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高爐爐缸側壁安全維護的實踐

時間:2020-01-14 05:59來源:貴港鋼鐵集團有限公司 作者:廖輝 孫化國 點擊:
  • 摘  要  針對貴港2號高爐爐缸側壁溫度異常升高、炭磚侵蝕速度加快的現象,采用灌漿、釩鈦護爐、加強鐵口維護、局部加強冷卻等措施后溫度仍較高。為了保障高爐的安全生產,避免發生爐缸燒穿,采取了爐缸側壁整體澆注的方式進行維護,維護后效果較好。

    關鍵詞  高爐 爐缸側壁溫度 爐缸澆注 釩鈦護爐


    1 前言

    貴港2號高爐于2011年開爐投產,容積為1080m3。在開爐后一段時間出現了爐底中心熱電偶溫度升高的情況,最高溫度高達450℃。針對此情況進行了數次壓力灌漿(采用碳質柔性灌漿料)后,溫度穩定,未出現繼續升高的現象。15年8月份開始,出現了高爐爐缸側壁溫度升高的情況(如圖1所示)。

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    此位置位于爐缸側壁象腳區域,溫度最高的時候達到了527℃。之后采取壓力灌漿、釩鈦護爐、局部加強冷卻等措施后,溫度穩定未出現進一步上升。16年2月份爐缸側壁熱電偶溫度出現了進一步上升,初步判斷爐缸側壁象腳區域出現了異常侵蝕,爐缸側壁陶瓷杯壁出現破損及侵蝕,從而導致溫度異常升高。3月份進行計劃檢修停爐后,發現爐缸側壁象腳區域侵蝕嚴重,碳磚已經裸露出來。為了保證高爐的安全生產,對爐缸側壁進行了整體澆注。

    2 爐缸側壁侵蝕現狀

    首先對高爐破損耐火材料進行拆除,拆除范圍為鐵口下方爐缸側壁陶瓷杯破損區域。高爐停爐后發現爐缸側壁象腳區域陶瓷杯已經完全被侵蝕,并且進一步侵蝕到炭磚。破損區域的圖紙與破損情況如下圖2、3所示。

    image.png

    3 爐缸側壁侵蝕機理分析

    3.1鋅侵蝕

    鋅是與含鐵原料共存的元素,由于鋅的還原溫度較低,液態鋅沸點低,幾乎不能被渣鐵吸收,易在爐內富集,因此,鋅對爐缸的侵蝕是不可忽視的,并隨著溫度升高而增加。在爐內循環的鋅蒸汽有條件滲入爐缸與磚襯的結合處,使得磚襯的體積膨脹而脆化。

    3.2熱機械侵蝕

    如果熱膨脹不能得到適當的吸收,在500℃的中等溫度水平下,陶瓷杯與大塊碳磚也會發生應力開裂,熱機械侵蝕可能導致爐缸側壁耐火材料的快速侵蝕。陶瓷杯破損后直接導致碳磚暴露在不飽和的鐵水中,甚至會導致溶解破壞。

    3.3陶瓷杯質量問題

    由于陶瓷杯自身質量以及砌筑質量等因素的影響,會出現在使用一段時間后出現破損與侵蝕,嚴重的情況會導致陶瓷杯完全侵蝕,引起爐缸側壁碳磚異常侵蝕。

    4  護爐措施

    在爐缸側壁出現溫度異常升高后,根據以往的經驗護爐經驗,確定采用以下的措施進行護爐,確保爐缸側壁溫度不繼續升高,保障高爐的穩定順行。

    4.1壓力灌漿

    采用炭質碳化硅灌漿料,提高爐缸側壁導熱性能。爐缸側壁碳磚與冷卻壁之間的碳素搗打料在使用一段時間后會出現海綿化,再加上爐缸側壁、爐底碳磚氣孔率大,從而會引起疏松。為了提高導熱性能,在溫度異常升高的爐缸側壁周邊開設灌漿孔并進行灌漿。經過數次灌漿后溫度未出現繼續上升。炭質碳化硅灌漿料理化指標如下表所示。

    image.png

    4.2釩鈦護爐

    在爐況順行、爐缸側壁比較活躍且爐底中心溫度持續走高時,需要通過釩鈦護爐來解決溫度升高的問題。通過向入爐原料中配加釩鈦球團礦,緊跟燒結礦以較大的布料角度加入,確保釩鈦球團礦盡量分布在邊緣,以達到保護爐墻的目的。釩鈦球團礦加入量控制在每批礦石的0.7%~1.2%,保證[Ti]在0.08%~0.15%。若在爐況不順或爐底中心溫度在500℃以下時,可以適當減少或停止釩鈦球團礦的加入量,以確保爐況穩定運行。

    4.3局部加強冷卻

    在象腳區域的冷卻壁由原來的工業中壓冷卻改為高壓水強化冷卻,加大流量,提高整個爐缸側壁的冷卻強度,爐缸水溫差控制在0.5℃以內。

    4.4加強鐵口維護

    貴港2#高爐設有東西兩個鐵口,107-B6在東鐵口區域。通過觀察分析,當西鐵溝修溝東鐵口連續出鐵時,107-B6溫度明顯上升,為此,對鐵口維護加強管理:1.改善炮泥質量,使用釩鈦炮泥進行維護。2.鐵口深度由2.8m增加至3.0m,保證泥包的穩定性及厚度。3.調整出鐵模式(東一西二),減少東鐵口出鐵次數。

    4.5局部采用直風口

    107-B6上方的10#、11#風口由Φ450mm、斜5°調整為Φ470mm的直風口,降低回旋區深度,降低鐵水回旋對碳磚的沖刷。

    5  爐缸側壁澆注

    在采取了一系列護爐措施之后,爐缸側壁溫度及爐底溫度穩定了一段時間后又出現了繼續上升的情況,根據經驗分析象腳區域的陶瓷杯出現了破損,導致鐵水直接與碳磚接觸,從而引起爐缸側壁溫度持續上升。為了保證高爐的安全生產,在3月份計劃休風時采取爐缸側壁澆注的方式進行修復。

    5.1爐缸清理

    (1)爐缸死鐵層及焦炭的清理。高爐計劃停風前1d對開口機角度進行調整,角度由10°調整到最大的13.5°,降低死鐵層的厚。為保證清理殘渣鐵時不損壞陶瓷杯及碳磚,要求清理時采用風鎬進行作業,尤其是清理碳磚表面渣鐵,做到碳磚露本色,確保澆筑效果。

    (2)爐缸破損陶瓷杯的清理。所有爐缸側壁。整個澆注區域要求將陶瓷杯材料、炭塊表面粘結的渣鐵及松動損壞的碳磚徹底清理干凈,露出完好碳磚表面,底部清理至底面陶瓷杯杯腳并且保證底部區域的平整度,便于側壁制模,如圖4。

    image.png

    5.2爐缸澆注材料的選擇及施工

    此次爐缸澆注采用溶膠結合澆注料,其具有流動性好,施工時間長,微膨脹及常溫、熱態強度高等特點,滿足爐缸抗侵蝕、抗沖刷的要求。材料的理化指標如下表所示。

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    支模時,以爐墻上部最高突出點為基準,外部采用木模,為了減少吸水率,內部采用薄鐵皮做內膜,磨具寬度約500mm,高約800mm。如下圖5、6:

    image.png

    施工前,為了保證澆注料和炭磚的結合,炭磚表面預刷溶膠,施工時要求不間斷施工,振動時要求盡量使澆注料密實無空洞。

    5.3 效果

    澆筑后爐缸TE107-B6溫度有效得以控制,截止2015年4月15日,爐缸側壁TE107-B6溫度穩定在334℃,相對檢修前下降200℃,使得溫度控制在安全范圍之內。

    6  結語

    貴港2號高爐出現了爐缸側壁溫度異常升高、炭磚侵蝕速度加快的現象,采用灌漿方式、釩鈦護爐、局部加強冷卻等措施后溫度仍較高。經分析確定象腳區域陶瓷杯出現了破損侵蝕,鐵水之間與碳磚接觸,碳磚侵蝕異常嚴重,從而導致了爐缸側壁溫度上升。在16年3月份計劃檢修時采取了爐缸側壁整體澆注的方式進行修復,修復后爐缸側壁溫度恢復正常,維護后效果較好。爐缸側壁澆注做為一種新型維護手段,解決了爐缸側壁陶瓷杯破損嚴重的情況,保障高爐的安全生產,避免了爐缸燒穿的風險。

    (責任編輯:zgltw)
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