2013年07月02日 10:07耐火材料网xxb
宋木森指出了炉缸、炉底破损的特征是:①新建高炉2.5~5年后就出现在铁口下方1.5~2m处烧穿。 ②烧穿部位的陶瓷杯砖,有的不到1年就被侵蚀,呈溶洞侵蚀特征,洞穴内无凝渣铁保护层,是受铁水直接侵蚀。③Zn、Pb对炭砖的破坏作用尤其严重,深入度可直达炉低最下层砖的低温区。④铁水渗透特别严重,使炭砖粉化严重。
宋木森教授认为,实现炉缸、炉底长寿的对策: ①长寿高炉必须用真正的微孔炭砖。目前假微孔炭砖和假半石墨炭砖泛滥成灾,是造成高炉寿命短、发生炉缸烧穿事故的最关键的问题。增加对碳砖的岩相检验,用户不要对导热系数提出过高要求。真正的微孔炭砖有防止有害杂质和铁水渗透侵蚀的能力。②软水冷却系统设计合理,冷却能力充足。③高炉生产中,炉缸、炉底炭砖的侵蚀状况监测必须完善。④炉缸、炉底炭砖炉衬应创造条件实现永久型炭砖炉衬。所谓永久型炭砖炉衬是炉缸炉底炭砖炉衬内表普遍凝结一层永久的保护渣层,保护炭砖不再被侵蚀。
中冶赛迪工程技术股份有限公司炼铁事业部总工邹忠平认为,目前典型炉缸结构设计,大块炭砖、炭砖加陶瓷杯和小块炭砖的3种结构均能满足高炉长寿的需求,均有成功和失败的案例。要进行具体分析研究。现在长寿存在的主要问题是:炉缸、炉墙存在气隙,影响传热。他对高炉炉缸问题的主要因素分析:
1)不定形材料固化不好被气蚀产生气隙破坏了传热体系;
2)压入料与胶泥等不定形材料冲突,不定形材料受到腐蚀;
3)施工质量不高,不定形材料施工不合格,炉墙串气导致气隙;
4)炉缸漏水产生水蒸气对炉缸不定形材料及炭砖的氧化及在炭砖热面形成炭粉,导致凝固层的脱落而使炭砖受到异常侵蚀;
5)炉缸耐材结构配置不合理,炭砖质量差、不满足炉缸的使用条件;
6)灌浆维护不当,压力过高,灌浆料不合适,加速了炉缸问题的进一步恶化;
7)操作中未及时注意炉缸问题的发展,监测数据不足、未及时抓住炉缸的异常,在异常情况下,进一步强化操作和降低原燃料质量,导致问题的恶化;
8)冷却设备及水系统配置不合理、传热效率低;
9)原燃料质量的恶化,炉芯不活跃,环流加强,凝固层不稳,加上炉墙气隙的存在,传热能力不足,导致炉缸的异常侵蚀;
10)锌及碱金属的危害。
他强调指出:当前许多高炉炉缸烧穿及炉缸温度高的问题,主要原因不是因为炉缸的冷却强度不够、不能将炉缸的热量带走,而是因为胶泥等不定形材料出现了问题、炉墙中有较多的气隙存在、炉缸的热量不能及时传递到冷却水系统中来所致。增加水量可增加水的对流换热能力,但并不能显著增加炉缸冷却强度,不是解决当前炉缸问题的根本办法。
总体来看,炉缸的问题不是出在大的系统性的问题上,往往就是一些细节上出现了问题。因此,他认为不定形材料的质量、施工、烘炉和开炉初期的控制环节出现了问题,炉缸中形成了太多严重的气隙,才是当前炉缸问题的关键。
首钢总公司刘云彩教授分析了炉缸烧穿的过程:在冷却强度最薄弱的地方容易烧穿,重点监测的地方是铁口以下的盛铁水区域;烧穿前会有征兆,首钢冷却壁热流强度在17.45kW/m2是危险状态,热流强度在20.93kW/m2是极限温度,铁水已接近冷却壁,如不采取坚决措施,随时要烧穿。然后,他介绍了补炉操作。提高冷却强度,降低水温差;降低冶炼强度,堵部分风口,是暂时的办法,解决不了根本问题。用钒钛矿补炉、护炉是有效的。预防炉体破损,耐材要有抗渣铁侵蚀能力。冷却强度决定于结构、材质和施工质量。要控制有害杂质含量。
高炉高效长寿是系统技术的综合体现。宝钢集团首席专家林成城介绍了宝钢3号高炉高效长寿历程和高效长寿技术路线的实践,对比分析了欧美、日本和宝钢3号高炉长寿的特点。欧美高炉的长寿在一定程度上得益于其精料水平和高冷却强度设计,其运行成本相对较高;日本高炉长寿得益于低冶炼强度,其运行效率相对较低。而宝钢3号高炉的长寿是在高冶炼强度下,摸索与低冷却强度相匹配的操作技术实践中实现的。他强调指出:高炉设计理念必须与高炉原燃料条件、操作技术特点和操作习惯相匹配,高炉操作技术需要正确解决高强度冶炼与长寿的矛盾关系,保持高炉长期稳定是实现高效长寿的根本。宝钢3号高炉依托高炉长期稳定操作制度,特别是确立下部合理送风制度,保持一定的鼓风动能可以确保一定长度的回旋区,高炉一次煤气流趋向中心,使径向分布趋于均匀,保证一定中心气流,使死料柱保持一定温度,维持一定透气和透液性,确保炉缸活跃,减小死料柱体积,有利于吹透炉缸,减缓炉缸渣铁环流对炉缸侧壁侵蚀。同时要立足高炉边缘气流合理稳定控制,维护合理稳定高炉操作炉型实现高效长寿的经验值得借鉴。