清理掉冷却水中结垢杂质。根据水质化验结果，将原来的冷却水化验值提高标准，由原来的一天加药一次改为一天加多次降低水中Ca2+、Mg2+、Cl-1离子；恢复净环水出口的过滤装置；加大冷却水置换力度，从而防止冷却设备结垢，降低冷却效果，很大程度上改善了冷却水水质；并在风口冷却水出水槽内加装过滤网，清理冷却水中结垢的杂质；并逐一对所有风口用高压水进行反冲，排除风口内部结垢的堵塞物，提高内部冷却强度。

（2）改进喷煤枪材质，正确安装和调整好喷煤枪的位置和角度。将原来的不锈钢材质喷枪改进为陶瓷喷枪；并建立日常喷枪工作情况检查记录，加大生产过程中的检查力度，随时调整好喷枪角度，减少高速煤粉对风口的冲刷磨损；对喷枪使用时间进行统计，并定期进行更换，在保证正常生产使用情况下最大限度的提高喷枪使用寿命。

（3）精料技术，稳定原燃料质量，减少有害元素入炉，确保炉况长期稳定顺行。提高焦炭质量，尤其是焦炭的热性能，保证焦炭在炉内的料柱骨架作用，在炉缸内透液性好是保证煤气流稳定的重要因素，也是减少风口磨损的重要因素。为此作业区特制定了对燃料的一系列物化性能变化进行跟踪判断处理（表3）。

（4）加强炉前出铁管理。精心维护好铁口，保持合理的铁口深度、角度，按时出净渣铁，减轻渣铁环流对炉缸的异常侵蚀，有效的避免人为因素造成炉缸工作不均匀产生局部堆积，导致风口前渣铁对风口的熔损。

6 结语

（1）高炉冶炼风口频繁损坏时，根据情况及时发现问题查找原因并采取相应措施，减少风口损坏后造成休风及漏水对高炉操作的影响尤为重要。

（2）建立完善的风口巡检机制，减少因煤粉磨坏风口而带来的非计划休风。

（3）高炉冶炼过程只有保持炉况长期的稳定顺行、合理的上下部制度及充沛活跃的炉缸，才是消除风口损坏的关键。

7  参考文献

[1]杜屏，赵华涛，魏红超.沙钢2500m3高炉风口烧损的原因及对策[J].炼铁，2013.2.

[2]张寿荣文集[M].北京：冶金工业出版社，2017.1.