高爐爐缸長壽探討 - 1

《高爐爐缸長壽探討 - 1》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、http://www.gtjia.com高爐爐缸長壽探討鄒忠平1，郭憲臻2(1．中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司煉鐵事業(yè)部，重慶401122；2．安陽鋼鐵公司河南安陽455004)摘要：本文從爐缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素的分析著手，從侵蝕機(jī)理、爐缸傳熱體系的建立到爐缸的設(shè)計(jì)理念對(duì)爐缸的長壽進(jìn)行了全面的論述。指出高爐長壽的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)為：設(shè)計(jì)、施工、烘爐、開爐節(jié)奏、操作穩(wěn)定、維護(hù)管理。在合適的爐缸冷卻系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)配置條件下，有效杜絕和防止氣隙是爐缸長壽的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)要有完善的防止氣隙的措施；安裝中要嚴(yán)格控制每一個(gè)環(huán)節(jié)；采用熱水烘爐提高爐墻溫度，促進(jìn)水份蒸發(fā)；控制高爐開爐

2、進(jìn)程，給予新高爐一個(gè)磨合期，保證爐缸的傳熱體系可靠、有效，以實(shí)現(xiàn)爐缸的無氣隙化操作。無論爐缸耐材采用何種配置結(jié)構(gòu)和采用何種冷卻系統(tǒng)，都必須以建立良好的傳熱體系為前提，只有盡快形成穩(wěn)定的渣鐵殼，才能實(shí)現(xiàn)爐缸的長壽。關(guān)鍵詞：爐缸長壽；傳熱體系；冷卻水；氣隙；爐缸配置設(shè)計(jì)0前言在鋼鐵工業(yè)高度發(fā)展的今天，高爐長壽受到煉鐵工作者的高度關(guān)注，尤其是爐缸的長壽問題。進(jìn)入21世紀(jì)后，相繼出現(xiàn)了爐役壽命達(dá)到20年以上，甚至28年的長壽高爐，但爐缸過早燒穿事故也接連發(fā)生，投產(chǎn)不久操作者就抱怨?fàn)t缸溫度過高，部分高爐在投產(chǎn)3—5年內(nèi)就因?yàn)闋t缸問題被迫進(jìn)行爐缸的大修。爐缸為何能夠

3、實(shí)現(xiàn)長壽?又為何會(huì)在投產(chǎn)不久就出現(xiàn)了燒穿事故?如何才能夠?qū)崿F(xiàn)爐缸的長壽?帶著這些問題，本文將從系統(tǒng)的角度對(duì)爐缸的長壽問題進(jìn)行探討，尋求全面的合理的解決方案，以期對(duì)爐缸的長壽有所裨益。爐缸的長壽問題是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，從爐缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、烘爐、開爐到生產(chǎn)維護(hù)，是一環(huán)扣一環(huán)，每一步都馬虎不得，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)考慮不周、處理不到位，就會(huì)導(dǎo)致爐缸出現(xiàn)問題，甚至導(dǎo)致爐缸長壽的努力遭到失敗。只強(qiáng)調(diào)某一個(gè)環(huán)節(jié)的做法不可取，無論你將該環(huán)節(jié)做得多么的完善，如果其它某個(gè)環(huán)節(jié)控制不到位，都很難獲得成功。只有將爐缸長壽問題作為一個(gè)系統(tǒng)整體，將每一步都認(rèn)識(shí)清楚，充分吸取相關(guān)高爐問題處理

4、的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，措施到位，才能夠使高爐的長壽努力獲得成功。1爐缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．1爐缸破損機(jī)理爐缸破損主要是機(jī)械侵蝕和化學(xué)侵蝕共同作用的結(jié)果，影響爐缸壽命的主要因素有：高溫、熱應(yīng)力、堿金屬侵蝕、鐵水對(duì)炭磚的滲透、炭磚的氧化侵蝕、設(shè)計(jì)和施工、操作與維護(hù)[1]。熱機(jī)械的侵蝕機(jī)理包括：應(yīng)力開裂、剝落、熔融金屬滲入炭磚孔隙、在熔融金屬中炭磚的溶解和沖刷侵蝕。有研究認(rèn)為熱應(yīng)力是導(dǎo)致炭磚環(huán)裂的主要因素，如何減小熱應(yīng)力是爐缸長壽的有效措施之一?；瘜W(xué)侵蝕機(jī)理：堿和鋅的侵蝕在400℃左右開始，且隨著溫度的升高呈指數(shù)增加；氧化侵蝕需要激活能，將在起始溫度以上發(fā)生，如水蒸汽的氧化

5、開始溫度大約在700℃；碳的沉積及水蒸汽、氫的催化作用將在450—650℃間發(fā)生[2]。炭磚的典型化學(xué)侵蝕臨界反應(yīng)溫度見表1。http://www.gtjia.com圖1給出了在不同溫度下，一氧化碳?xì)怏w在暴露的氧化鋁耐火材料上產(chǎn)生的碳沉積實(shí)驗(yàn)結(jié)果的典型曲線。碳的沉積在450℃開始發(fā)生并將會(huì)引起材料開裂和粉化。沉積的碳會(huì)在空隙當(dāng)中膨脹，最終導(dǎo)致顆粒間開裂，碳的沉淀是形成脆硬區(qū)的最重要機(jī)理之一。碳的沉積不僅破壞炭磚，而且會(huì)富集在炭磚熱面與渣鐵殼之間，達(dá)到一定程度后就會(huì)導(dǎo)致渣鐵殼粘附不牢固而脫落。梅山高爐和艾莫伊登高爐的解剖調(diào)查發(fā)現(xiàn)在炭磚和渣鐵殼間就有大量的碳

6、粉沉積[3]。氣隙的存在，煤氣和水蒸汽在爐墻中穿行，導(dǎo)致渣鐵殼與炭磚界面碳的沉積，是對(duì)爐缸長壽的最大威脅之一。消除氣隙和防止?fàn)t缸漏水成為了延長爐缸壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。1．2爐缸事故的典型案例及原因分析某高爐，爐缸采用國產(chǎn)微孔炭磚和陶瓷杯結(jié)構(gòu)，冷卻水系統(tǒng)進(jìn)水壓力0．65MPa，進(jìn)水溫度42—45℃。投產(chǎn)6年?duì)t缸溫度就持續(xù)上升，第2段冷卻壁最高溫度達(dá)到224℃，短時(shí)達(dá)到280℃；局部爐殼溫度高達(dá)180．9℃，表明爐缸象腳侵蝕嚴(yán)重。侵蝕原因分析觀點(diǎn)：1)爐缸凍結(jié)炸鐵口導(dǎo)致炭磚破損；2)風(fēng)口漏水后未能及時(shí)更換，水進(jìn)入爐缸造成炭磚氧化；3)風(fēng)口短、鼓風(fēng)動(dòng)能低，造成鐵水

7、環(huán)流嚴(yán)重；4)爐缸結(jié)構(gòu)不合理；5)K、Na、Zn等有害元素含量過高，造成化學(xué)侵蝕嚴(yán)重。另一座高爐投產(chǎn)不到3年出現(xiàn)爐缸燒穿事故，在4號(hào)鐵口下2．2m處燒出約2×0．5m的洞。事故原因分析觀點(diǎn)：http://www.gtjia.com(1)殘磚檢查發(fā)現(xiàn)磚縫進(jìn)鐵，認(rèn)為磚縫偏大，膠泥容易被鐵水溶蝕，導(dǎo)致鐵水滲入加速炭磚的溶蝕；(2)施工砌筑質(zhì)量可能有不完善之處；(3)與漏水有關(guān)，從發(fā)生事故前，燒穿位置各點(diǎn)的溫度記錄可以看到，炭磚冷面溫度提前約20min明顯下降，最多下降110℃，然后急劇上升。銅冷卻壁長期漏水，使?fàn)t缸形成了鼠洞侵蝕，導(dǎo)致該事故的嫌疑最大。還有一座

8、高爐生產(chǎn)3年8個(gè)月后發(fā)生爐缸漏鐵事故。爐缸冷卻水量2560m3／h，水速1．5m