隨(sui)著(zhu)(zhu)鋼鐵工(gong)業的蓬勃發展(zhan)，我(wo)國的煉鐵(tie)產能和工藝技術已達到國際(ji)先進水平。特別是高爐(lu)(lu)大型化后，煉鐵的裝(zhuang)備(bei)水平有了明(ming)(ming)顯提升，也帶來(lai)了爐(lu)前(qian)的技(ji)術(shu)進步，使(shi)爐前(qian)作業(ye)的持續(xu)出鐵能力提升、勞動強度(du)下(xia)降、環境改(gai)善，事故率(lv)降低，為高(gao)爐的穩(wen)(wen)定順行提供了保(bao)障。但不得不承認，我(wo)們(men)相(xiang)當(dang)多的(de)鋼(gang)鐵企業爐(lu)(lu)前的(de)技(ji)術管理(li)與國(guo)外先進(jin)高爐操作(zuo)相比還(huan)(huan)有較(jiao)大差(cha)距，操(cao)作(zuo)理念(nian)(nian)比(bi)較粗放，應(ying)(ying)該(gai)對先(xian)(xian)進理念(nian)有所(suo)學(xue)習和追求。本文通(tong)過對鐵口深度描述(shu)的(de)一些認(ren)識誤區進行(xing)(xing)分析，力(li)求使同行建(jian)立(li)動態鐵(tie)口深度(du)和合理泥包形態概念(nian)，在(zai)保證(zheng)鐵(tie)口(kou)安(an)全(quan)的(de)前提(ti)下(xia)(xia)，穩(wen)定鐵口深度，使得鐵口操作更加合理(li)順暢。

關鍵(jian)詞  爐(lu)前 技(ji)術(shu)進步 鐵口深度(du) 泥(ni)包(bao)形(xing)(xing)態

概述

鐵口是高(gao)爐(lu)(lu)鐵水(shui)流出(chu)的孔道(dao)，鐵口區域是(shi)環境(jing)比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)惡(e)(e)劣(lie)的地(di)方(fang)，受高溫鐵水(shui)沖刷、開口機、泥炮(pao)振(zhen)動以及吹(chui)氧(yang)、燜炮作業(ye)時的(de)破(po)壞(huai)(huai)，開爐(lu)(lu)后鐵(tie)口(kou)通道內異型磚(zhuan)就被(bei)(bei)侵(qin)蝕掉(diao)，逐步(bu)被炮泥所替(ti)代。炮(pao)泥(ni)作為(wei)鐵(tie)口頻(pin)繁操(cao)作的維(wei)護(hu)耐材，可(ke)以(yi)即(ji)破(po)壞即(ji)(ji)充填，始終保持合適(shi)的(de)(de)鐵口深度和完(wan)好(hao)的(de)通(tong)道，保證(zheng)出(chu)鐵過(guo)程(cheng)的(de)穩定(ding)順暢安全。

鐵口(kou)深度是鐵口操(cao)作的重(zhong)要指標(biao)(biao)之一，每座(zuo)高爐都(dou)有(you)與(yu)之匹配的標(biao)準鐵口深度(du)區(qu)間(jian)，一般是鐵(tie)口(kou)(kou)區域爐墻厚(hou)度再加上(shang)(shang)400~600mm的泥包厚(hou)(hou)度(du)(du)（大(da)中型高爐），使(shi)泥(ni)包(bao)(bao)超(chao)(chao)出爐墻，這(zhe)樣才能經常(chang)地(di)(di)保護鐵(tie)口區(qu)域(yu)爐墻不受(shou)侵蝕破壞。

高爐的(de)鐵口(kou)深度一旦確定并(bing)寫(xie)入規程，似乎(hu)就(jiu)成了(le)(le)一代爐役必須(xu)(xu)嚴(yan)格遵守的鐵規而嚴格考核。國(guo)內大(da)多數(shu)(shu)高爐都(dou)有這樣的體(ti)(ti)會，高(gao)爐生產一旦進入(ru)爐役后(hou)期，鐵口的深度越來(lai)越難維持(chi)。而(er)鐵(tie)口區域的(de)(de)溫(wen)(wen)度一旦升高(gao)，還(huan)要(yao)要求鐵口(kou)深度不(bu)斷(duan)往上漲(zhang)，其結(jie)果(guo)是爐前工拼(pin)命(ming)(ming)打泥(ni)(ni)，正(zheng)常泥(ni)(ni)包(bao)被破壞，鐵口(kou)操作的(de)穩定(ding)性變差(cha)。但即使多打泥，也(ye)不能達成理想(xiang)的深(shen)度，于是(shi)為了應(ying)付考核(he)，鐵口深度指標(biao)(biao)弄虛作假，失去其參考(kao)意義。

那么怎樣才能維護有(you)效的鐵口(kou)深(shen)度(du)呢？筆者認為我(wo)(wo)們(men)應(ying)該首(shou)先澄清(qing)一(yi)(yi)些認識(shi)誤(wu)區。

鐵口區的耐材厚度不是(shi)一(yi)成不(bu)變的

鐵口深度(du)是(shi)根據(ju)爐(lu)墻厚(hou)度加上泥包(bao)(bao)厚(hou)度而(er)定，一般泥包厚(hou)度是比較穩(wen)定(ding)的(de)，而鐵口區(qu)的(de)耐材厚度則隨著爐(lu)(lu)役的變化而(er)不斷減(jian)薄。國(guo)外高爐的爐缸(gang)鐵口區域沒有刻(ke)意的(de)加厚(hou)爐襯(chen)，保持(chi)了(le)相(xiang)對的周(zhou)向均(jun)勻(yun)，其(qi)主(zhu)導(dao)思想是(shi)讓鐵水在爐缸周(zhou)圍流動盡量均(jun)勻， 避免產(chan)生喘(chuan)流。而國(guo)內的大多(duo)數高(gao)爐，為(wei)了(le)強(qiang)化鐵(tie)(tie)口(kou)區(qu)域的保護(hu)(hu)，人為地加(jia)厚了(le)鐵(tie)口區的厚(hou)度(du)，使(shi)得開爐(lu)初期的鐵(tie)口(kou)深(shen)度(du)用較少的炮泥就很(hen)(hen)容易實(shi)現。

圖(tu)(tu)1  某(mou)4070?高爐(lu)鐵(tie)口(kou)區爐襯厚(hou)度(du)

圖1是(shi)某(mou)4070?高爐(lu)鐵(tie)口(kou)區爐襯(chen)示(shi)(shi)意(yi)圖。在鐵口(kou)標高(gao)位置，爐缸(gang)碳磚(zhuan)厚度(du)是1854mm，而鐵口(kou)區的碳磚(zhuan)厚(hou)度卻(que)(que)達到2856mm，增(zeng)厚1002mm。我(wo)(wo)們大家(jia)都(dou)知道，高爐的(de)上(shang)升(sheng)氣流和(he)下降的料(liao)流(liu)，對爐墻冷卻壁的(de)侵(qin)蝕具有周向均勻(yun)性(xing)。而爐(lu)缸鐵(tie)(tie)水對爐缸(gang)耐(nai)材的侵(qin)蝕也同樣帶有(you)周向均勻(yun)性(xing)，這種(zhong)侵蝕的(de)結果導(dao)致(zhi)了(le)鐵水環(huan)(huan)溝的(de)形(xing)(xing)成，而鐵口區增(zeng)厚(hou)的1002mm，雖然主觀(guan)上(shang)想(xiang)保持(chi)鐵口(kou)深度，但實(shi)(shi)際上(shang)是違(wei)背(bei)鐵(tie)(tie)水周向(xiang)均勻(yun)侵蝕(shi)原理(li)的。所以，根據周向侵蝕均(jun)(jun)勻性(xing)規(gui)律，鐵口區加厚的耐材(cai)首當其(qi)沖(chong)受到鐵(tie)水環流的沖(chong)刷，特(te)別爐(lu)役后(hou)期很難再維(wei)持理(li)(li)想(xiang)厚度。

因此(ci)，以科學的態度來認(ren)識鐵口深(shen)度，應該(gai)在(zai)(zai)爐(lu)役后期適(shi)當(dang)考慮爐墻侵蝕因(yin)素(su)，修正(zheng)(zheng)合理鐵口深度(du)概(gai)念(nian)(nian)，避免無效折騰。

合適的泥(ni)包形態

前(qian)面(mian)說了，隨著爐役后(hou)期的(de)生產(chan)，爐缸鐵水(shui)周向均勻(yun)性(xing)侵蝕(shi)會(hui)使鐵口區的(de)加厚爐襯漸漸(jian)減(jian)薄(bo)，有時(shi)還伴隨著鐵口區溫度的(de)波動(dong)，那(nei)么這時自然而然就會想到提(ti)高鐵口深度，唯一的做法(fa)就(jiu)是漲泥包。泥包真能漲(zhang)嗎？各方(fang)面條(tiao)件具備了，也許能漲(zhang)，但絕(jue)對(dui)不是穩定的(de)泥(ni)包，而是(shi)(shi)異形泥包(bao)。

靠異(yi)形泥包漲上去(qu)的(de)鐵口(kou)，伸入爐(lu)缸(gang)內經(jing)不住鐵(tie)(tie)水(shui)的(de)沖(chong)刷(shua)，而(er)且泥(ni)(ni)包(bao)燒結強度較高，給鐵口(kou)的打(da)開增加(jia)(jia)難(nan)度(du)，鉆開的(de)能力(li)大打折扣。特(te)別(bie)是(shi)當(dang)開口機(ji)能力不(bu)足，為(wei)了(le)打開鐵(tie)口(kou)就不得不(bu)(bu)依靠強行振打，導致(zhi)泥包(bao)的開裂甚(shen)至(zhi)折斷，滲鐵增加。泥(ni)包(bao)一(yi)旦開(kai)裂，修復十分困(kun)(kun)難(nan)。結果：斷(duan)裂的泥包不但(dan)不(bu)(bu)能(neng)保(bao)護爐缸，反而會加(jia)劇鐵口區耐材的(de)侵蝕。另(ling)外，長期維持(chi)異性泥包，不但(dan)穩(wen)(wen)定性差，而且(qie)對泥(ni)包周邊的爐(lu)襯還有(you)加(jia)(jia)劇(ju)侵蝕的可能。圖2是(shi)正常泥包形(xing)態和(he)異形泥(ni)包形態下，出鐵(tie)(tie)鐵(tie)水(shui)流動對(dui)爐墻沖刷侵(qin)蝕(shi)的(de)(de)比較(jiao)示(shi)意(yi)，這里(li)姑且把(ba)正常泥包(bao)形(xing)態理解為(wei)“饅(man)頭狀”，異形泥(ni)包形態理解為“炮彈頭(tou)狀(zhuang)(zhuang)”。

      圖(tu)2  泥(ni)包形態(tai)對周(zhou)邊侵蝕(shi)(shi)示(shi)意(yi)圖

圖(tu)2左邊(bian)是(shi)正常泥(ni)包(bao)形態時，鐵(tie)水從各(ge)個方(fang)向流(liu)向鐵(tie)口，鐵流途徑基本(ben)(ben)比較(jiao)平緩，特(te)別是爐墻邊(bian)上，鐵(tie)水在(zai)泥包區平穩(wen)過渡(du)，流向(xiang)鐵口(kou)。

而圖(tu)2右邊則是“炮(pao)彈頭”型異狀泥(ni)包，當(dang)邊(bian)緣大(da)(da)量鐵水流向(xiang)鐵口時，碰到(dao)異(yi)形泥包遇阻而折(zhe)(zhe)改方(fang)向，這種(zhong)折(zhe)改(gai)過程(cheng)，一方面(mian)(mian)容(rong)易(yi)(yi)對(dui)(dui)泥包(bao)根部產生沖擊侵蝕(shi)，另一方面(mian)則會形(xing)成一(yi)定(ding)的(de)鐵水(shui)旋流(liu)（圖2右(you)圓(yuan)圈部位），泥包(bao)越長，湍流越大(da)，久而(er)(er)久(jiu)之(zhi)就會(hui)對(dui)(dui)泥(ni)包周(zhou)邊(bian)的爐襯產生侵(qin)蝕(shi)(shi)（圖2右虛(xu)線(xian)(xian)部位）。這種鐵水湍(tuan)流主(zhu)要形(xing)成于泥包(bao)的側、下部(bu)，距鐵口約(yue)1.5m左右，影響(xiang)鐵(tie)口區(qu)壽命(ming)。

綜(zong)上所述，我(wo)們(men)在鐵口深度的管(guan)控(kong)上，要注(zhu)重(zhong)泥包形態(tai)的(de)合理性，切(qie)忌(ji)盲(mang)目打泥，不切實(shi)際的漲(zhang)鐵(tie)口(kou)。在(zai)這(zhe)(zhe)里(li)我(wo)(wo)要說(shuo)明一下(xia)，在(zai)鐵口(kou)深度的管理(li)上(shang)，國外高爐普遍(bian)鐵口(kou)(kou)深度低(di)于(yu)國(guo)內(nei)。圖3是國(guo)外國(guo)內(nei)鐵口深(shen)度(du)比(bi)較(jiao)，從圖(tu)中(zhong)發現(xian)，國(guo)內高爐的(de)鐵口深度隨爐容增加較多，而(er)國外高爐(lu)鐵(tie)口深(shen)度(du)隨(sui)(sui)爐容增加較緩，深度(du)控制(zhi)也明顯(xian)有(you)差(cha)距(ju)。那是不是(shi)意味著國(guo)外(wai)高(gao)爐鐵(tie)口區更(geng)易(yi)出問(wen)題？事實并非如此，反而是(shi)國內(nei)高爐的鐵(tie)口頻繁出(chu)現狀(zhuang)況(kuang)。筆者(zhe)認為(wei)國外(wai)高爐強調(diao)(diao)標準(zhun)化作業，定量打(da)泥(ni)，不輕易增減泥量，保(bao)證了(le)泥包(bao)(bao)形態(tai)(tai)合(he)(he)理穩(wen)定(ding)。

圖3 國外(wai)高(gao)爐與國內高爐鐵(tie)口深度比較

下圖(tu)4是國外某5000m³以(yi)上高爐的(de)部分爐(lu)前實際操作(zuo)(zuo)參數(shu)，以某(mou)月(yue)數據作(zuo)為(wei)統計(ji)，其中(zhong)月平均(jun)鐵口深度3548mm，最(zui)淺3053mm，最(zui)深(shen)4550mm。其中鐵(tie)口(kou)(kou)淺(qian)的(de)爐(lu)次也沒有明顯感覺出(chu)鐵時間短，或鐵流(liu)過(guo)大，說明高爐的鐵口通道并(bing)沒有(you)因(yin)(yin)為(wei)(wei)偶爾的鐵口淺而被(bei)破(po)壞，正常打(da)泥后，一(yi)般(ban)第二爐鐵口(kou)就恢(hui)復正(zheng)常。而我(wo)國(guo)的同類大(da)型高爐(lu)對鐵口深度的(de)要(yao)求一(yi)般要(yao)4米(mi)，甚至(zhi)更高(gao)，這在(zai)爐役(yi)中后(hou)期是(shi)很難實現(xian)的。

圖4  國外某(mou)5000＋ m³高爐爐前(qian)操(cao)作(zuo)參數(shu)

這里(li)還(huan)要說明一點，國外高爐對鐵(tie)口(kou)深度(du)(du)的(de)記錄是系統自(zi)動(dong)采集，雖(sui)然波(bo)動大，但數據(ju)(ju)客觀真(zhen)(zhen)實(shi)可信(xin)，為鐵口(kou)維(wei)護提供了(le)可(ke)(ke)靠依據。反(fan)觀我(wo)們的高爐，都是(shi)人工記錄，拋開視覺誤差不說，為了應付考(kao)核，基(ji)本(ben)清(qing)(qing)一色“合格(ge)”，給爐前(qian)鐵(tie)口操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)帶來安全(quan)隱(yin)患。建(jian)議有(you)條件的高爐建立鐵口深度自動采集系統，規范(fan)鐵(tie)口(kou)操作，淡化考核意識，還鐵口(kou)本來面(mian)(mian)目。

 動態鐵(tie)口(kou)深(shen)度

一(yi)般(ban)開(kai)爐(lu)初期的鐵(tie)口深(shen)(shen)度比較好維(wei)護(hu)，因為爐(lu)墻(qiang)比較(jiao)完(wan)整，相應的(de)泥(ni)包較小，少量打(da)泥就能實(shi)現設定的鐵(tie)口深度。隨(sui)著爐役的延續，爐缸出現侵蝕(shi)，鐵口通道(dao)也不斷(duan)被炮泥更換(huan)，則相應(ying)的泥(ni)(ni)包要增(zeng)大(da)，以維持鐵(tie)口深度(du)。

而進入爐役后(hou)期(qi)，高(gao)爐爐(lu)缸出(chu)現(xian)明(ming)(ming)顯(xian)的(de)環溝侵(qin)蝕，這時的鐵(tie)口(kou)深(shen)度(du)較難達(da)到(dao)開(kai)爐初期的設定(ding)深度，應(ying)該適當(dang)(dang)調(diao)整深度標準(zhun)。那(nei)么調整的依(yi)據(ju)是什么？筆者認為(wei)應該是鐵口區爐缸的實(shi)際厚度加400~600mm的(de)泥(ni)包厚度，而鐵口(kou)區爐(lu)缸(gang)(gang)的實(shi)際(ji)厚度，可(ke)以參照鐵口倒(dao)溝時的初始深度（這里只是(shi)參(can)考，因為倒溝有(you)周期(qi)(qi)長短(duan)，周期越長(chang)，初(chu)始(shi)深度越(yue)接(jie)近爐(lu)(lu)墻厚度(du)）。當然，這種(zhong)動(dong)態(tai)鐵(tie)口深(shen)度(du)是基(ji)于合(he)理泥包(bao)形態、有利(li)鐵口操作維(wei)護而言，因為(wei)(wei)靠異型的(de)泥包（圖(tu)2的(de)炮彈頭型）來(lai)(lai)彌補爐墻厚度不足，只能導致鐵(tie)口(kou)操作維護困難，而(er)且(qie)有(you)誘(you)發泥包根(gen)部(bu)侵蝕的(de)嫌(xian)疑。至于爐役后期(qi)一(yi)些高爐會出現爐缸鐵(tie)口區域溫(wen)度(du)(du)升(sheng)高等現象，這(zhe)(zhe)時高爐可以采取(qu)一些(xie)非常(chang)規(gui)手(shou)段來加(jia)以護(hu)爐，如(ru)使(shi)用含鈦(tai)炮(pao)泥(ni)等。

以上是筆者在(zai)生產(chan)實踐(jian)(jian)中對鐵(tie)口深度(du)概念的幾(ji)點看法，望(wang)同仁們提(ti)出寶(bao)貴意(yi)見(jian)。

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