宣钢3号高炉铁口喷溅问题探讨及解决方法

宣钢3号高炉铁口喷溅问题探讨及解决方法
【摘要】铁口喷溅是近年新建高炉的共性问题，不仅影响高炉的正常操作，而且还会造成较大的经济损失。

目前，宣钢炼铁厂3号高炉通过采用铁口压浆技术来解决高炉喷溅问题，效果比较良好。

【关键词】高炉；铁口喷溅；炮泥；压浆技术
2011年6月份3#高炉（2000m3）开炉以来，两个出铁口有不同程度的喷溅问题。

为解决该问题，采用北京瑞尔公司的最新材质的炮泥和铁口修补料等进行了实验，取得了一定的效果。

1.铁口喷溅的原因与危害
1.1铁口喷溅的原因
宣钢炼铁厂3#高炉于2011年6月10日开炉，高炉采用高导热碳砖和铜冷却壁、软水密闭循环以及北京瑞尔公司大块陶瓷杯综合炉缸砌筑。

开炉后，铁口喷溅问题逐渐严重，炉前工作量加大，并且影响到了正点打开铁口。

宣钢3号高炉开炉出铁前的铁口见图1。

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
图1 宣钢3号高炉铁口整体结构剖面示意图
铁口在开炉后，主要依靠堵口后的炮泥形成泥包以及渣皮来保护。

正常生产中，高炉铁口孔道有潮泥或者铁口连续过浅都可能造成铁口喷溅，我们现在所说的喷溅是指除了这些情况以外的喷溅。

经过长期的观察与分析，认为造成铁口喷溅的原因是铁口窜煤气。

高炉炉皮和冷却部位的安装间隙采用无水压入泥浆填充，原无水压浆料收缩或由于原施工时压入得不够饱满，形成裂纹和缝隙，在炉内高压力的作用下，炉内的煤气窜入炉壳和冷却壁中间后，沿缝隙和裂纹窜入铁口孔道，进入铁口的煤气造成了铁口喷溅。

1.2铁口喷溅的危害
（1）长期串煤气造成的铁口喷溅，很可能烧坏铁口附近的冷却壁。

造成高炉的恶性事故。

（2）由于喷溅，造成高炉渣铁出不净及堵不上铁口等事故，直接影响高炉顺行，严重影响高炉产量及生产指标，造成较大的经济损失。

（3）增加了炉前工人的劳动强度，在堵铁口作业时甚至出现扛炮现象，给高炉操作带来隐患。

（4）铁口喷溅造成高炉的除尘效果不好，不利于环保。

1.3采取的办法
（1）采用北京瑞尔公司的最新材质的无水炮泥（通常称为“堵缝泥”）。

其目的是对铁口孔道及泥包裂缝进行修复，杜绝煤气的串入。

（2）具体使用方法：钻开铁口，待出铁60分钟左右，铁口孔道温度热量足够且出铁量和理论铁量大致相等的时候再堵铁口，过20～30分钟再拔炮出铁。

其原理是铁水被炉内压力从铁口压出，而窜煤气的压力和炉缸压力基本相等，这时候堵铁口因泥炮活塞压力大，把铁水顶回炉缸的瞬间，铁水的压力会大于所窜煤气的压力，因此少量炮泥会在压力的作用下压进煤气窜入铁口孔道的缝隙中，被打入铁口的炮泥封在缝隙中并凝固，从而起到封闭缝隙、隔断煤气的作用。

但该方法同样没有从根本上解决这一问题。

2.铁口喷溅的处理方法
2.1改善高炉炮泥的质量
随着高炉大型化、长寿化的发展，对炮泥的性能要求越来越高。

以前是将堵铁口和稳定出铁作为炮泥的重要功能，但是，现在的高炉寿命达10～15年，必须尽量减轻出铁口周围炉底侧壁砖的局部损毁，即通过延长出铁口的深度，抑制炉内渣铁的环流，从而保护炉缸。

为了使铁口工作状态稳定，满足高炉强化冶炼的需要，要求炮泥的作业性、体积稳定性、烧结性和开口性能要好，同时具有抗渣、铁液侵蚀和冲刷，抗氧化的特性。

使用高质量的无水炮泥可减少出铁次数，延长单次出铁时间，减少炮泥的消耗量，有利于保护高炉炉缸侧壁，减小喷溅，有利于高炉顺行。

由于客观条件的限制和成本的影响，目前我国很多企业用来制造炮泥的原料一般为焦宝石、废耐火砖粉以及一些高铝及碳化硅下脚料。

这些原料纯度低，杂质多，耐火性能差，造成炮泥的高温性能较差，质量不稳定。

由于炮泥质量较差，在使用中时常引起铁口浅、漏及跑大流等现象，严重威胁生产。

直接影响炮泥质量的三个因素是：（1）原料的化学成分。

（2）炮泥原料的组成。

（3）原料的含水量。

在使用前，应该对耐火泥进行烘烤，以降低原料带入过多水分对炮泥质量造成不利影响。

焦油结合炮泥，可以保证炮泥从低温到高温的强度，提高抗侵蚀性和抗冲刷性，但是焦油成分复杂，高温下硬化速度缓慢，挥发分高，不利于快堵铁口，环境污染严重。

要解决环保问题，必须从结合剂上着手，可以采用改性沥青和改性树脂复合结合，或采用别的结合剂代替树脂结合，比如法国的TRB耐火公司做的”E型生态结合剂等”。

近几年，随着人们对炮泥研究的深人，越来越多的非氧化物添加到炮泥中，对改善炮泥的性能起到了很好
作用。

氮化硅、氮化硅结合碳化硅、氮化硅铁都是制作炮泥的良好的结合剂。

铁口喷溅，说明炮泥的塑性不好或过硬，可采用增塑剂代替粘土的加入，提高润湿性，减少结合剂的加入量，根据实际操作，调节合适的马夏值（塑性和强度）。

2.2加强铁口操作与维护
（1）高炉操作应控制合理的炉温和炉渣碱度及钛负荷，重点跟踪铁口附近碳砖温度及其冷却壁的水温差。

（2）稳定打泥量，提高铁口深度合格率。

（3）固定铁口角度，稳定死铁层高度，宣钢3号高炉目前两个铁口角度均为80，非特殊情况应固定不变。

保持固定的铁口角度可保持稳定的死铁层厚度，有利于保护炉底和炉缸，也有利于保护铁口孔道及泥包的整体结构稳定，利于铁口的维护。

（4）及时处理铁口附近冷却设备漏水，铁口区域若有小套或上部冷却壁损坏，渗漏的大量冷却水对铁口处的泥包产生急冷急热，使泥包在渣铁的冲刷和侵蚀下，剥落的更快，新的泥包也不易正常的形成，对铁口维护极为不利，正常情况应及时处理或更换。

（5）防止铁口孔道长期偏斜，铁口中心线（水平中心线）应和设计的铁口中心线保持一致。

在正常生产中，其偏差过大，使铁口孔道和铁口两边的炉缸冷却壁间隙过小，则易发生烧穿铁口两侧的炉缸冷却壁事故。

（6）最大限度减少焖炮和潮铁口出铁，以保护铁口孔道和泥包。

2.3采用压浆技术，防止高炉铁口窜煤气
2006年12月28日，鞍钢股份有限公司新4#高炉（下转第165页）（上接第62页）（炉容2580m3，2006年12月2日开炉）采用中国京冶工程承包公司的专用设备进行铁口及风口区域压浆，共开18孔。

由于在冬季施工，材料的粘度较大，故设备的入口压力设定为15MPa，炉皮处压力表显示最大压力为3MPa 时停止压入。

其中4个铁口12个孔，全部压入，合计用料6t。

1号和4号铁口压入时效果非常好，间隔约1m的两个压入口，左孔压入右孔出料。

经过此次压入后，鞍钢新4号高炉铁口喷溅问题基本得到解决。

宣钢3#高炉到目前为止投产才两年多，而且其建造均积极采用高炉长寿技术，如陶瓷杯技术、铜冷却壁、软水密闭循环冷却系统，而且根据炉缸各段水温差测热流强度均没有达到中修的地步，所以最适合宣钢3#高炉出铁口喷溅的方法应该是铁口及风口区域压浆。

宣钢3#高炉参考了鞍钢压浆操作方法在高炉铁口及风口区域开一定数量的压浆孔，采用专用的压浆设备压入足够数量的软质压入料，从而封闭高炉煤气通道。

但对压浆条件的选择要有一定的技巧。

（1）在高炉休风的时候开孔，并焊好阀门。

（2）高炉生产时将阀门定期打开一定时间，让炉内的气体冲出，形成贯通的孔道。

（3）高炉再次休风的时候，将压浆料充分压入该孔隙，从而封闭煤气通道，解决铁口喷溅问题。

（4）选择合适的设备压力，如果压力选择过大，会对冷却壁造成伤害；而压力太小则达不到压入效果。

根据宣钢经验，10-15MPa比较合适。

（5）选择合适的压入材料，其凝固温度最好是400-500℃为宜。

3.结束语
宣钢3#高炉通过使用瑞尔公司“堵缝泥”对铁口孔道和泥包进行修复，并利用休风机会采用压浆技术对铁口部位进行灌浆，达了到铁口不喷溅的效果。

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【参考文献】
[1]王志，于成忠，李宇平.压浆技术在解决大型高炉铁口喷溅上的应用.鞍钢技术，2007（5）.
[2]张文彬.迁钢1号高炉喷溅问题探讨及解决方法：2009中国钢铁年会论文集（上）[C].2009.。