高炉风口破损的原因分析

一 前言

高炉操作是一门连续性非常强的操作工艺,一般情况下,高炉的风口小套都是实行寿命管理,定期更换。若高炉风口小套出现非正常损坏,会严重影响高炉的正常生产,除休风对产量的影响外,还包括漏水导致燃料比升高、高炉炉凉,损坏炉缸耐火材料等。频繁的休风还会导致软熔带位置变化,以致炉墙结厚,结瘤,或导致炉缸不活直至炉缸堆积。所以,研究风口破损的机理及原因,并有效减少生产中风口的破损,是高炉操作者日常关注的焦点.

二 风口破损的原因

1)风口破损的客观因素

风口破损的原因很多,许多是客观条件造成的,比如风口的结构、制造缺陷、冷却水的水质,压力、流速等,这些客观的因素都有可能造成风口的破损,

首先,随着技术的进步,高炉所用风口的结构也在不断改进,如由原来的空腔式改为贯流式等、同时,制造质量及加工工艺也在不断提高,因风口结构和制造质量引起风口破损已经不是风口破损的主要原因,

因质量原因造成的风口损坏,漏水处经过处理,一般有针眼等孔隙可见,并且漏水的孔洞呈现外小内大现象。对于风口质量形成的裂纹漏水,一般发生在焊缝处。当然,受到高炉炉况、冷却等多种因素影响,风口在承受瞬间巨大的热负荷时,在热梯度作用下,也可使风口产生裂纹而漏水,这不属于风口质量问题.

其次,在冷却方面,因水质问题如水质过硬引起的风口破损,一般可在风口或管道处发现水垢的形成,至于水压水速的问题,各高炉在建炉初期就已有设计标准,生产中纵有少许波动,也应能够满足风口冷却的需要,所以水压水速应不是造成风口破损的主要原因.

2)操作原因引起的风口破损

对于一般的高炉而言,操作原因引起的风口破损是目前风口破损的主要原因,因操作不当,引起的风口破损,主要表现在以下几个方面:

第一,高炉边缘煤气流过度发展。由于边缘气流过剩,高炉在边缘的反应增加,生成的渣铁量也大,相对于正常情况下渣铁沿风口回旋区表面进入炉缸,此时就会出现少量渣铁沿炉墙下滴,当有少量渣铁滴落在风口上端,就会造成风口损坏。这种原因造成的风口烧损部位一般多在风口的上部,烧漏的孔洞多呈现外大内小,类似水滴石穿的现象。边缘过度发展时,通过风口镜,还可以看到风口前比较频繁的升降现象。另外,边缘气流过份发展,往往造成炉腹处渣皮不稳,频繁脱落,脱落的渣皮顺炉墙而下,一方面使风口前端磨损漏水,另一方面,大量未充分预热的渣块在风口前融化,使风口前温度迅速降低,也使不断融化的渣铁滴温度降低,流动性变差,不能迅速渗透进炉缸下部而积聚在风口前面,使风口烧损.

第二,高炉炉缸不活,有堆积。无论是中心堆积还是边缘堆积,都会造成炉缸容积变小。由于高炉的出铁次数、时间一般都是固定的,所以同等情况下,炉缸堆积后,渣铁面将比原来升高,高炉在外部就会表现出压量关系紧张,料慢等现象,炉内渣铁就容易把风口烧毁。有时由于外围事故,延迟了出铁时间,也可能造成风口烧损。不过,炉缸堆积造成风口破损最主要的原因是:炉缸堆积后,高炉死焦堆透液性变差,致使风口前有渣铁聚集,从而烧坏风口。如高炉炉凉后恢复炉况,常常会造成大批的风口破损,其最主要的原因就是炉缸死焦透液性能差,加上刚刚生成的渣铁物理热低、流动性差,不能及时渗透到炉缸,渣铁在风口前聚集所致。这类原因造成的风口烧损部位一般多在风口的下部。

第三,高炉鼓风动能不足。比如高炉长期减风,风口面积不及时调整,由于鼓风动能不足,风口回旋区变小,渣铁就可能烧损风口的前端。

第四 高炉风速过高,鼓风动能过大,当风速过大时,鼓风以高速鼓入炉内,就会在风口外围形成一负压区,风速越高,在风口外围形成的负压也越高,当负压高到一定程度,对上部滴落的渣铁具有一定的吸引力后,会将上部滴落的渣铁吸附到风口表面,将风口烧坏,同时,风速过高也会使风口区产生紊流,从而改变渣铁的滴落方向,而烧损风口.有高炉曾因想打透中心而强行加风,结果导致大量风口烧坏的例子,

第五,高炉不顺,悬坐料原因。悬料后,减风坐料甚至休风坐料,存在风口灌渣的可能,从而使风口烧损;也可能料柱从上部突然下落,导致风口破损,特别是长时间顽固悬料,更是危险。曾经就有企业因为长时间恶性悬料,坐料时把风口砸掉的事故发生。

第六 洗炉操作不当,造成渣皮脱落,烧坏风口,长期配加萤石而又边缘气流发展,也易烧坏风口,烧损机理见<>

第七,喷煤工艺中煤粉冲刷的原因。高炉喷吹煤粉后,由于喷枪枪位不正,可使风口在很短时间内被磨漏。即使枪位很正,煤粉的摩擦对风口的磨损也是非常严重的。有企业统计数据表明,煤粉的磨损可使风口内径每月扩大0.5~0.8 mm。因此煤比较高时,不能忽略煤粉冲刷的影响。

总结风口损坏的原因,是希望在我们日常的操作中,防微杜渐,尽量避免有可能烧损风口的操作,以减小生产中的损失,村绝不必要的休风,为高炉稳产高长寿创造条件,

当然,风口损坏的原因还很多,但一般都会通过上面几种形式表现出来,比如原、燃料中的有害元素造成炉渣粘稠,导致炉缸堆积,从而损坏风口等。生产中应根据实际情况具体分析,避免风口大量烧损而影响高炉的顺行.

结语:

(1) 风口大量损坏,对连续生产的高炉工艺极为不利,必须采取有效措施降低风口的破损率。

(2) 风口损坏和高炉操作密切相关,但只有改变了原、燃料情况,高炉才可能采取最经济的操作制度,从根本上消除风口破损的原因。

(3) 适当提高冷却水水压,流速,强化冷却,从外围上改善冷却条件,也是减少风口烧损的有效办法,

高炉风口破损的原因分析


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