马钢1号高炉频繁烧坏风口小套的治理

张 群，吴示宇，陶 华

(马钢股份有限公司炼铁总厂 安徽马鞍山 243011)

1 烧损情况调查

马钢1号高炉使用的风口小套为斜5°贯流式小套，除铁口上方的6个小套(1#、15#、16#、19#、20#、30#)长度为625 mm外，其余小套长度均为575 mm。2017年7月到2018年1月期间累计烧坏小套30个(表1)，因更换小套而进行的非计划休风达8次，累计时间达21 h6 min，严重影响了高炉的稳定顺行和经济指标的完成。

烧损次数超过2次的小套都分布在19#-26#(表2)，具有明显的周向差异性。除个别小套烧损部位在上部以外，绝大部分小套的烧损部位都位于5点到7点钟方向(图1、图2)，且往往能出现同一个小套被渣铁多次侵蚀，而导致漏水情况越来越严重，不得不休风处理的情况。

表1 各月烧损小套的个数

表2 2017年7月-2018年1月小套烧损次数周向分布情况

图1 25号小套5点钟方向漏

图2 20号小套6点钟方向漏

2 原因分析

2.1 气流不稳定

2017年下半年，有几个因素对高炉煤气流的控制造成了较大的负面影响。一是，1号高炉处于炉役后期，因炉缸侵蚀问题，高炉采取了长时间堵2-3个风口措施，煤气流在周向上分布不均匀。二是，7月19日定修后，使用的新溜槽底部钢板较厚，造成实际布料角度大于系统设定角度，大量炉料被布到炉喉的外缘，形成了大漏斗状的料面(图3)，布下的焦炭和矿石容易向中心滚动，造成高炉中心气流不稳，而边缘又无气流的局面。高炉易出现管道气流以及严重的偏料。

图3 9月19日料面情况

2.2 铁水成分波动大

气流的不稳定，直接导致了铁水成分波动大。尤其是在对布料矩阵进行调整校正的过渡时期，硅偏差甚至一度达到0.3%以上。过高的含[Si]量，尤其是铁水含[Si]突然升高，易导致铁水流动性变差。在冶炼钒钛铁矿时，炉内强还原气氛下生成的TiC、TiN固体颗粒会聚集于铁滴表面，又存在于炉渣中，降低炉渣的流动性，使得渣铁分离变差[1]。1号高炉配用了2.5%左右的高钛球团矿进行护炉，虽然渣中钛含量远未达到国内冶炼钒钛铁矿高炉的水平[2]。但是，在铁水成分波动大时，风口工况较差的区域，这一问题还是会暴露出来。

图4、图5是2017年12月15日在高炉因设备原因慢风到700 m3/min时的个别风口状况。可以很明显地看出，在大幅度长时间慢风情况下，18#、21#、22#风口仍然比较活跃，且可见生降，上部生成的渣铁由于流动性较差，不能顺畅地经死料柱，进入炉缸下部，而在这三个风口的区域滞留，恢复风量后的9 h内这三个风口先后出现烧损漏水的情况；而9#、12#风口随着风量的降低和慢风时间的延长，焦炭运动逐渐停滞下来，属于正常的风口状态，从表2中也可以看出，这个区域的风口烧损次数很少。

图4 比较活跃的风口

图5 焦炭运动逐渐停滞的风口

2.3 炉缸状态不佳

高炉长期堵风口操作以及气流波动等因素，炉缸造成了一些负面影响，从铁口出铁流速看(表3)，1#、3#铁口的流速相对2#较低，可以认为，1#、3#铁口之间的炉缸存在一段活跃性欠佳的区域，跟频繁烧损的19#-26#风口所处的区域正好相对应。

另外,从2017年第四季度铁口下部计算残厚看，3#铁口下部凝结在碳砖上较高熔点的物质是最厚的，增长速度也是最快的。

表3 铁口出铁流速统计

3 措施

3.1 发展中心和边缘两道煤气流

利用定修机会，更换溜槽，对溜槽的实际倾角进行测量，并同齿轮箱内角度和中控电脑上角度进行对比和校准。调整布料矩阵，在保留中心焦的基础上，化矿焦正角差为负角差。调整以后边缘煤气流得到保障，炉况的稳定性大大提高。

3.2 摸索合适的TiO2负荷

由于1号炉处于炉役后期，炉缸安全是放在第一位的，护炉缸和化炉缸始终是一对矛盾的统一体，如何在这其间找到一个平衡点十分关键。另外，距离1#高炉距离停炉大修，仅6个月时间，根据其它炼铁厂的经验[3]，若在炉缸下部沉积过多的熔点极高的高钛物质，势必会对残铁的顺利放出造成影响。二铁总厂组织技术人员每个月对TiO2负荷与炉缸电偶温度趋势进行分析，摸索出合适的TiO2负荷，以确定钛球的使用比例。

图6 十字边缘点温度趋势

例如图7中，根据2017年11月、12月的数据，作TiO2负荷与电偶温度变化值的线性回归，得到线性方程y=-8.933x+40.970，当TiO2负荷为4.59 kg/tFe时，电偶温度变化值为0,2018年1月份，即可以此TiO2负荷为平衡点来调剂钛球用量，1月份获得的新数据，又可推出新的TiO2负荷平衡点，用于指导2月份的生产，依次递推下去。最终在护炉缸与化炉缸中间找到平衡点，直至安全顺利停炉。

3.3 合理安排出铁节奏

采用连出的方式，强化来渣早和出铁时间短铁口的出铁，合理使用钻杆直径，将出铁时间控制在2-2.5 h，尽量来风堵口，出净渣铁。缩短1#、3#铁口的休止时间，大沟具备出铁条件时，即投用铁口。

图7 钛负荷与电偶温度变化值的线性回归

4 结语

通过对风口小套烧损情况进行调查，并分析原因，有针对性地采取措施，2018年1月20日后，1号高炉没有再次出现烧坏风口小套的现象。煤气流状况趋于稳定，护炉工作也逐步找到了合适的平衡点。