高炉铁口区域安全与寿命的主要对策

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1、高炉铁口区域安全与寿命的主要对策何汝生（北京瑞尔非金属材料有限公司）摘要：铁口异常影响高炉的炉役寿命，甚至导致安全事故。在铁口区具有合理的工艺结构、优质耐材等基础上，漏铁和断铁口、异常喷溅、铁口过浅等铁口异常现象可通过采用操作性能和使用性能良好的优质炮泥、改进炉前操作、特种炮泥治理等技术和操作对策予以克服。关键词：高炉铁口炮泥长寿安全高炉铁口作为渣铁排放的通道，要承受冶炼生产中诸多型式、性质的破坏，并须始终保持为正常的工作状态。铁口异常时，不但不能实现正常的冶炼生产，还将影响到铁口附近的耐材等的使用寿命，长期、严重的铁口异常必将影响高炉寿命、甚

2、至导致意外事故。多座、多级别高炉在近年发生的炉寿异常、炉缸意外事故中，不乏事故点位于铁口区域的实例。可见，随高炉冶炼效率的提高等，通过适宜的技术、操作对策使铁口区域始终处于正常状态是关系高炉安全生产、长寿的关键。与炉缸其它部位比较，铁口区域耐火材料内衬面临的破坏因素更多、危害程度更大，主要有：①渣铁排放过程中的剧烈的机械冲刷，②炉渣、碱金属和Zn等的化学侵蚀，③Pb等重金属的渗透破坏，④开口、堵口作业的附加影响，⑤高温、热冲击、氧化破坏等。这些因素中，机械冲刷、化学侵蚀、热冲击的程度远恶劣于炉缸其它部位，因而也是铁口异常、铁口区域内衬被破坏的主

3、要因素。高炉炼铁实践证明：仅铁口区的耐火材料砖衬是不能充分抵御这些破坏而满足高炉长寿需求的，需要性能适宜的优质炮泥和良好的炉前操作。尽管如此，包括铁口区域耐火材料在内的合理的铁口区工艺装置仍然是必须的，它们是维护好铁口，实现安全、长寿不可或缺的基础。漏铁和断铁口、异常喷溅、铁口过浅等均属于铁口异常。铁口出现漏铁和断铁口时，应通过提高炮泥的操作和使用性能、改进炉前操作等解决。铁口出现的异常喷溅，能够通过提高炮泥的使用性能、改进炉前操作、特种炮泥等措施予以治理。铁口过浅常是因为使用了性能不适宜的炮泥、炉前操作不合理所导致，因而也需要从炮泥和炉前操作

4、两个方面予以提高、改进。1合理的铁口区工艺配置铁口区工艺配置包括铁口框、冷却设备和耐火衬体等。它们虽然仅是铁口区安全、长寿的基础，但其合理性紧密关系着铁口深度、喷溅、泥包保持等，需针对铁口区固有特点和安全、长寿需求，采用合理的结构。1.1铁口冷却良好的冷却是保证高炉内衬保持正常功能所必须的。对于炉缸铁口区，鉴于砖衬厚度较大和存在复杂、剧烈的物理、化学侵蚀，合理的冷却显得更加重要。长期以来，铁口区一直选择灰铸铁光面冷却壁作为铁口冷却器，宝钢高炉曾在铁口砖衬中插入过铸铜冷却板。随着纯铜冷却壁技术的发展，近年新建的大型和超大型高炉多数在铁口区域选用了

5、铜冷却壁、软水/纯水密闭循环冷却。铜冷却壁具有很高的导热率，极为适用于具有高热负荷、热波动特征的铁口区域。按照制造方式的不同，铜冷却壁有铸造和铜板加工两种型式。围绕铁口的铜冷却壁多为异形，其内的冷却水道也常需非规则布置，铜板加工冷却壁需多处施焊才能适应这些工艺需求，而纯铜具有焊接性不好的特点，易出现焊接缺陷，所以铁口采用优质铸铜冷却壁为宜。在冷却介质方面，以采用软水/纯水、40~50mm冷却通道、水流速≥2m/s、水温升≤0.5℃等为宜。填充在铁口冷却壁与炭砖之间的填料的导热率、密实度、加热线变化率、结合强度对发挥冷却壁的冷却能力、避免气隙、防

6、止铁口喷溅具有重要作用。传统的普通碳素捣打料存在上述性能方面的技术缺陷，难以满足使用要求。应将施工方便的、具有~14w/m.k的常温导热率、无加热线收缩、冷态固结等技术特性的新型填充料用于冷却壁与炭砖间隙的填充，例如RL75H/SF导热型自流浇注料。1.2铁口框及铁口框内衬目前的铁口框主要有冷面带挡圈的铸钢铁口框和冷面全敞开的钢板焊接铁口框两种型式。铸钢铁口框中的冷面挡圈可支撑铁口组合砖，防止铁口组合砖在炉内压力作用下的外移，但挡圈与铁口框内衬之间的结合面难于形成良好结合，只能依靠泥浆填充二者的间隙，影响铁口密闭性。焊接铁口框具有内衬制作方便等

7、特点，但防止铁口组合砖外移的能力不足。从铁口框内衬制作与施工、保证铁口框密闭性等出发，冷面全敞开的钢板焊接铁口框较好，并应在铁口框与炉壳、砖衬的结合部设置防止砖衬受炉内压力影响而外移的构件。位于铁口组合砖冷侧的铁口框内衬与铁口组合砖和铁口框结构之间应结合密实，并在泥炮和开口机的操作影响下保持整体的稳定性、密闭性，具有较好的抗高温和温度波动、渣铁侵蚀的能力。为此，建议采用刚玉浇注料、刚玉质大块制品共同构成铁口框内衬或者采用刚玉浇注料整体浇注。1.3铁口区域耐材内衬要满足高炉安全生产、高产、长寿的需求，无疑应选择适合铁口区域工作环境的耐材品种和内衬

8、结构。超微孔炭砖具有良好的导热率、抗铁水侵蚀、抗渣碱侵蚀、强度高等优良性能，是铁口区碳质耐材的首选材料。由于Al2O3-SiO2系耐材与碳材具有不同的