浅析高炉煤粉喷枪的损坏
合理选择煤粉喷枪
长治高新区京辉冶金配件有限公司  李文明

    高炉喷煤已成为当前钢铁工业发展的关键技术。是炼铁系统工艺结构优化、节能降耗的核心，是高炉技术发展的必然趋势。随着高炉喷煤技术的不断进步，为大幅度降低焦比，喷煤量在不断提高。为充分提高煤粉的燃烧率，高炉在不断追求高风温、富氧喷吹。这样对喷煤设备特别是喷煤枪装置的要求越来越高。煤粉喷枪（以下简称：喷枪）是喷煤枪装置中***关键的部件，也是***容易出问题和***容易损坏的部件。所以，了解喷枪损坏的情况和原因，对喷煤操作和高炉的正常生产有很重要的意义。
 喷煤枪装置大体由喷枪、直吹管、弹子阀、枪阀、喷枪接管五部分组成。其中，喷枪是***关键也是***容易损坏的部件。喷枪的损坏主要分为异常损坏和疲劳损坏两种情况。
 一、异常损坏：
 主要表现在突发事件。由于属非正常损坏其原因更为复杂，可能首先想到的是喷枪的质量问题。但认真分析检查喷枪的损坏状况，可能对查清原因解决问题会有很大的帮助。喷枪插入直吹管开始工作，在短时间内突然异常损坏主要有以下几种表现形式：
 1、烧损熔断：主要发生在直吹管内喷枪前端500mm以内。表现为：局部熔断、表面有大小不等的坑凹和熔孔。缺陷部位明显是由外向里形成的。这种损坏大部分出现在休风开炉后喷枪工作时间不长。原因主要是由于系统故障和操作不当造成的。例如，系统故障有：炉况不好，风口结焦、系统堵塞或断续喷吹、热风倒流，风口灌渣、喷枪与风口接触处漏风等因素。操作不当有：停喷时未及时补风退枪、停炉休风时回压过快等因素。
 2、穿孔刷漏：发生在喷煤枪的任意部位。表现为：缺陷部位明显是有里向外形成的，同时缺陷部位有冲刷形成的表象。其原因主要是喷枪***的质量问题（如：裂纹、***、褶皱等）。如***有焊接，而缺陷部位在焊缝周边。其原因就有可能是由焊接缺陷造成的（如：焊接错位、焊缝内部结瘤、焊缝自身缺陷等）。
 3、头部“开花”：发生在喷枪的前端。窗口处明显可以看到煤粉散喷。这种情况大部分是由于插枪过深造成的。插枪位置是由风口、直吹管结构以及喷枪结构和自身炉况所决定的。插枪过深容易造成喷枪头部烧损“开花”，插枪过浅又会导致冲刷烧坏风口小套。所以必须选择合理的插枪位置。当然，喷枪***特别是***头部材料的选择也是非常关键的。抗高温氧化性能越高，耐磨性能越好的材料同样操作状况下，缺陷产生就会滞后，也有可能在一个周期内不会明显出现。
 二、疲劳损坏
 喷枪的损坏正常情况下是由疲劳引起的。在喷枪正常工作的情况下。疲劳损坏主要表现在以下几个方面：
外表面高温氧化，表皮逐渐层层剥落。解决表面氧化问题主要从选择***材料和对***材料表面处理两方面解决。目前，***材料的选择由早期的普通不锈钢改变为高温合金不锈钢。对***的外表面进行各种抗高温氧化材料的渗透。
内表面物料冲刷，***管径逐渐增大、侧面磨穿磨漏。主要从改变***材料，增加***管壁厚度和采用内表面渗透耐磨材料等方法入手。目前，比较好的方法是在***内壁衬（Al2O3）陶瓷。
枪体严重变形，枪头逐渐弯曲变形，枪头口部“开花”变形。目前解决的办法是采用内衬陶瓷材料，增加***管壁厚度等方法解决。当然，现场经常巡回检查及时调换喷枪位置是***经济***有效的方法。
 喷枪的疲劳损坏与高炉的指标及工作环境、工人的操作技能及责任心、喷枪的结构及材质、煤粉的选择及粒度、喷煤量的大小及喷吹环境、喷煤系统及喷煤枪装置等都有关系。总之，喷枪的疲劳损坏是由多方面综合因素引起的。所以，了解每一台高炉及喷煤系统和煤粉情况，根据具体情况选择合理的喷枪结构、材料及表面处理状况，同时确立合理的喷枪更换周期是非常重要的。
 合理选择喷枪
 分析喷枪的损坏，是为了防止或避免由于喷枪的损坏给高炉生产和经营带来不必要的损失。同时也为选择适合的喷枪结构和材质提供了必要的保证。下面简单从喷枪的结构、材料性能、表面处理情况分析如何合理选择喷煤枪。
喷枪的结构分套桶枪和单枪。套桶枪主要由两支管组成，内管走煤，外管与内管形成的环型缝隙走冷却气体。冷却气体改变了喷枪所处的高温环境，使***的氧化和枪头部位的弯曲变形得以改善。但结构笨重会增加工人更换喷枪的劳动强度，也会造成喷枪的抖动，而且喷枪的制造成本过高。单枪结构简单，更换方便，成本较低，但喷枪所处高温环境必然加速***的氧化。
喷枪***材料的选择。喷枪***早期选择普通不锈钢管（1Gr18Ni9Ti、0Gr18Ni9）等，在过去高炉喷煤的条件下是完全可以满足使用要求的。随着高炉喷煤技术的不断提高，喷煤量的不断加大。所以该材料已远远不能满足当前高炉喷煤的需要。高温合金不锈钢是目前喷枪***材料的***优选择。该材料的机械性能特别是抗高温氧化性能比普通不锈钢有明显的提高。
喷枪***的表面处理。对***内外表面进行处理是目前延长喷枪使用寿命***好的办法，各喷枪使用及加工企业想出了很多办法，如；***内外表面渗氧化物、碳化物、氮化物，***的***化性能有明显提高但对喷枪的冲刷磨损、头部“开花“弯曲变形没有太大的作用。而内衬陶瓷材料可以基本解决冲刷磨损、头部“开花”、弯曲变形的问题。
    总而言之，喷枪的选择***好要根据高炉的实际情况来选。首先排除异常损坏的情况。然后，再根据高炉自身状况，结合所确立的休风检修周期及喷枪更换周期来选择适合的喷枪。
 喷枪的选择首先考虑高温造成的疲劳损坏。高炉为了充分提高煤粉的燃烧率，就需要不断追求高风温、富氧喷吹。所以，喷枪经风口直吹管进入高炉就必须在一个合理的周期内经受高温氧化。目前高温合金不锈钢材料是一个经济合理的选择。为进一步提高***化能力还可以在材料表面渗透氧化物、碳化物等材料。为大幅度降低焦比，喷煤量在不断提高。所以煤粉在高压作用下不断冲刷磨损喷枪***内壁，使喷枪刷穿磨漏。另外，喷枪在高温环境中工作，在一定时间内会局部变形。所以，***好选用高温合金材料和合适的管壁厚度。然后，在***一定长度范围内内衬刚玉陶瓷。实用新型专利：整体无焊缝减阻耐磨喷煤枪是很好的选择。
 另外，在休风退拔枪时要注意轻拿轻放避免高温红热时喷枪变形。操作工人要经常巡回检查，操作规范有序、稳定高炉性能、喷煤设备正常、喷煤顺畅，喷枪的使用寿命一定会大大提高的。
 因本人能力有限，分析不一定正确和完整。真诚欢迎使用者、***学者提出宝贵建议。其目的是为了解决喷煤中喷枪存在的问题。提高喷枪的使用寿命。使高炉喷煤技术得以提高。