程國存 鄭旭 鄭義勍 康永飛 吳昊
（安陽鋼鐵股份有限公司 河南 安陽 455004）
摘 要：高爐鐵口的開通難易程度直接影響出鐵次數(shù)，鐵口難開將對高爐順行操作帶來不確定因素，甚至發(fā)生惡性事故。本文通過對鐵口難開的原因進(jìn)行分析，提出有效解決辦法，控制鐵口對高爐操作的影響。
關(guān)鍵詞：高爐；鐵口難開；分析與處理
1 前言
高爐鐵口承擔(dān)爐內(nèi)渣鐵排出任務(wù)的工藝通道，鐵口反復(fù)打開、堵上。鐵口孔道承受渣鐵的機(jī)械沖刷、化學(xué)侵蝕、泥鐵渣交替的反復(fù)變化冷熱應(yīng)力拉伸壓縮。出鐵后形成一個(gè)倒?fàn)罾鹊目椎?，渣鐵出盡，透風(fēng)堵口。堵口物料炮泥通過液壓泥炮的打泥機(jī)構(gòu)壓入鐵口孔道，在爐內(nèi)反作用壓力下，形成蘑菇狀的泥包，維持新老泥更新平衡，并保持的鐵口正常深度，保護(hù)鐵口處爐缸，防止渣鐵的局部侵蝕。正常情況下，鐵口順利打開，都有一定的深度；但有時(shí)在開口的過程中，在沒有達(dá)到正常的深度（多半出現(xiàn)喇叭口的位置）時(shí)便有渣鐵流出，無法繼續(xù)鉆透泥包頂部，這種現(xiàn)象我們通常叫斷鐵口或斷層、漏鐵口。漏鐵口一般從小漏后轉(zhuǎn)變成大缺口，漏鐵口造成爐外出鐵被動，增加鉆頭、鉆桿的消耗，長期會造成爐缸爐墻的過早侵蝕。
高爐在生產(chǎn)過程中,出鐵時(shí)經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題,鐵口的不正常會引起很多事故,這些問題有時(shí)不僅與設(shè)備或炮泥本身的質(zhì)量有關(guān)，也和當(dāng)時(shí)的高爐爐況穩(wěn)定程度、原燃料的化學(xué)成份改變從而導(dǎo)致的渣鐵成份的變化、爐前操作情況等有很大的關(guān)系。鐵口難開危害性大：頻繁開堵或燒鐵口造成人員和設(shè)備安全因素不確定因素；堵鐵口增加設(shè)備使用頻率，縮短液壓設(shè)備使用壽命；鉆頭、鉆桿使用量大幅度增加；渣鐵無法及時(shí)排出造成爐內(nèi)渣鐵貯存量增加會造成爐內(nèi)透氣性惡化，頂部風(fēng)壓上升和波動；高爐內(nèi)生成的鐵水和熔渣積存在爐缸內(nèi)，如果不及時(shí)排出，鐵水液面逐漸上升至風(fēng)口區(qū)域高度，不僅會產(chǎn)生爐況不順，還會造成風(fēng)口燒穿事故等。
如何減少漏鐵口及消除漏鐵口是高爐管理者、無水炮泥生產(chǎn)技術(shù)人員以及爐前鐵口工共同面對需要解決的問題。
2 原因分析
2.1 工藝原因：
2.1.1首先判斷分析在鐵口什么位置難以進(jìn)給，不同通道位置就意味著原因有所不同，炮泥在不同位置溫度下的燒結(jié)性能也不同。
2.1.2開口困難一般出現(xiàn)在超深鐵口區(qū)，因?yàn)槌铊F口開口時(shí)使用的鉆頭已磨損嚴(yán)重，切削能力逐漸減弱而無法順利穿透由泥包前端的紅熱硬殼，加上開口機(jī)的強(qiáng)大沖擊力容易使鐵口前端泥包震裂產(chǎn)生渣鐵。
2.1.3炮泥體積穩(wěn)定性差，高溫收縮較大，泥包有大的裂紋致使?jié)B入渣鐵；金屬切削狀態(tài)可以分為以下幾個(gè)類型金屬切屑狀態(tài)。
見圖1
帶狀切屑 擠裂切屑 單元切屑 崩碎切屑
圖1切屑狀態(tài)
高溫下的炮泥切削狀態(tài)如下：切屑呈大小不均的顆粒狀，屬于崩碎切屑。焙燒后的炮泥具有一定的脆性，屬于脆性材料，抗拉強(qiáng)度低，在切削加工過程中，切屑未經(jīng)塑性變形就在拉應(yīng)力作用下脆斷，形成不規(guī)則的碎塊狀切屑。焙燒的炮泥內(nèi)含有各種硬質(zhì)點(diǎn)，車削過程中刀具遇到炮泥內(nèi)的硬質(zhì)點(diǎn)時(shí)，由于硬質(zhì)點(diǎn)與炮泥基體的結(jié)合強(qiáng)度不太高，在刀具的擠壓作用下，將硬質(zhì)點(diǎn)從炮泥基體中一一剝離，形成大小不均的崩碎切屑。這就要求在高溫狀態(tài)下鉆頭具有較好的強(qiáng)度，降低韌性。
炮泥塑性差，保證從泥炮中打出時(shí)不破碎，容易擠進(jìn)并填滿鐵口通道。
2.1.4炮泥本身馬夏值過高。馬夏值增加過快，爐前開口困難，作業(yè)難度加大，影響出渣、鐵作業(yè)。
2.1.5 鐵口跑泥、冒泥,造成鐵口過淺。2.1.6高爐長期透液性差，環(huán)流過急，形成大頭形狀泥包致使?fàn)t墻與泥包結(jié)合部位滲漏。
2.2設(shè)備原因：
2.2.1鉆頭質(zhì)量差，如；鉆頭合金脫落或鉆頭碎裂或磨損嚴(yán)重。
2.2.2開口機(jī)油液系統(tǒng)壓力過小（油路泄露或油路堵塞、溢流閥故障、泵故障等），負(fù)荷低于要求值，開口效率降低。
2.2.3鉆桿強(qiáng)度不夠，受力后造成鉆桿整體運(yùn)行中變形，降低鉆孔穩(wěn)定性并增加進(jìn)給阻力。
2.2.4鑿巖機(jī)地角螺栓松脫，使小車運(yùn)行軌跡路線與鐵口中心不在同一中心線，偏差累計(jì)過大，造成通道偏移。
2.2.5液壓系統(tǒng)節(jié)流閥卡或彈簧斷裂，使炮打泥速度過快，鐵口通道內(nèi)泥包形成不穩(wěn)定。
2.2.6開口機(jī)小車行走輪出現(xiàn)卡阻或鑿巖機(jī)振打頻率和沖擊力效率降低也是難開口的原因。
3 處理方法
3.1爐前操作規(guī)范操作，穩(wěn)定打泥量，避免長期超深鐵口操作。
3.2發(fā)現(xiàn)鐵口漏鐵，及時(shí)堵上，具備出鐵條件及時(shí)出鐵，可適當(dāng)減風(fēng)。重新打泥時(shí)，要減少打泥量，增大打泥壓力，減低打泥速度，分3至5次打泥，通過分次打泥，使新進(jìn)入的泥充分填充到的前段泥包裂紋中，用物理的方式減少漏鐵。
3.3穩(wěn)定炮泥質(zhì)量
炮泥由于采用優(yōu)質(zhì)高純原料，并以碳質(zhì)原料為結(jié)合劑，其耐鐵渣侵蝕性能比有水炮泥大為提高，可以使鐵口出鐵時(shí)間適當(dāng)延長，降低出鐵次數(shù)。
炮泥工藝流程主要為：①準(zhǔn)確配料②干碾③加油碾壓④性能控制⑤入庫保存⑥維護(hù)⑦使用。
炮泥混碾時(shí)的溫度一般為55～65℃。先干碾5～10min，然后加入結(jié)合劑后細(xì)粉碾泥，結(jié)合劑的加入量為配方規(guī)定的 98％左右，剩余的2％作為調(diào)整空間。碾泥時(shí)間根據(jù)高爐爐容不同，鐵口深度而不同，一般應(yīng)碾泥35～45min后多點(diǎn)取樣，測定馬夏值，依照檢測結(jié)果，增減焦油或干粉的配比，再繼續(xù)碾制10min左右。每天生產(chǎn)第一批炮泥，碾泥機(jī)比較干，要適量添加結(jié)合劑的量。結(jié)合劑添加量與氣溫也有一定的關(guān)系，夏季的添加量要適當(dāng)減少，冬季的添加量要適當(dāng)增加。馬夏值的檢測方法：從碾泥機(jī)內(nèi)采集3到4個(gè)點(diǎn)炮泥樣品，捻搓成型后放入測量儀檢測。若馬夏值合格，進(jìn)行出料準(zhǔn)備；若馬夏值偏高，補(bǔ)入微量的結(jié)合劑，充分混煉后檢測馬夏值；若馬夏值偏低，按比例配入適量的干料，充分混煉后檢測馬夏值；只有馬夏值符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求時(shí)，才能出泥。通過觀察總結(jié)表明：高爐日產(chǎn)量增加，炮泥的馬夏值也要增加，日產(chǎn)量>6000t的高爐，炮泥馬夏值在0.5～0.65MPa，日出鐵次數(shù)9～11次，如果強(qiáng)度過高或過度可以調(diào)節(jié)粘土加入量,適量調(diào)整膨脹劑改善炮泥的強(qiáng)度。
3.4定期校正設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，包括：壓力、水平位置、角度、吐泥速度等。根據(jù)設(shè)備狀況、渣鐵成分檢測、高爐爐料參數(shù)等配制滿足生產(chǎn)需要的炮泥。每新批次備品備件，炮泥到現(xiàn)場后首先使用，能夠滿足現(xiàn)場使用要求后再進(jìn)行批次消耗；確保跑泥質(zhì)量穩(wěn)定，鐵口順行。
3.5及時(shí)關(guān)注避免高爐長期透液性差，環(huán)流過急時(shí)的泥炮操作方式，控制鐵口通道，緩步調(diào)整泥包大小，穩(wěn)定爐墻與泥包結(jié)合，避免鐵口通道及深度的急劇變化。
3.6做好設(shè)備點(diǎn)檢，關(guān)注備件質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)維修調(diào)整，特別是在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)多觀察設(shè)備運(yùn)行狀況，避免因設(shè)備異常造成開口困難，形成反復(fù)影響的惡性循環(huán)。
4 結(jié)束語
經(jīng)過近三年使用統(tǒng)計(jì)，如果因炮泥或設(shè)備原因造成的開口困難，每日增加消耗鉆桿12根，12個(gè)和產(chǎn)量損失200噸，按照鉆桿200元/根，鉆頭50元/個(gè)，噸鐵效益200元/噸計(jì)算，每天多消耗和減少效益共12*200+12*50+200*200=43000元。
炮泥質(zhì)量的好壞與穩(wěn)定是保證鐵口順暢運(yùn)行的重要指標(biāo)，同時(shí)通過加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢，規(guī)范爐前操作以及備品備件，炮泥到現(xiàn)場檢驗(yàn)等措施。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)溝通，及時(shí)改進(jìn)已避免多次事件發(fā)生，減少消耗投資損失。
參考文獻(xiàn):
[1] 王平，《煉鐵設(shè)備》.北京：冶金工業(yè)出版社，2006