大高炉炉前技术培训教材

大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材第一部分.大型高炉铁口保持稳定的基本要素目前国内已生产和在建的大型高炉越来越多，几乎全部采用了无渣口、多铁口的设计。由于国内许多企业的大型高炉都是近几年建成的，对铁口的操作及维护技术几乎从零开始。遇到的问题都很多，如：铁口深度不稳定发生频繁渗漏断裂现象、铁口深度长期浅引起侧壁升高、铁口漏煤气严重泥套无法制作、开口困难被迫采用闷炮开口引起出铁跑大流等事故。由于炉前操作的不稳定经常造成高炉减风减产、不仅对炉况影响很大而且影响到高炉的长寿。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材•高炉炉身修补技术的发展和操作控制水平的提高使高炉一代炉龄已能够达到15年以上，也有的已超过20年。由于炉缸是高炉的重要组成部分，而它的损坏必须在停炉大修时才能修补，因此现在炉缸是决定高炉长寿的最关键部位。•对过去几年世界范围内20余座高炉炉缸的破损及修补的调查表明，几乎所有的破损和修补都在出铁口周围和其下部区域。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材实践和研究也表明，影响高炉（尤其是大型高炉）的长寿因素主要是：炉缸不断侵蚀、砖衬减薄，不能维持生产。而在高炉炉缸区域，侵蚀最严重的是铁口区域。这是因为在高炉正常生产中，大量的熔融渣铁从铁口排出，对铁口区域的砖衬冲刷、侵蚀厉害。因此铁口出渣铁作业完毕后总要通过铁口孔道打入一定的炮泥，以达到修补被侵蚀的铁口区域炉墙，达到维持一定砖衬厚度的目的。但出铁口周围比炉缸壁其他部位的条件更恶劣，因此要形成稳定的保护层更加困难，成功地维护好该保护层是高炉长寿的关键。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材1.影响出铁口维护的因素出铁口位于炉缸的下沿为长方形或圆形直孔，主要由铁口框架、保护板、铁口保护砖、泥套、流铁孔道及泥包所组成。如图1、图2所示大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材1.1出铁口周边侵蚀的因素（1）铁水流量炉内周边产生的铁水在出铁时集中流向出铁口，使铁口周围的铁水流量和热负荷最高，环流或径相流的强度是引起出铁口侵蚀的重要因素，其总流量的大小取决于炉子的生产率。（2）铁水紊流当有煤气同铁水一起流经出铁口时，铁水紊流条件加强，较高流速的铁水夹带着煤气流出，加速了出铁口侵蚀。（3）循环由于反复出铁时产生的温度波动，促进了耐材的损坏。（4）物理侵蚀出铁口蘑菇状防护层及其表面在打开和封堵铁口过程中全部破坏；强烈的钻击可以震裂和破坏耐材与蘑菇保护层；使用氧气打开出铁口时，会造成耐材和冷却器的损坏；泥炮的力量太大可以造成出铁口表面的损坏，引起耐材的移动产生裂纹，降低冷却效果。（5）化学侵蚀当出铁口有缝隙时，炉内煤气火会窜出，这会造成耐材的早期损坏，在炉缸其他部位，碳质耐材容易被漏水氧化，裸露的耐材也可能受到未饱和铁水吸碳的侵蚀。还有炉渣的侵蚀作用更不能忽视。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材1.2影响出铁口工作的因素(1)熔渣和铁水的冲刷，铁口打开以后，铁水和熔渣在炉内煤气压力和炉料的有效重力以及渣铁本身静压力的作用下，以很快的速度流经铁口孔道，把铁口孔道里端冲刷成喇叭形。(2)风口循环区对铁口的磨损在高炉冶炼强化的条件下，风口前存在一定大小的循环区。渣铁在风口循环区的作用下，呈现出一种“搅动”状态，对突出在炉墙上的铁口泥包有一定的磨损作用。当风口直径越大，长度越短，循环区靠近炉墙时，风口前渣铁对铁口泥包的冲刷越剧烈，对炉墙和铁口泥包磨损也越大。(3)炉缸内红焦的沉浮对铁口泥包的磨损在出铁过程，随着炉缸内存积的渣铁减少，风口前的焦碳下沉充填，堵上铁口后，随着炉缸存积的渣铁增多，渣铁夹杂着焦碳又逐渐上升，焦碳在下降和浮起的过程中是不规则的，无规则运动的焦碳对铁口泥包也有一定的磨损作用。(4)煤气流对铁口的冲刷出铁末期堵铁口之前，从铁口喷出大量的高温煤气（1600-1800℃）有时并夹杂着坚硬的焦碳同煤气流一道喷出，剧烈磨损铁口孔道和铁口泥包。(5)熔渣对铁口的化学侵蚀大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材1.3评价铁口维护好坏的指标(1)铁口深度保证铁口深度是维护铁口、保护炉墙的重要措施。铁口过深或过浅，不仅对炉前出渣铁作业带来影响，更重要的是对高炉长寿维持不利。铁口深度过浅时，炉缸内1150℃等温线外移，熔融渣铁的运动，会加剧炉缸砖衬的侵蚀，造成炉缸侧壁温度升高，影响高炉的长寿。铁口过深时，铁口的稳定性变差，开口过程中容易发生开口困难和铁口断的现象，也不利于高炉的长寿维护。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材（2）安全的开口和堵口•顺利开口能保证铁口孔道的平整光滑、打泥的顺畅，能有效避免铁口孔道及泥包产生裂缝。炉前作业中不能顺利打开铁口时，将会过多的使用氧气、铁棒来打开铁口其产生的危害极大。使用氧气时如出现烧偏现象就有可能破坏铁口孔道，烧坏冷却设施，使冷却效果降低，造成铁口内部的温度升高，对耐火砖和冷却设备损坏；过多的使用铁棒，开口机敲击铁棒产生的冲击力能使铁口孔道和泥包产生裂缝，对铁口的维护有极大的危害，使铁口产生漏、断现象，导致铁口变浅。•安全的堵口可以使铁口侵蚀的泥包得到补充，确保铁口的深度在正常范围，使之在铁口周围形成稳定的保护层，代替炉衬、保护炉缸。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材（(3)出铁频率铁口出铁频率过高，说明各铁口出铁时间过短，造成铁口新形成的泥包由于烧结时间短、烧结强度不够，而达不到维护和修补泥包的要求。当铁口再次打开时，会引起放火箭的现象，这一现象会将泥包、铁口孔道的泥抽空，使铁口孔道急剧增大，造成跑大流。烧结不良的泥包侵蚀快，使铁口变浅。过高的出铁频率，使用机械次数增多，铁口所受的机械损坏也相应增加。出铁频率过小也意味着某个铁口的出铁时间变长，该铁口的出渣铁负荷加大，泥包及铁口区域的砖衬侵蚀也就大。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材2.大型高炉的出铁口的维护(1)出铁口维护的好坏是关系铁口工作稳定和高炉长寿的关键。出铁口是炉缸结构中最薄弱部位。出渣出铁是高炉的基本操作，高炉大型化后，无渣口设置，高风温、富氧喷吹、高压操作等强化手段使生产率不断提高，更需要加强对出铁口的维护。(2)铁口维护工作，要依椐各高炉不同的实际情况来采取相应措施。维护正常足够的铁口深度，可促进高炉炉缸中心渣铁流动，抑制渣铁对炉底周围的环流侵蚀，起到保护炉底的效果。同时由于深度适宜，铁口通道沿程阻力增加，铁口前泥包稳定，钻铁口时不易断裂，在高炉出铁口角度一定的条件下，铁口深度稳定，有利于出尽渣铁，促进炉况稳定顺行。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材2.1每次渣铁出尽时，全风堵铁口按时出尽渣铁，就要按操作规程开好铁口，根据炉温、铁口深浅来选择铁口孔径的大小，以保证渣铁在规定时间平稳顺畅出尽，只有渣铁出尽后，铁口前才有焦碳柱存在，炮泥才能在铁口前形成泥包。全风堵铁口时，炉内具有一定的压力，打进的炮泥才能被硬壳挡住向四周延展，较均匀地分布在铁口内四周炉墙上，形成坚固地泥包，反之，若渣铁出不尽，即使全风堵口，由于铁口前存在着大量液态渣铁，打入的炮泥被渣铁漂浮四散，不但形不成泥包且铁口前的喇叭口也弥补不上，使铁口深度下降，很难保持适宜的铁口深度。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材2.2打泥量适当而稳定为了使炮泥克服炉内的阻力和铁口孔道的磨擦阻力，能全部顺利的进入铁口，形成泥包，打泥量一定要适当而稳定。每次要有适宜的堵口泥量，1000-2000立方米高炉通常每次泥炮打泥量在200-300kg，炮泥单耗0.5-0.8kg/t。实践表明，产量每增加30t，要增加打泥量1－2kg确保足够的铁口深度。不能大幅度的随意增、减泥量，要按标准逐步进行。规定铁口深度连续2炉超过标准范围，可进行增减泥量，但增减幅度每次不得大于20－40kg。（根据炉容大小而定）因为大幅度的增减打泥量会造成铁口深度的不稳定，如果过深铁口一次性减泥幅度太大会导致开铁口困难，不利于铁口的维护。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材2.3严禁潮铁口出铁。潮铁口出铁时炮泥中的残余的水分和焦油剧烈蒸发，产生巨大的压力，使铁口泥包产生裂缝及脱落，同时还发生大喷，铁口孔道迅速扩大，发生“跑大流”，影响铁口深度的稳定。因此，按正常堵口打入泥量的铁口，再次开口必须保证炮泥烧结时间大于45分钟。否则、堵口时应减少打泥量。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材2.4炮泥的质量应满足生产要求，要有良好的塑性及耐高温渣铁磨蚀和熔蚀的性能，炮泥制备时原料配备比准确、水份、粒度达到标准、混合均匀、产品采用塑料袋进行包装保证其清洁。要点说明：1.每一种原料的调整比例不得超过2％（指调整配比时）2.碳化硅等主要原料的品质控制应严格把关。3.黏土的水份控制5％以下。4.粗粒电熔氧化铝的粒度不要超过2mm更好。5.焦油50℃热态时黏度应该达到18左右。6.混料10分钟加油后混碾30分钟，温度控制在55℃--60℃,岀泥温度50℃時测定馬夏值．7.炮泥混碾後必须存放24小时以上方能使用,存放时间超过7天的炮泥应该停止使用．8.高炉上对炮泥的使用必须按碾制时间顺序进行管理并保存其清洁。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材出铁口炮泥的功能与特性烧结良好黏着性可塑性打泥稳定硬化时间短烧结后结构变化小堵出铁口易钻孔钻孔不开裂耐铁水及渣侵蚀出铁口直径变化小黏附于高温旧泥上快加热不开裂抗侵蚀钻孔平稳抗侵蚀出铁口深度保护炉缸平稳出铁功能与特性大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材2.5加强铁口泥套的维护。加强泥套的选料、泥套的制作、泥套的管理，杜绝冒泥，确保打泥量。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材3.安全的开口和堵口操作安全的打开和封堵出铁口是确保其稳定的关键，因此要选用现代化的、高能力的设备，同时必须不断提高操作水平。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材3.1反复使用钻杆和铁棒冲击打开出铁口时可能损坏其内部，开口机敲击钻杆、铁棒时的冲击可能使铁口泥包蘑菇壳和出铁口产生裂纹，为此、现在国内外的高炉大多实施通水一次开口法。并对开口机中心轴进行改造，利用两个密封圈，能有效地防止冷却介质（水）进入气缸，在确保开口机本体性能不降低的前提下，通过对钻杆的冷却，减低磨损，从而能快速、安全的打开铁口，通常一根钻杆可以打开铁口，提高了一次开口的成功率，确保了按时出铁也减少了资材消耗为了减少铁口耐材的损坏，防止铁口内部被氧气烧成不规则状，应尽量避免使用氧气烧开出铁口。为此，开口机在一段时间内不能打开出铁口时，应该堵口重新再开或改为其他铁口出铁，而不采用氧气烧开铁口，更不允许闷炮。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材3.2为了安全的堵好铁口，必须加强对泥炮的点检，作好试运转，做好铁口前的清理工作，吹扫好泥套，采用见喷堵口的方式，堵口过程中如打泥压力和电流过高或打泥困难即停止打泥操作，以防压力过高顶掉铁口泥包。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材3.3泥套是铁口的重要组成部分，泥套的好坏影响到能否安全堵铁口、能否确保打泥量，因此泥套维护是铁口维护中非常重要的一环。必须从泥套选料、制作、使用上加强管理。（1）铁口泥套必须保持完好，深度在铁口保护砖（板）内30-80mm，发现泥套面缺损或过深立即更新，发现泥套面外围有脱落，可用塑性好强度高的耐材进行修补。（2）在日常工作中，详细检查铁口区域是否有漏水，漏煤气现象，铁口框架是否完好，铁口孔道泥心是否发生偏移。（3）堵口操作时，连续发生两次铁口冒泥，重新做铁口泥套。（4）在渣铁未出尽，大量冒泥，铁口深度过浅时禁止制作铁口泥套。（5）为确保浇注料泥套的制作质量，尽量选择在高炉计划休风时进行。（6）用泥料帖膏药似的反复对泥套面进行修补，是造成堵铁口反复冒泥的直接原因应该禁止。大型高炉炉前操作及铁口维护技术培训教材铁口冒泥的定义及其危害：堵铁口时当泥炮嘴压紧铁口后，炮泥在向铁口内充填过程中从铁口泥套面与炮嘴吻合处漏出的现象都应判定为冒泥。引起堵铁口冒泥的原因大至为两个方面：（1）操作方面铁口泥套过深、铁口泥套面不平整、缺损或角度变化以及有黏结的渣铁使之炮头不能与其完全严密吻合。（2）设备方面炮嘴缺损使其不能与泥套面完全严密吻合，