高爐風口破損的原因分析

一 前言

高爐操作是一門連續性非常強的操作工藝,一般情況下,高爐的風口小套都是實行壽命管理,定期更換。若高爐風口小套出現非正常損壞,會嚴重影響高爐的正常生產,除休風對產量的影響外,還包括漏水導致燃料比升高、高爐爐涼,損壞爐缸耐火材料等。頻繁的休風還會導致軟熔帶位置變化,以致爐牆結厚,結瘤,或導致爐缸不活直至爐缸堆積。所以,研究風口破損的機理及原因,並有效減少生產中風口的破損,是高爐操作者日常關注的焦點.

二 風口破損的原因

1)風口破損的客觀因素

風口破損的原因很多,許多是客觀條件造成的,比如風口的結構、製造缺陷、冷卻水的水質,壓力、流速等,這些客觀的因素都有可能造成風口的破損,

首先,隨著技術的進步,高爐所用風口的結構也在不斷改進,如由原來的空腔式改為貫流式等、同時,製造質量及加工工藝也在不斷提高,因風口結構和製造質量引起風口破損已經不是風口破損的主要原因,

因質量原因造成的風口損壞,漏水處經過處理,一般有針眼等孔隙可見,並且漏水的孔洞呈現外小內大現象。對於風口質量形成的裂紋漏水,一般發生在焊縫處。當然,受到高爐爐況、冷卻等多種因素影響,風口在承受瞬間巨大的熱負荷時,在熱梯度作用下,也可使風口產生裂紋而漏水,這不屬於風口質量問題.

其次,在冷卻方面,因水質問題如水質過硬引起的風口破損,一般可在風口或管道處發現水垢的形成,至於水壓水速的問題,各高爐在建爐初期就已有設計標準,生產中縱有少許波動,也應能夠滿足風口冷卻的需要,所以水壓水速應不是造成風口破損的主要原因.

2)操作原因引起的風口破損

對於一般的高爐而言,操作原因引起的風口破損是目前風口破損的主要原因,因操作不當,引起的風口破損,主要表現在以下幾個方面:

第一,高爐邊緣煤氣流過度發展。由於邊緣氣流過剩,高爐在邊緣的反應增加,生成的渣鐵量也大,相對於正常情況下渣鐵沿風口迴旋區表面進入爐缸,此時就會出現少量渣鐵沿爐牆下滴,當有少量渣鐵滴落在風口上端,就會造成風口損壞。這種原因造成的風口燒損部位一般多在風口的上部,燒漏的孔洞多呈現外大內小,類似水滴石穿的現象。邊緣過度發展時,通過風口鏡,還可以看到風口前比較頻繁的升降現象。另外,邊緣氣流過份發展,往往造成爐腹處渣皮不穩,頻繁脫落,脫落的渣皮順爐牆而下,一方面使風口前端磨損漏水,另一方面,大量未充分預熱的渣塊在風口前融化,使風口前溫度迅速降低,也使不斷融化的渣鐵滴溫度降低,流動性變差,不能迅速滲透進爐缸下部而積聚在風口前面,使風口燒損.

第二,高爐爐缸不活,有堆積。無論是中心堆積還是邊緣堆積,都會造成爐缸容積變小。由於高爐的出鐵次數、時間一般都是固定的,所以同等情況下,爐缸堆積後,渣鐵面將比原來升高,高爐在外部就會表現出壓量關係緊張,料慢等現象,爐內渣鐵就容易把風口燒燬。有時由於外圍事故,延遲了出鐵時間,也可能造成風口燒損。不過,爐缸堆積造成風口破損最主要的原因是:爐缸堆積後,高爐死焦堆透液性變差,致使風口前有渣鐵聚集,從而燒壞風口。如高爐爐涼後恢復爐況,常常會造成大批的風口破損,其最主要的原因就是爐缸死焦透液性能差,加上剛剛生成的渣鐵物理熱低、流動性差,不能及時滲透到爐缸,渣鐵在風口前聚集所致。這類原因造成的風口燒損部位一般多在風口的下部。

第三,高爐鼓風動能不足。比如高爐長期減風,風口面積不及時調整,由於鼓風動能不足,風口迴旋區變小,渣鐵就可能燒損風口的前端。

第四 高爐風速過高,鼓風動能過大,當風速過大時,鼓風以高速鼓入爐內,就會在風口外圍形成一負壓區,風速越高,在風口外圍形成的負壓也越高,當負壓高到一定程度,對上部滴落的渣鐵具有一定的吸引力後,會將上部滴落的渣鐵吸附到風口表面,將風口燒壞,同時,風速過高也會使風口區產生紊流,從而改變渣鐵的滴落方向,而燒損風口.有高爐曾因想打透中心而強行加風,結果導致大量風口燒壞的例子,

第五,高爐不順,懸坐料原因。懸料後,減風坐料甚至休風坐料,存在風口灌渣的可能,從而使風口燒損;也可能料柱從上部突然下落,導致風口破損,特別是長時間頑固懸料,更是危險。曾經就有企業因為長時間惡性懸料,坐料時把風口砸掉的事故發生。

第六 洗爐操作不當,造成渣皮脫落,燒壞風口,長期配加螢石而又邊緣氣流發展,也易燒壞風口,燒損機理見<>

第七,噴煤工藝中煤粉沖刷的原因。高爐噴吹煤粉後,由於噴槍槍位不正,可使風口在很短時間內被磨漏。即使槍位很正,煤粉的摩擦對風口的磨損也是非常嚴重的。有企業統計數據表明,煤粉的磨損可使風口內徑每月擴大0.5~0.8 mm。因此煤比較高時,不能忽略煤粉沖刷的影響。

總結風口損壞的原因,是希望在我們日常的操作中,防微杜漸,儘量避免有可能燒損風口的操作,以減小生產中的損失,村絕不必要的休風,為高爐穩產高長壽創造條件,

當然,風口損壞的原因還很多,但一般都會通過上面幾種形式表現出來,比如原、燃料中的有害元素造成爐渣粘稠,導致爐缸堆積,從而損壞風口等。生產中應根據實際情況具體分析,避免風口大量燒損而影響高爐的順行.

結語:

(1) 風口大量損壞,對連續生產的高爐工藝極為不利,必須採取有效措施降低風口的破損率。

(2) 風口損壞和高爐操作密切相關,但只有改變了原、燃料情況,高爐才可能採取最經濟的操作制度,從根本上消除風口破損的原因。

(3) 適當提高冷卻水水壓,流速,強化冷卻,從外圍上改善冷卻條件,也是減少風口燒損的有效辦法,

高爐風口破損的原因分析


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