唐鋼公司南區(qū)4#高爐容積為3200 m3，于2007–9–8建成投產(chǎn)，設(shè)計年產(chǎn)量280萬t。利用系數(shù)：2.50 t/(m3·d)，焦比：330 kg/t，噴煤量：180 kg/t，最大量為200 kg/t；燃料比：510 kg/t，爐頂壓力：0.23 MPa，熱風(fēng)溫度：1200~1250 °C，渣量：320 kg/t，年平均作業(yè)率：97%。
南區(qū)4#高爐有4個出鐵口，32個風(fēng)口，矩形出鐵場，每個鐵口液壓泥炮一座，德國TMT開口機，揭蓋機、擺動流嘴，晝夜出鐵次數(shù)為12。
1. 現(xiàn)狀描述
唐鋼公司南區(qū)4#高爐在治理前，鐵口長期存在噴濺問題，其危害總結(jié)為以下6點：（1）制約高爐產(chǎn)能提升，導(dǎo)致爐況失常：鐵口噴濺直接導(dǎo)致高爐渣鐵排放不均，甚至出不凈，限制高爐的強化冶煉；（2） 形成出鐵事故：鐵口噴濺會對鐵口泥套造成破壞，一是刷壞泥套，二是在泥套內(nèi)形成頑固性積渣、積鐵，如果爐前未及時發(fā)現(xiàn)、處理，會導(dǎo)致堵不上口、燒壞泥炮等惡性事故；（3）爐前工作量大，干渣量多；（4）鐵口區(qū)域工作環(huán)境差，威脅到安全與環(huán)保；（5）影響生產(chǎn)成本：鐵口的噴濺造成出鐵效果差，鐵次大幅增加，炮泥用量上升；（6）主溝壽命縮短；由于鐵口的長時間噴濺，鐵水落點附近的主溝兩側(cè)侵蝕速度加快，主溝的使用周期大大縮短。
南區(qū)4#高爐自2017年12月份開始3#鐵口出現(xiàn)嚴(yán)重噴濺現(xiàn)象，噴濺時間30~60 min（平均47 min），噴濺情況可總結(jié)分為3種：（1）開口之后鐵口一直噴濺至堵口；（2）開口后可以正常出鐵20~40 min，之后出現(xiàn)噴濺至堵口；（3）開口后噴濺，正常出鐵20~30 min后繼續(xù)噴濺至堵口。3#鐵口平均出鐵量2690 t/d，平均出鐵時間104.8 min；1#鐵口出鐵量平均3088 t/d，平均出鐵時間103 min；2#鐵口出鐵量平均3074 t/d，平均出鐵時間105 min；4#鐵口平均出鐵量3105 t/d，平均出鐵時間105 min（以上數(shù)據(jù)統(tǒng)計周期為2017年12月至2018年6月）。由于鐵口噴濺，3#鐵口日出鐵量遠(yuǎn)低于其他鐵口，同時大幅度降低了大蓋的使用壽命，3#鐵口大蓋更換周期約5 d，其他鐵口大蓋更換周期約15 d。
2. 原因分析
3#鐵口噴濺的原因是由于液態(tài)渣鐵從鐵口孔道中高速流出時混入某種氣體，在流出鐵口后體積發(fā)生急劇膨脹發(fā)散。通過現(xiàn)場觀察可以排除高爐爐況不穩(wěn)（其他鐵口無噴濺情況）及炮泥原料的原因，氣體的來源是冷卻壁間隙、風(fēng)口各套與風(fēng)口組合磚之間間隙、耐火砌體間縫隙、爐殼與冷卻壁間的間隙[1]。
3. 解決方案的確定
通過現(xiàn)場分析，煤氣通過高爐內(nèi)耐材之間或爐殼與冷卻壁間的間隙竄入鐵口混入液體渣鐵中，液體渣鐵在流出鐵口后體積發(fā)生急劇膨脹發(fā)散，發(fā)生鐵口噴濺。通過“高爐灌漿壓入技術(shù)”可以填充耐材之間或爐殼與冷卻壁間的間隙，防止煤氣竄入鐵口，改善鐵口噴濺[2]。
經(jīng)過公司生產(chǎn)工藝和耐材技術(shù)人員與灌漿施工方共同討論制定3#鐵口噴濺治理方案，具體方案如下。
3.1 開孔部位的確定
3.1.1 開孔原則
結(jié)合爐況調(diào)查，對出現(xiàn)以下情況的部位進(jìn)行重點關(guān)注。
（1）測溫點溫度偏高的部位；
（2）對有明顯煤氣竄出的部位；
（3）冷卻壁進(jìn)出口水溫差超正常值的部位。
3.1.2 開孔部位的確定
鐵口位于三段冷卻壁，煉鐵廠提前在鐵口周圍冷卻壁縫隙確定開孔位置并做好標(biāo)記，開孔深度為110 mm（爐皮厚度74 mm,，爐皮與冷卻壁縫隙30 mm，鐵口冷卻壁厚度160 mm，考慮到碳磚安全問題不準(zhǔn)備鉆到冷卻壁熱面，即開孔深度距冷卻壁熱面154 mm），爐皮外聯(lián)灌漿管徑50 mm。本次計劃開灌漿孔24個，具體如下：
（1）3#鐵口下方（二段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，上方（四段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，上方（風(fēng)口大套下）壓入灌漿1個孔，左方（三段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，右方（三段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，再向右隔一塊冷卻壁壓入灌漿1個孔，合計10個；
（2）4#鐵口下方（二段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，上方（四段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，上方（風(fēng)口大套下）壓入灌漿2個孔，左方（三段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，右方（三段冷卻壁豎縫隙）壓入灌漿2個孔，再向左隔一塊冷卻壁壓入灌漿1個孔，合計10個；
（3）3#鐵口和4#鐵口之間冷卻壁，每隔兩塊冷卻壁壓入灌漿1個孔，合計4個。
3.2 泥漿壓入控制原則
（1）鐵口周邊區(qū)域和鐵口之間的爐缸部位，每個壓入孔進(jìn)料壓力最高控制在1.5 MPa，基礎(chǔ)壓力升高到2 MPa時視為壓滿；
（2）風(fēng)口帶下方孔，進(jìn)料壓力控制在1.5 MPa以下，基礎(chǔ)壓力2 MPa視為壓滿；
（3）每次壓入量15 kg，每孔壓入量控制在100 kg以內(nèi)，如果出現(xiàn)相鄰孔出料的情況，視為兩孔貫通，壓力不超標(biāo)的前提下，壓入料可適量增加（不超50 kg）。
4. 施工過程
2018–06–24T 21：00開始進(jìn)行現(xiàn)場準(zhǔn)備工作，21：40開始灌漿工作，25日凌晨4：30現(xiàn)場清理結(jié)束，具體泥漿壓入過程見表1、表2，其中3#、4#鐵口之間壓入部位布置情況如圖1所示。
3號、13號、15號、16號、21號、23號開孔部位未壓入泥漿，證明開孔處耐材之間無縫隙。20號開孔部位未進(jìn)行灌漿作業(yè)，是由于在19號開孔部位泥漿壓入過程中泥漿從20號開孔部位溢出。
5. 效果驗證
6月10日3#鐵溝第2次修補，7月2日投入使用，7月26日停止使用解體，本次使用周期內(nèi)，共計出鐵138次，平均出鐵時間109 min（表3），共計出鐵量88107 t，平均出鐵量3524 t/d，鐵口大蓋更換周期約10 d。通過對3#鐵口25次出鐵過程跟蹤統(tǒng)計，平均噴濺時間為27 min。
通過“高爐灌漿壓入維護(hù)技術(shù)”在南區(qū)4#高爐噴濺治理的應(yīng)用，提高了3#鐵口的出鐵時間、出鐵量、鐵口大蓋壽命，降低了噴濺時間。
通過高爐灌漿可以有效改善高爐的運行狀況，優(yōu)化高爐內(nèi)部氣流的流動，降低出鐵過程的噴濺，延長出鐵時間，優(yōu)化高爐的運行指標(biāo)，降低爐前工的勞動強度。但高爐灌漿也存在很大的風(fēng)險，高壓設(shè)備強行把泥漿壓入爐內(nèi)，可能會造成爐襯磚之間松動，影響高爐壽命。所以灌漿作業(yè)必須認(rèn)真分析高爐的整體狀態(tài)，選擇正確的灌漿位置，并采用先進(jìn)的灌漿設(shè)備，時時掌控灌漿的壓力和灌入量，保證將高爐爐殼與耐材之間的縫隙填實，但不造成高爐爐磚耐材的移位，保證高爐耐材結(jié)構(gòu)不被破壞。
高爐灌漿應(yīng)配合原燃料質(zhì)量的改善及高爐的生產(chǎn)運行操作，磚襯逐步侵蝕，熱面及縫隙逐步被渣鐵包裹，在穩(wěn)定冷卻制度下形成一定厚度的渣膜，減少高壓煤氣進(jìn)入磚縫，減弱噴濺[3]。
文章來源——金屬世界
6. 結(jié)束語