025 10号高炉风口小套频繁漏水原因分析及处理措施

10号高炉风口小套频繁漏水原因分析及处理措施

胡永平杨召永封冬贯

(圣戈班穆松桥中国徐州基地炼铁厂)

摘要：对圣戈班徐州基地10号高炉在2008年10月12月期间风口频繁漏水进行原因分析，确定了冷却水的水质及水压是风口小套损坏的直接原因，高炉操作因素的影响亦是风口损坏不可忽视的因素，通过实施一系列的措施处理后，到目前为止己连续6个月无风口小套漏水现缘的发生。

关键词：高炉小套漏水处理措施

1 引言

圣戈班徐州基地10号(420m3)高炉是圣戈班中国区徐州基地铸管配套节能降耗技术改造项目，于2008年9月16日建成投产，14个风口，风口小套采用双腔式斜风口，小套冷却水采用高压水(0．95Mpa)，高炉净环水系统采用高循环率运行，为保证循环水水质，严格控制循环水系统的腐蚀率及热污垢系数，使系统长期稳定地正常运行。在高炉净环水系统中设有投加水质稳定药剂的装置。高炉开炉1月后，出现风口小套频繁漏水现象，严重影响着高炉的各项经济指标。

2风口小套损坏的数量及位置描述

2．1 风口小套损坏的数量及分布

自2008年10月22日(即开炉后36天)至2008年12月26日，风口小套共计损坏31个，在11月14日至11月28日期间平均一天更换一个，严重的11月27日及12月1日每天更换3个，风口寿命最短的为8天，最长的亦仅为72天。平均寿命为28天。(风口更换的数量及位置分布如表1)

2．2风口损坏的位置描述

小套的损坏相对于风口位置无明显的规律性，各风口均有损坏现象。所有风口小套的损坏均在前端、上沿，其中小套内口损坏所占比例为20％，初期的损坏全是此种现象，烧损比例为55％，90％更换下来的风口小套存在龟裂现象，风口损坏形状如图1、图2、图3。

3原因分析

3．1加工制作质量因素

最初风口的损坏全部在内口的上沿，根据当时的现象分析并结合其他高炉小套损坏的经验判断，此种损坏应为小套的质量问题，而影响小套质量因素主要为材质及加工制作质量，后续的材质化验分析表明，小套材质含铜较高达99．6％，基本可以判断非材质因素引起，造成前端内口开裂的主要原因可以判定为风口小套的加工制作质量因素，通过对风口小套进行解剖及联系制作厂家，亦证明此种因素的存在。(小套解剖如图4、图5)

3．2冷却制度因素

10号高炉风口小套采用双腔式，其寿命已较空腔式风口有很大提高，在风口结构确定的情况下，风口的寿命主要取决与冷却水的水质及水速，

在高炉开炉初期，高炉冷却水质尚能接近设计要求，随着时间的推移，高炉循环水虽进行加药处理，但由种}水的水源水质较差，高炉冷却水的水质已达不到设计要求，同时从节约水资源考虑设计中要求系统高倍率运行，排污系统设计能力不足，从而造成水质越来越差(水质要求及实际数值如表2)，11月1日后总碱度明显升高，最高达700mg／l，是标准要求的3．3倍(要求<210mg／1)，在风口小套出水温度达35℃时，小套内出现水垢，后续解剖小套发现，小套前腔内部的水垢最厚达1．5mm，平均在0．7～0．8ram之间，在300℃时水垢的导热系数为0．48W／(m．K)仅为纯铜的0．13％，水垢严重恶化风口壁与冷却水之间的传热，风口前端导热系数大幅降低进而造成风口小套的大量烧坏。

在高炉最初的设计方案中，风口小套使用的高压水压力为0．95MPa(厂家以此设计小套前腔结构)，而生产过程中10号高炉的高压水压力为0．65MPa。与设计要求相差0．3MPa，在前腔过水面积固定的情况下，水速达不到设计要求。而水速的降低更进一步减弱了风口小套的导热能力，增加了风口的破损。这也是小套损坏的直接原因。

3．3操作因素

高炉正常生产时，风口小套上部的热流强度是下部的3倍，当风口前端出现粘结物下降时，熔融物沉积与风口表面，造成强大的瞬间热流冲击而使小套损坏。在开炉后近一月内，由于对无料钟炉项布料规律未能全面掌握，高炉生产过程中因布料的原因造成煤气流分布不合理，炉温大幅波动，多次出现上下两炉含[Si]量差值大于0．4的现象。在观察风口时亦能够经常看到风El前端粘结物下降，而这种现象是风口小套损坏不可忽视的原因。

3．4停水因素

2008年11月15日16：25分由于外围事故，造成生产线停电，从而造成高炉停水达30分钟，此次停水虽未造成风口小套直接烧坏，但停水加剧了小套漏水现象的发生，在此后的15天内，风口小套的损坏频率急剧上升。(风口小套停水后损坏个数如图6)

3．5其他可能因素

高压水的进水口在回水管道上，使回水中的气泡未来得及分离就被水泵抽走，从而在风口小套内部造成汽膜现象的出现，加之小套水速不足，造成汽膜层部位热流强度加大。此外，风口小套使用冷却回水，造成小套进水温度较其他部位偏高，而冷却水温的升高，为水垢的形成创造了先天性的条件，从而使小套内部出现恶性循环过程。

3．5．1处理措施

(1)对高压水系统全面检查，将高压水泵出口蝶阀全开，对高压过滤器进行清理，使高压水的压力达到0．9Mpa，接近设计要求。

(2)联系套的生产厂家，根据实际生产水压不能完全达到设计要求的现象，依据水压0．8Mpa来确定小套前腔的合理结构。

(3)在高炉操作上，及时改变布料角度，稳定煤气流，杜绝炉温的大幅波动，减少风口前端粘结物下降现象的发生。

(4)在暂时无法对水质进行软化处理的情况下，增加循环水的外排量，降低循环倍率，以此改善循环水质。

(5)采购质量较好的风口小套，利用检修机会逐步更换。

3．5．2经验教训

(1)通过上述一系列的措施处理后，到目前为止已连续6个月无风口小套漏水现象的发生。

(2)此次风口小套频繁漏水，直接经济损失达50万元，频繁的休风造成高炉生产效率降低，而前期依据经验判断为小套的质量问题，对风口小套水质及水速的影响未引起足够重视，延缓了处理的时间。

(3)风口小套使用的高压水应避免在回水上取水，最好单独直接供水。10号高炉利用检修机会改造高压水的取水口应尽快实施。

(4)在目前无法增加水质软化设备的前提下，向循环水池内补本公司热电厂剩余软水，