唐鋼公司南區4#高爐容積為3200 m3，于2007–9–8建成投產，設計年產量280萬t。利用系數：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，熱風溫度：1200~1250 °C，渣量：320 kg/t，年平均作業率：97%。
南區4#高爐有4個出鐵口，32個風口，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，晝夜出鐵次數為12。
1. 現狀描述
唐鋼公司南區4#高爐在治理前，鐵口長期存在噴濺問題，其危害總結為以下6點：（1）制約高爐產能提升，導致爐況失常：鐵口噴濺直接導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，二是在泥套內形成頑固性積渣、積鐵，如果爐前未及時發現、處理，會導致堵不上口、燒壞泥炮等惡性事故；（3）爐前工作量大，干渣量多；（4）鐵口區域工作環境差，威脅到安全與環保；（5）影響生產成本：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侵蝕速度加快，主溝的使用周期大大縮短。
南區4#高爐自2017年12月份開始3#鐵口出現嚴重噴濺現象，噴濺時間30~60 min（平均47 min），噴濺情況可總結分為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，之后出現噴濺至堵口；（3）開口后噴濺，正常出鐵20~30 min后繼續噴濺至堵口。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（以上數據統計周期為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生急劇膨脹發散。通過現場觀察可以排除高爐爐況不穩（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、風口各套與風口組合磚之間間隙、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
通過現場分析，煤氣通過高爐內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生急劇膨脹發散，發生鐵口噴濺。通過“高爐灌漿壓入技術”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]。
經過公司生產工藝和耐材技術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
結合爐況調查，對出現以下情況的部位進行重點關注。
（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）鐵口周邊區域和鐵口之間的爐缸部位，每個壓入孔進料壓力最高控制在1.5 MPa，基礎壓力升高到2 MPa時視為壓滿；
（2）風口帶下方孔，進料壓力控制在1.5 MPa以下，基礎壓力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，如果出現相鄰孔出料的情況，視為兩孔貫通，壓力不超標的前提下，壓入料可適量增加（不超50 kg）。
4. 施工過程
2018–06–24T 21：00開始進行現場準備工作，21：40開始灌漿工作，25日凌晨4：30現場清理結束，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號開孔部位未進行灌漿作業，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，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次出鐵過程跟蹤統計，平均噴濺時間為27 min。
通過“高爐灌漿壓入維護技術”在南區4#高爐噴濺治理的應用，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，優化高爐內部氣流的流動，降低出鐵過程的噴濺，延長出鐵時間，優化高爐的運行指標，降低爐前工的勞動強度。但高爐灌漿也存在很大的風險，高壓設備強行把泥漿壓入爐內，可能會造成爐襯磚之間松動，影響高爐壽命。所以灌漿作業必須認真分析高爐的整體狀態，選擇正確的灌漿位置，并采用先進的灌漿設備，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，保證高爐耐材結構不被破壞。
高爐灌漿應配合原燃料質量的改善及高爐的生產運行操作，磚襯逐步侵蝕，熱面及縫隙逐步被渣鐵包裹，在穩定冷卻制度下形成一定厚度的渣膜，減少高壓煤氣進入磚縫，減弱噴濺[3]。
文章來源——金屬世界
6. 結束語