趙建磊

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司， 山東 萊蕪 271100）

高爐鐵口作為高爐的重要組成部分，其主要作用是確保高爐渣鐵能夠及時(shí)排放。因此要求鐵口易開易堵，并且出鐵過程中鐵流無噴濺，降低鐵損量。由于各種因素的影響，高爐鐵口區(qū)域會(huì)不同程度地出現(xiàn)鐵口框與組合磚之間、鐵口通道內(nèi)部串煤氣的安全隱患，直接導(dǎo)致高爐出鐵過程中鐵流分散噴濺、煙塵四溢，嚴(yán)重時(shí)影響爐前做泥套、堵鐵口操作，制約了高爐的安全生產(chǎn)。鐵口區(qū)域煤氣泄漏一旦形成，由于煤氣流的沖刷作用，煤氣通道將會(huì)呈現(xiàn)惡化趨勢，因此必須對(duì)鐵口區(qū)域煤氣泄漏進(jìn)行治理，確保高爐爐況穩(wěn)定順行，保證高爐安全生產(chǎn)。

1 鐵口煤氣泄漏原因分析

以1 000 m3級(jí)高爐為例進(jìn)行分析。鐵口區(qū)域基本組成如圖1所示。

1.1 鐵口煤氣泄漏主要部位

鐵口區(qū)域的煤氣泄漏主要集中在兩個(gè)部位，一是鐵口框與爐殼之間的連接部位；另一個(gè)是鐵口通道的組合磚縫之間。鐵口通道煤氣主來源為：爐殼與冷卻壁之間灌漿料存在縫隙、冷卻壁與碳磚之間碳素冷搗料存在縫隙、鐵口框與剛玉氮化硅磚之間剛玉氮化硅搗打料存在縫隙、剛玉氮化硅磚與超微孔大碳?jí)K等砌體之間存在縫隙。由于這些部位的縫隙存在，導(dǎo)致高爐內(nèi)部煤氣從縫隙間泄漏。

1.2 鐵口煤氣泄漏主要原因

1.2.1 施工質(zhì)量差

在高爐鐵口框安裝過程中，由于焊接質(zhì)量差，導(dǎo)致煤氣從鐵口框和爐殼之間的焊縫泄漏。在高爐鐵口區(qū)域耐材砌筑過程中，由于灌漿施工時(shí)灌漿料不密實(shí)，耐材砌筑時(shí)碳素泥漿、剛玉泥漿等灰漿不飽滿，以及碳素冷搗料、剛玉氮化硅搗打料搗打不密實(shí)，造成了砌體之間存在縫隙，形成了煤氣通道，導(dǎo)致了高爐鐵口區(qū)域煤氣泄漏。

1.2.2 導(dǎo)風(fēng)管安裝不規(guī)范

高爐砌筑完成后進(jìn)行烘爐，安裝鐵口導(dǎo)風(fēng)管過程中由于導(dǎo)風(fēng)管固定不牢靠，導(dǎo)風(fēng)管兩端炮泥密封不嚴(yán)，在烘爐過程中導(dǎo)風(fēng)管出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致鐵口通道與導(dǎo)出管之間竄風(fēng)，使各種散打料在沒有上強(qiáng)度之前被熱風(fēng)吹松動(dòng)，引發(fā)各砌塊之間出現(xiàn)縫隙，形成煤氣通道。

1.2.3 鐵口通道首次填充不密實(shí)

圖1 鐵口區(qū)域基本組成（mm）

高爐開爐時(shí)，鐵口通道首次填充出現(xiàn)不密實(shí)、強(qiáng)度差。開口機(jī)鉆孔幅度一般在Φ50～Φ70 mm，而鐵口組合磚孔徑在250 mm左右，鐵口通道首次打泥后，將成為鐵口通道的永久層并且長期保留，因此首次打泥至關(guān)重要。如果鐵口通道內(nèi)側(cè)泥包搗打不密實(shí)，打泥時(shí)形成的通道就不密實(shí)。如果首次使用的炮泥強(qiáng)度差，則形成的永久層強(qiáng)度差，永久層就會(huì)產(chǎn)生裂紋，長時(shí)間甚至一代爐役都不會(huì)置換出該部分炮泥，影響深遠(yuǎn)。

1.2.4 烘爐風(fēng)量控制不合理

高爐烘爐過程中，由于烘爐風(fēng)量控制不合理，風(fēng)量過大，導(dǎo)致砌體縫隙之間的砌筑耐火材料被熱風(fēng)吹出，在砌體與砌體之間形成縫隙。高爐生產(chǎn)后，縫隙將形成煤氣通道，產(chǎn)生煤氣泄漏。

2 處理措施

2.1 新建高爐處理措施

2.1.1 加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

安裝鐵口框時(shí)，確保鐵口框和爐殼之間的焊接質(zhì)量，對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢測。當(dāng)鐵口區(qū)域耐材砌筑時(shí)，施工單位嚴(yán)格按照一類砌體國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行砌筑。保證來料合格、灰漿飽滿、搗料密實(shí)、磚縫達(dá)標(biāo)等，確保砌筑質(zhì)量。

2.1.2 嚴(yán)格第一次鐵口通道的制作（見圖2）

圖2 第一次鐵口通道的制作（mm）

高爐砌筑完成在烘爐之前，對(duì)鐵口通道進(jìn)行密實(shí)處理，保證形成鐵口通道永久層的質(zhì)量。

1）鐵口通道內(nèi)插入Φ108 mm鐵口導(dǎo)出管，作為鐵口通道永久層內(nèi)膜。導(dǎo)出管插到爐缸中心，制作排氣孔，固定在爐缸中心焊接支架上，同時(shí)導(dǎo)出管內(nèi)部與保護(hù)磚接觸部位用炮泥堵嚴(yán)搗實(shí)。在鐵口框上焊接支架，將導(dǎo)出管外部固定在鐵口框上，確保安裝牢固。

2）將烘爐用臨時(shí)熱電偶用套管一并敷設(shè)上，并用炮泥搗實(shí)。

3）鐵口通道填充：鐵口通道填充料可采取兩種耐材。一種采取剛玉氮化硅澆注料，骨料粒度要小，易流動(dòng)，施工時(shí)鐵口框下半部分焊接鋼板作膜，澆注料打進(jìn)以后，將振動(dòng)棒插進(jìn)鐵口導(dǎo)出管振動(dòng)保證密實(shí)；另一種是將鐵口導(dǎo)出管在鐵口框處加盲板封死，用泥炮對(duì)鐵口通道打泥密封，炮泥質(zhì)量要求相對(duì)較高，完成后，割除盲板。

4）鐵口通道永久層制作完成后，在導(dǎo)風(fēng)管外部安裝閥門、消音器，進(jìn)入烘爐程序。

2.1.3 控制高爐烘爐風(fēng)量

對(duì)高爐烘爐風(fēng)量進(jìn)行控制，在烘爐溫度達(dá)到200℃之前，風(fēng)量控制在500 m3/min左右，確保砌筑泥漿凝固上強(qiáng)度。烘爐后期風(fēng)量控制在1 200 m3/min左右，減少對(duì)砌體的影響。

2.1.4 鐵口泥包搗實(shí)

高爐烘爐結(jié)束后，在裝枕木前，制作鐵口泥包，使用搗槍將泥包搗實(shí)，確保鐵口在見渣堵口打泥時(shí)密實(shí)。

2.1.5 爐體灌漿

高爐烘爐結(jié)束后，在鐵口框周邊，選擇鐵口冷卻壁垂直縫、水平縫開幾個(gè)灌漿孔，用手提鉆鉆孔，鉆孔深度為280 mm，使用碳素泥漿（骨料粒度小于180目）進(jìn)行壓注灌漿，確保高爐的密實(shí)，不泄漏煤氣。

2.2 年修高爐處理措施

1）高爐采取降料線、挖爐缸、填枕木進(jìn)行年修，用氧槍燒或風(fēng)鉆切削鐵口通道，使鐵口通道打通。然后采取新建高爐第1、2、3條填充方式重新制作鐵口通道永久層，同時(shí)輔以新建高爐第5條實(shí)施鐵口灌漿。

2）高爐不降料線進(jìn)行年修，在清理出深度1 500 mm（345+768+288+144=1 545）左右、孔徑不小于200 mm的鐵口通道后，采取新建高爐第1、2、3填充方式重新制作鐵口通道永久層，同時(shí)輔以新建高爐第5條實(shí)施鐵口灌漿。

2.3 正常生產(chǎn)高爐處理措施

當(dāng)鐵口噴濺導(dǎo)致鐵口通道變大時(shí)，采取部分強(qiáng)度高炮泥進(jìn)行封堵，逐步置換原鐵口通道永久層，制作泥套，保證打泥密實(shí)不跑泥，定修時(shí)輔以新建高爐第5條實(shí)施鐵口灌漿。灌漿孔位置見圖3。

灌漿孔位置要便于開孔及灌漿操作。以鐵口為中心2 m半徑范圍內(nèi)在二、三、四層冷卻壁位置處上開孔，開孔數(shù)量為10個(gè)以上。同時(shí)在鐵口框周圍爐殼上開孔5個(gè)。前兩項(xiàng)正常生產(chǎn)開，安裝絲頭閥門，排煤氣，第三項(xiàng)休風(fēng)開；開孔不必開在冷卻壁縫，但爐殼及冷卻壁之間料需清理干凈。

圖3 灌漿孔位

3 結(jié)語

防止鐵口區(qū)域煤氣泄漏的關(guān)鍵是高爐砌筑質(zhì)量，通過砌筑時(shí)灰漿飽滿、搗料密實(shí)、磚縫達(dá)標(biāo)減少砌體之間的縫隙，確保砌筑質(zhì)量。對(duì)后期鐵口導(dǎo)出管的處理要達(dá)到“搗料密實(shí)”，同時(shí)烘爐過程中要控制風(fēng)量，減少大風(fēng)量操作，減少對(duì)鐵口通道砌體的影響。

通過以上措施的實(shí)施，解決了鐵口區(qū)域煤氣泄漏隱患，確保了高爐爐況穩(wěn)定順行，保證了高爐的安全生產(chǎn)。