唐鋼3號高爐爐底爐缸侵蝕的原因及應對措施

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1、唐鋼3號高爐爐底爐缸侵蝕的原因及應對措施發(fā)表時間：[2007-10-17]　　作者：劉國民趙軍郝桂之((唐山鋼鐵股份有限公司)　　編輯錄入：優(yōu)優(yōu)　　點擊數(shù)：2322摘要對唐鋼3號高爐爐底爐缸侵蝕原因進行分析，并提出了今后生產(chǎn)中應采取的措施。認為唐鋼3號高爐爐底爐缸侵蝕的主要原因是爐缸結構不合理和鼓風動能偏低，今后高爐生產(chǎn)中應加強冷卻、提高鼓風動能、加鈦礦護爐和控制冶煉強度。關鍵詞高爐爐底爐缸蒜頭狀侵蝕鼓風動能1引言唐鋼3號高爐(2560m3)于1998年投產(chǎn)，采用了并罐無料鐘爐頂、炭磚一陶瓷杯復合爐底、霍戈文式高風溫長壽熱風爐、俄羅斯圖拉法渣處理工藝、板壁結合爐體冷卻設備

2、、軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)等先進技術。2004年以來，3號高爐爐缸爐底侵蝕日趨嚴重，已經(jīng)威脅到了高爐的安全生產(chǎn)和技術指標的進步。本文重點對爐缸爐底侵蝕原因進行分析，并提出了今后生產(chǎn)中應采取的措施，以延長本代爐役壽命。2爐底、爐缸設計特點爐缸高度4．7m，死鐵層深度2．2m，爐底、爐缸砌筑結構如圖1所示。采用4層炭磚(2層500mm，2層600mm)、2層陶瓷杯(每層500mm)，爐底總厚度共3．2m，其中爐底爐缸環(huán)炭部分采用的是國產(chǎn)熱壓微孔炭磚，爐底中間部分采用的是國產(chǎn)半石墨化炭磚，陶瓷杯材質為國產(chǎn)剛玉莫來石。爐缸采用光面冷卻壁，爐底采用水冷形式，從爐缸到爐身采用軟水密閉循環(huán)冷卻

3、形式，進水壓力為0．65MPa，水溫42～45℃。3爐底爐缸的侵蝕狀況唐鋼3號高爐開爐以來爐底炭磚溫度和冷卻壁溫度的變化趨勢見圖2～圖6。從圖中可以看出，唐鋼3號高爐開爐后隨著時間的延長和冶煉強度的提高，爐缸爐底逐漸被侵蝕。2004年溫度上升幅度最大，2004年12月27日18號風口下方，第2段冷卻壁溫度達到224℃，短時達到280℃，1—3段冷卻壁水溫差最高1．6℃，熱流強度達到17000×4．18kJ/(m2·h)，17號風口下方2段冷卻壁部位爐皮溫度高達180℃，比其他部位高120℃。2005年7月19日14號風口下方2段冷卻壁溫度達到199℃、熱流強度達到1200

4、0×4．18kJ／(m2·h)，說明2段冷卻壁部位形成“蒜頭狀”侵蝕，其中18號和14號風口下方局部侵蝕最嚴重。通過兩次堵風口作業(yè)(18號風口堵1個月，14號風口堵15天)，加上鈦礦護爐，主要技術指標有所改善，見表1。2005年控制[Ti]0．15％，爐缸部位爐皮噴水，14號、17號風口部位l～3段冷卻壁改工業(yè)開路水冷卻(水量是原來的3倍，進水溫度比原來低10℃)，爐缸爐底炭磚溫度大部分下降，但第3層環(huán)炭(標高6．50m)溫度(見圖4)及爐底中心第1層炭磚上、下溫度仍在上升(見圖3)，說明爐缸爐底侵蝕嚴重。3號高爐采用國產(chǎn)陶瓷杯，從圖2分析，第1層炭磚與第2層炭磚溫差在3

5、00～350℃(2002年以后第2層炭磚中心電偶壞)。隨著溫度的升高，溫差增大，2002年第2層炭磚溫度達到500℃，如果第3、4層炭磚溫差有700℃，則第4層炭磚上沿溫度在1150℃以上，說明陶瓷杯在2002年已經(jīng)被侵蝕掉。2004年，第l層炭磚中心電偶溫度達到．500℃，表明第4層炭磚被侵蝕掉，第3層炭磚侵蝕嚴重，局部已經(jīng)侵蝕掉。爐缸環(huán)炭深淺電偶相差120mm，統(tǒng)計表明，溫度在400～500℃、500～600℃、600～700℃，溫差分別為45、60、70℃，由此可知標高6．5～8．0m之間環(huán)炭冷面距800℃化學侵蝕線距離為200—600mm，所剩環(huán)炭厚度說明爐缸襯蒜

6、頭狀侵蝕嚴重。4爐缸“蒜頭狀”侵蝕的原因分析大家對侵蝕的原因有以下觀點：①爐缸凍結炸鐵口導致炭磚破損；②處理爐墻粘結、爐缸堆積使用螢石量過多，造成內(nèi)襯侵蝕嚴重；③風口漏水后受鐵鋼平衡的影響未能及時換風口，水進入爐缸后造成炭磚氧化；④風口短、鼓風動能低，造成鐵水環(huán)流嚴重；⑤爐缸結構不合理；⑥K、Na、Zn等有害元素含量過高，造成化學侵蝕嚴重。筆者對這幾種觀點進行如下分析：(1)3號高爐投產(chǎn)后不久發(fā)生了爐缸凍結事故，處理事故時曾在鐵口用過爆破的方法，可能破壞了鐵口區(qū)內(nèi)襯，但爐缸侵蝕嚴重的部位在14～18號風口，距鐵口較遠，而鐵口下方侵蝕不嚴重，說明炸鐵口不是蒜頭狀侵蝕的主要原

7、因。(2)受原燃料質量波動以及板壁結合冷卻形式等的影響，3號高爐發(fā)生過幾次爐墻粘結和爐缸堆積，使用過大量螢石洗爐，累計用量達1000多噸，對內(nèi)襯有侵蝕作用。但渣面位置最低時也在第3段冷卻壁以上，用螢石洗爐可能對第3段冷卻壁內(nèi)襯造成侵蝕，而侵蝕嚴重的部位在第2段，即使出凈渣鐵，熔渣也不可能降低到第2段冷卻壁，因此螢石洗爐不是爐缸襯蒜頭狀侵蝕的主要原因。(3)3號高爐投產(chǎn)以來，因風口漏水而更換的風口共89個，更換次數(shù)見表2。從表2可以看出，14～18號風口僅17號風口更換次數(shù)多，17號風口主要是在2005年更換次數(shù)多(5次)，而1