不锈钢分公司炼铁厂750m3高炉炉前漏铁口处理

不锈钢分公司炼铁厂
750m3高炉炉前漏铁口处理
摘要
不锈钢分公司750m3高炉采用的是单铁口出铁技术。

由于炮泥质量、开口设备等因素的影响，经常在开铁口时会遇到漏铁口现象，因此如何避免漏铁口的出现以及漏铁口后的处理成为炉前操作人员必须掌握的操作技能。

本文就漏铁口相关的一些问题进行探讨。

关键词：漏铁口膨胀铁口
概况：
不锈钢分公司750m3高炉于2000年11月～2001年3月停炉进行第一次高炉大修。

大修后高炉仍保持双钟四阀的炉顶设备；热风炉系统在原有的基础上增用了空、煤气双预热装置；高炉本体风口数由18只减少为16只；炉缸使用国产陶瓷杯结构；高炉冷却形式的改善以及自动化控制都有了较大的提高。

通过这次大修改造，技术装备水平得到进一步提高。

特别是炉前采用了储铁式通铁沟，经过多年的攻关，通铁量从第一代的约12万吨提高到目前的18万吨。

2001年3月3日第二代高炉投产，开炉后高炉各项技术指标见表1，2004年高炉全年利用系数已经突破了3.0t/m3.d。

随着冶炼强度的不断提高，炉前出铁与炉内操作的矛盾逐步凸显，由于高炉出铁只有一条主沟，一旦出铁不顺，势必影响高炉。

而不锈钢分公司高炉使用的炮泥质量欠稳定，炉前开口技术仍延用上一代高炉的技术，经常会造成漏铁口，给生产带来了一定的影响。

表1 第二代高炉2007-2004年的经济指标对比
利用系数t/m3.d 燃料比
kg/t
冶炼强度
t/m3.d
休风率
%
漏铁口
次数
2001年 2.276 510.37 0.776 2.93 78
2002年 2.305 519.15 0.895 3.83 132
2003年 2.615 495.25 0.902 3.82 138
2004年 3.099 483.61 1.03 2.30 94
1．出铁口的构造和工作条件：
出铁口的整体构造如图1所示。

铁口由铁口框架、冷却板、砖套、铁口孔道等组成。

开炉烘炉前，需先在铁口区构筑泥套和泥包，在生产中起导入炮泥和保护砌体的作用。

图1 铁口整体结构剖面示意图
1—铁口孔道；2—铁口框架：3—炉皮；4—炉缸冷却壁；5—填充料；6—砖套；7—砖墙；8—铁口保护板；9—泥套
高炉生产时，每昼夜必须从铁口放出大量的铁水和炉渣，铁口区受到高温、机械冲刷和化学侵蚀等一系列的破坏作用，工作条件十分恶劣。

所以，高炉生产一段时间后，铁口区的炉底、炉墙都受到严重的侵蚀，仅靠出铁后堵泥形成的泥包和渣皮来维持，见图2。

首先，高炉炉缸内的铁水和熔渣不仅本身具有静压力，还受到热风压力和炉料的有效重力的作用，铁口一打开铁水就会以很高的流速从铁口流出来。

同时，炉缸内其他部位的铁水和熔渣也会迅速来补充。

由于受铁口孔道的限制，在炉内的高压作用下，大量处于运动状态的渣铁在铁口孔道前形成“涡流”，剧烈地冲刷着铁口的泥包。

最后把铁口孔道的里端冲刷成喇叭口状。

另外，铁口前的渣铁也会受到风口循环区的“搅动”，使黏结在炉墙上的铁口泥包产生刷蚀。

因此，铁口上方两侧的风口直径、长度都会对这种“搅动”产生影响，为了利于铁口的维护，铁口上方两侧的风口宜用直径较小的长风口，有时甚至采取暂时堵住这两个风口来处理铁口过浅的问题。

铁口泥包和铁口孔道，出铁时被液态渣铁加热到很高的温度(达1500℃以上)。

由于铁口泥导热性差，使铁口孔道表面温度与内部有很大的温差，造成热膨胀程度的不一致，因而产生温差应力，加上有水炮泥中水蒸气的排出，使泥包和孔道产生变形和开裂，严重时使泥包断裂，造成漏铁口、铁口过浅等后果。

除了渣铁对铁口孔道和泥包进行冲刷外，熔渣中的CaO和MgO等碱性物质还会与堵泥中的SiO2和Fe2O3等发生化学反应，产生低熔点的化合物。

使堵泥很快被侵蚀。

当熔渣碱度高、流动性好时，这种作用更为严重。

所以当渣量过多时，铁口的孔道会很快扩大，泥包也会缩小，铁口潮时，在铁水的高温作用下，水分急剧蒸发，产生的巨大压力，会使铁水喷溅，造成铁口状况的恶化。

图2开炉后生产中铁口的状况 1—炉缸焦炭；2—炉墙渣皮；3—旧堵泥；4—残存的炉墙砖；5—出铁时泥包被渣铁侵蚀变化情况；6—残存的炉底砖；7—新堵泥
2. 造成漏铁口的原因：
2.1由于炮泥属于可塑性耐材，结合剂含量较高，在中低温度区因挥发份、水分
的排出使得本身出现较大的线变化率，导致新旧泥料间产生沿铁口中心线方向的环状裂纹，当开铁口遇到裂缝时，铁水通过裂缝流入造成漏铁口
2.2在连续的开口、堵口过程中，铁口区域受到极大的温差热震，当累计热震次
数超过烧成炮泥的抗热震极限时，各环层炮泥就会产生不同程度的方向各异的裂纹，当开铁口遇到裂缝时，铁水通过裂缝流入造成漏铁口。

2.3 在堵口时，铁口孔道中的焦炭没能被炮泥挤压出铁口孔道。

炮泥在铁口孔道
中通过卡住的焦炭时，被分割成半边或几股不能把铁口孔道完全填满造成漏铁口。

2.4 使用无水炮泥堵铁口，由于打泥量过少或炮泥中含焦油量过多。

当炮泥打入
铁口内，炮泥中的沥青和焦油受热后有个先液化然后烧结变硬的过程。

在这个液化过程中，炮泥变软变稀会往向下沉。

铁口泥包的形成是靠泥炮在打泥过程中的推力把炮泥推入铁口孔道，当炮泥出铁口孔道时受到炉缸中焦柱的阻挡炮泥向四周散开形成铁口泥包。

在泥包的外围有一部分的炮泥和焦炭、渣、铁混成一体，也就是炉前工通常听说的硬壳。

由于无水炮泥受热软化（沥青和焦油的液化）往下沉（炮泥中含焦油和沥青量越高，下沉情况越严重。

），住住造成漏铁口。

所以使用无水炮泥比有水炮泥的漏铁口现象多，而且这种漏铁口大多是漏在泥包的上部。

2.5由于炮泥中混入杂物或在加泥时没有把炮头内的硬泥完全清除，堵口打泥时
炮口中吐出的泥不圆不匀。

炮泥不能把铁口孔道中的渣铁完全推入炉缸，造成铁口孔道夹铁夹渣和漏铁口现象。

3. 漏铁口的危害：
漏铁口包括铁口打开后铁流很小等情况。

铁流过小，造成渣铁流动性不好，龙沟和渣沟逐渐堆积最终导致渣铁沟不畅通不能继续出铁出渣；另外，渣铁流过小出铁时间过长，造成高炉憋风影响高炉顺行和正常的生产节奏。

4. 漏铁口的处理：
4.1国内其他钢铁企业漏铁口的处理
4.1.1增加打泥量
目前单铁口高炉操作上的手段和不锈钢分公司以前所采用的操作基本雷同，如南京钢铁公司、鞍山钢铁公司、马鞍山钢铁公司都是采用增加打泥量的方式处理漏铁口现象，但对于单铁口的高炉，由于较短的出铁间隔时间，容易造成大量潮泥，产生铁口喷溅，恶化铁口状况。

4.1.2采用预埋棒法
个别企业（如莱钢和宝钢股份3BF），在时间允许的情况下，待20-30分钟加热铁口区域后，打入一根冲击杆，待出铁时出拔出冲击杆。

这种方法虽能有效防止漏铁口的出现，但是有一定的危险性，一旦操作不当就是在打入冲击杆时，泥包受到冲击杆的振动而开裂，铁水极易流出烧坏开口机。

4.1.3清理铁口四周渣铁，立即堵口，视铁口深度打入一定的泥量（一般打泥量小于正常的打泥量，约是正常泥量的2/3左右），采取二次开口方法即重新开铁口。

其缺点为重新堵口再打开铁口延续时间基本在50分钟以上，由于不锈钢分公司750m3高炉为单铁口，经常会延误正常出铁的出铁时间和出铁量，经常造成炉内操作受憋的现象，影响了正常的生产节奏导致减产，严重的可能引起渣铁连续放不尽，造成炉内操作困难，时间偏长会造成炉缸渣铁面升高，引起风口灌渣。

4.1.4清理铁口四周渣铁，立即堵口，采用闷炮手段扩大铁口孔道。

闷炮操作前必须做好防止铁口跑大流的各项措放方法见“铁口跑大流”，必须由经验丰富的老炉前工和技师来操作。

必须与炉内操作协调好，铁口打开后视情况炉内进行减风降压操作。

（由于“闷炮”操作具有一定的危险性容易发生事故，故一般不采用。

在其它方法无法解决的情况下，经厂长批准才能进行。

）
4.1.5连续冲击法：该方法即在铁口打开口，视铁流的大小，连续采用冲击杆进行冲击，但由于铁口孔道内已经有液态高温铁口流出，冲击杆进入铁口孔道容易被熔融软化，在初期达不到实际的冲击效果，只有待见渣后才能取得比较明显的效果。

其缺点是冲击杆消耗过大，而且要等铁口见渣后才有效果，处理的时间往往过长，也会引起炉内操作受憋，影响正常的生产节奏。

4.2不锈钢分公司目前采用的漏铁口处理方法
漏铁口不能单从处理着手，应当从预防漏铁口为主，兼以一些非常规的手段确保铁口的正常和出铁流速的正常。

4.2.1漏铁口的预防
4.2.1.1堵铁以时有焦炭卡住铁口时，必须把铁口孔道内的焦炭捅掉后才能堵口。

4.2.1.2装泥时应对炮泥进行检查，不能加入过硬过烂（过软）等不符合质量要
求的炮泥；严禁杂物混入炮泥。

4.2.1.3必须对炮头进行检查，清除炮头内已烘干和结焦的硬泥。

发现挤压出的
炮泥不成圆柱形、表面不光说明炮头内的硬泥没能完全清除，应继续彻底地把炮
头中的硬泥清除。

4.2.1.4有些漏铁口会连续多炉在原深度附近再度发生，漏铁口的状况不易消除。

应改变打泥操作方法，把一次打完预定泥量为分成二至三次打完预定泥量。

打泥
的间隔时间应视炮泥情况而定，一般为1分钟左右。

分多次打泥一般先打预定泥
量的2/3，然后再分一次或二次打完剩余的泥量。

由于炮泥进入铁口后，出铁孔
道的炮泥与焦炭渣、铁混成一体，受高温很快地软化结焦形成一定的阻力。

铁口
孔道内的炮泥还在软化过程中，再打泥时原铁口孔道内的泥受前端的阻力会向裂
缝中渗透这样就能堵住渗铁的源头达到消除漏铁口的状况。

这操作方法已在实践
中得到验证。

4.2.1.5提高炮泥的质量。

控制好炮泥的加油量、改变炮泥结构，使炮泥的线变
化率控制在±0.5范围内。

要实现减少漏铁口出铁，首先要对炮泥的配比进行调
整,随时对炮泥的质量进行跟踪。

通过对不同配比的炮泥进行试验，寻找出适合
高炉冶炼特性的炮泥。

表1 炮泥调整配比情况对照
泥号主要成分配比
焦粉粘土绢云母碳化硅棕刚玉蓝晶石焦油沥青塑性值
1＃16 13 11 18 42 外加20 750-900 新1＃14 14 10 16 36 10 外加20 750-950 S-试14 12 10 24 34 6 外加20 外加0.5 850-1000 现用
14 12 10 24 40 外加20 外加0.5 900-1050 炮泥
S-3
在S-3泥中，上述配比的总量只占到56%，另外的44%采用外购的刚目石。

经实践证明，该炮泥既有较好的可塑性能，又具有良好的抗渣性能。

不锈钢分公
司炼铁厂750高炉在试验期间，实际铁量与理论铁量的差异基本控制在≤±5%，
出铁过程中见渣后到堵口，铁流速度、铁口孔道直径基本保持前后一致，能够满
足高炉的日常渣铁处理需要。

4.2.2出现漏铁口后的应对措施
4.2.2.1开口后，发现有铁流偏小现象，立即检查铁口泥套，确保铁口泥套的完
好。

4.2.2.2将铁口两边的渣铁清理干净，用压缩空气将泥套吹扫干净，操作泥炮堵
口，无水炮泥打泥量为50kg，有水炮泥的打泥量为25kg。

选择此泥量经过现场
处理总结得出的（具体数据见表1）。

炮泥打入量多了，在铁口未穿的情况下，
打入铁口内的泥，受到炮的推力将泥包裂缝顶开同时会将其泥包顶落，这是大量
的炮泥和铁水迅速接触，发生剧烈反应，演变成闷炮，而打泥量过少，无法使炮
泥与液态渣铁发生反应的程度，未能达到理想的状态。

打入无水炮泥后等待30秒（有水炮泥15秒），炮泥进入铁口后，出铁孔道的高温液态渣、铁立即与炮泥相遇发生反应，产生的膨胀力充分发挥，此时退炮，铁水即能以正常的流速跟出。

4.2.2.3在退炮过程中，不能先退泥柄再退炮，而是保持泥柄位置不变，直接退炮，退炮时不停顿直退到位，防止受到压力宣泄的高温渣铁烧坏炮头。

4.2.2.4好的配比只是保证炮泥质量的一个方面，其制作过程也非常关键，原料的粒级和水分控制、碾制时的加料速度和顺序、碾制时间的长短、碾泥压力的大小，捆泥时间的长短等参数对炮泥质量都有重要的意义。

为了保证打入铁口的炮泥质量，我们对泥料现场验收也制定了很多标准
4.2.2.4.1检验时，先看塑料袋上的水珠多少。

正常情况下水珠稀少，说明炮泥中含水量较低。

反之，塑料袋上的水珠成密布状、水珠粒大或水迹成片状，说明炮泥中含水量较高。

2．观察塑料袋上颜色的变化。

使用蒽油作无水炮泥的粘结剂，正常时为褐色黑中带棕色。

如颜色发淥或蓝色那炮泥质量相对较差。

3．看无水炮泥含油量是否合适。

如塑料袋上粘着很多油，说明炮泥含油量偏多；相反塑料袋上无明显的油迹，说明炮泥中的含油量较少；恰到好处的炮泥含油量，在塑料袋上呈少量的油迹。

4．掀掉炮泥的包装塑料袋，观察泥段上的裂纹。

正常的炮呢在泥段上一般有二、三条裂纹，这种炮泥油量合适、结构强度高、塑性好。

如果泥段上沒有裂纹，说明炮泥含油量偏多。

如果泥段上有五、六条裂纹，说明炮泥中油量偏少。

裂纹越多炮泥中油量越少。

使用这种炮泥打泥困难，甚至打不进泥。

5．把炮泥的泥段掰开，观察炮泥的断面。

看骨料的分布情况，骨料分布均匀较好；分布不均匀，其质量也较差。

6．随意掰一块炮泥捏成球形或圆柱形，放在刚出过铁的铁水沟中进行烧烤。

一般泥球直径为50mm左右，烧烤30～40分钟取出。

烧烤时，观察泥球形状的变化。

（泥球逐渐塌下成扁圆形，炮泥中油和沥青过多；泥球在烧烤过程中开裂，泥球开裂油量少或沥青加入量少。

泥球表面沥青熔化出斑点多少，可以判断炮泥中沥青加入量是否适宜。

）
7．把泥球烧烤至通红，红中带白然后取出自然冷却。

再用小铁锤，由轻到重砸碎泥球。

从这过程中判断炮泥的硬度、结构强度及炮泥的配方、原料组成是否合理等等。

图3 炮泥在铁口孔道内反应示意图
炉底砌砖
铁口全深
铁口泥套
炮头
铁口通道膨胀气体
泥包层
漏点炉墙渣皮保护层
焦泥
5. 实施后效果
采用常规的处理方法，易延误正常出铁的出铁时间和出铁量，造成炉内操作受憋，同时有可能引起风口灌渣。

而不锈钢分公司采用的处理方法，既能最大程度避免出现漏铁口的现象，又提高了铁流偏小的处理速度，从常规解决方法的50分钟以上减少到目前的5-8分钟；同时铁水流速能够保持稳定，不影响高炉操作，为高炉生产的正常稳定创造了条件。

表3 2005、2006、2007年漏铁口统计
日期 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 累计 2005 1 2 2 9 5 6 3 2 1 0 0 7 38 2006 0 2 1 0 7 3 7 3 0 1 3 2 29 2007
2
4
1
3
1
2
6
2
21
结论
1. 漏铁口现象在目前的生产状态下，尚无法完全避免；
2. 在处理漏铁口的过程中，主要以预防为主，改善炮泥质量对减少漏铁口出现起到至关重要的作用，铁口的深度维护、炉前渣铁的出净都能减少漏铁口；
3. 当漏铁口出现后，除常规的手段外，不锈钢分公司炼铁厂高炉采用的类似于
“闷炮”处理漏铁口方法，既可以避免“闷炮”带来的后果，又能迅速打开铁口，是一种较好的方法。