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高炉炉缸侧壁安全维护的实践

时间:2020-01-14 05:59来源:贵港钢铁集团荣鼎娱乐 作者:廖辉 孙化国 点击:
  • 摘  要  针对贵港2号高炉炉缸侧壁温度异常升高、炭砖侵蚀速度加快的现象,采用灌浆、钒钛护炉、加强铁口维护、局部加强冷却等措施后温度仍较高。为了保障高炉的安全生产,避免发生炉缸烧穿,采取了炉缸侧壁整体浇注的方式进行维护,维护后效果较好。

    关键词  高炉 炉缸侧壁温度 炉缸浇注 钒钛护炉


    1 前言

    贵港2号高炉于2011年开炉投产,容积为1080m3。在开炉后一段时间出现了炉底中心热电偶温度升高的情况,最高温度高达450℃。针对此情况进行了数次压力灌浆(采用碳质柔性灌浆料)后,温度稳定,未出现继续升高的现象。15年8月份开始,出现了高炉炉缸侧壁温度升高的情况(如图1所示)。

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    此位置位于炉缸侧壁象脚区域,温度最高的时候达到了527℃。之后采取压力灌浆、钒钛护炉、局部加强冷却等措施后,温度稳定未出现进一步上升。16年2月份炉缸侧壁热电偶温度出现了进一步上升,初步判断炉缸侧壁象脚区域出现了异常侵蚀,炉缸侧壁陶瓷杯壁出现破损及侵蚀,从而导致温度异常升高。3月份进行计划检修停炉后,发现炉缸侧壁象脚区域侵蚀严重,碳砖已经裸露出来。为了保证高炉的安全生产,对炉缸侧壁进行了整体浇注。

    2 炉缸侧壁侵蚀现状

    首先对高炉破损耐火材料进行拆除,拆除范围为铁口下方炉缸侧壁陶瓷杯破损区域。高炉停炉后发现炉缸侧壁象脚区域陶瓷杯已经完全被侵蚀,并且进一步侵蚀到炭砖。破损区域的图纸与破损情况如下图2、3所示。

    image.png

    3 炉缸侧壁侵蚀机理分析

    3.1锌侵蚀

    锌是与含铁原料共存的元素,由于锌的还原温度较低,液态锌沸点低,几乎不能被渣铁吸收,易在炉内富集,因此,锌对炉缸的侵蚀是不可忽视的,并随着温度升高而增加。在炉内循环的锌蒸汽有条件渗入炉缸与砖衬的结合处,使得砖衬的体积膨胀而脆化。

    3。2热机械侵蚀

    如果热膨胀不能得到适当的吸收,在500℃的中等温度水平下,陶瓷杯与大块碳砖也会发生应力开裂,热机械侵蚀可能导致炉缸侧壁耐火材料的快速侵蚀。陶瓷杯破损后直接导致碳砖暴露在不饱和的铁水中,甚至会导致溶解破坏。

    3。3陶瓷杯质量问题

    由于陶瓷杯自身质量以及砌筑质量等因素的影响,会出现在使用一段时间后出现破损与侵蚀,严重的情况会导致陶瓷杯完全侵蚀,引起炉缸侧壁碳砖异常侵蚀。

    4  护炉措施

    在炉缸侧壁出现温度异常升高后,根据以往的经验护炉经验,确定采用以下的措施进行护炉,确保炉缸侧壁温度不继续升高,保障高炉的稳定顺行。

    4.1压力灌浆

    采用炭质碳化硅灌浆料,提高炉缸侧壁导热性能。炉缸侧壁碳砖与冷却壁之间的碳素捣打料在使用一段时间后会出现海绵化,再加上炉缸侧壁、炉底碳砖气孔率大,从而会引起疏松。为了提高导热性能,在温度异常升高的炉缸侧壁周边开设灌浆孔并进行灌浆。经过数次灌浆后温度未出现继续上升。炭质碳化硅灌浆料理化指标如下表所示。

    image.png

    4.2钒钛护炉

    在炉况顺行、炉缸侧壁比较活跃且炉底中心温度持续走高时,需要通过钒钛护炉来解决温度升高的问题。通过向入炉原料中配加钒钛球团矿,紧跟烧结矿以较大的布料角度加入,确保钒钛球团矿尽量分布在边缘,以达到保护炉墙的目的。钒钛球团矿加入量控制在每批矿石的0。7%~1。2%,保证[Ti]在0。08%~0。15%。若在炉况不顺或炉底中心温度在500℃以下时,可以适当减少或停止钒钛球团矿的加入量,以确保炉况稳定运行。

    4.3局部加强冷却

    在象脚区域的冷却壁由原来的工业中压冷却改为高压水强化冷却,加大流量,提高整个炉缸侧壁的冷却强度,炉缸水温差控制在0.5℃以内。

    4。4加强铁口维护

    贵港2#高炉设有东西两个铁口,107-B6在东铁口区域。通过观察分析,当西铁沟修沟东铁口连续出铁时,107-B6温度明显上升,为此,对铁口维护加强管理:1.改善炮泥质量,使用钒钛炮泥进行维护。2.铁口深度由2.8m增加至3.0m,保证泥包的稳定性及厚度。3.调整出铁模式(东一西二),减少东铁口出铁次数。

    4。5局部采用直风口

    107-B6上方的10#、11#风口由Φ450mm、斜5°调整为Φ470mm的直风口,降低回旋区深度,降低铁水回旋对碳砖的冲刷。

    5  炉缸侧壁浇注

    在采取了一系列护炉措施之后,炉缸侧壁温度及炉底温度稳定了一段时间后又出现了继续上升的情况,根据经验分析象脚区域的陶瓷杯出现了破损,导致铁水直接与碳砖接触,从而引起炉缸侧壁温度持续上升。为了保证高炉的安全生产,在3月份计划休风时采取炉缸侧壁浇注的方式进行修复。

    5。1炉缸清理

    (1)炉缸死铁层及焦炭的清理。高炉计划停风前1d对开口机角度进行调整,角度由10°调整到最大的13。5°,降低死铁层的厚。为保证清理残渣铁时不损坏陶瓷杯及碳砖,要求清理时采用风镐进行作业,尤其是清理碳砖表面渣铁,做到碳砖露本色,确保浇筑效果。

    (2)炉缸破损陶瓷杯的清理。所有炉缸侧壁。整个浇注区域要求将陶瓷杯材料、炭块表面粘结的渣铁及松动损坏的碳砖彻底清理干净,露出完好碳砖表面,底部清理至底面陶瓷杯杯脚并且保证底部区域的平整度,便于侧壁制模,如图4。

    image.png

    5。2炉缸浇注材料的选择及施工

    此次炉缸浇注采用溶胶结合浇注料,其具有流动性好,施工时间长,微膨胀及常温、热态强度高等特点,满足炉缸抗侵蚀、抗冲刷的要求。材料的理化指标如下表所示。

    image.png

    支模时,以炉墙上部最高突出点为基准,外部采用木模,为了减少吸水率,内部采用薄铁皮做内膜,磨具宽度约500mm,高约800mm。如下图5、6:

    image.png

    施工前,为了保证浇注料和炭砖的结合,炭砖表面预刷溶胶,施工时要求不间断施工,振动时要求尽量使浇注料密实无空洞。

    5.3 效果

    浇筑后炉缸TE107-B6温度有效得以控制,截止2015年4月15日,炉缸侧壁TE107-B6温度稳定在334℃,相对检修前下降200℃,使得温度控制在安全范围之内。

    6  结语

    贵港2号高炉出现了炉缸侧壁温度异常升高、炭砖侵蚀速度加快的现象,采用灌浆方式、钒钛护炉、局部加强冷却等措施后温度仍较高。经分析确定象脚区域陶瓷杯出现了破损侵蚀,铁水之间与碳砖接触,碳砖侵蚀异常严重,从而导致了炉缸侧壁温度上升。在16年3月份计划检修时采取了炉缸侧壁整体浇注的方式进行修复,修复后炉缸侧壁温度恢复正常,维护后效果较好。炉缸侧壁浇注做为一种新型维护手段,解决了炉缸侧壁陶瓷杯破损严重的情况,保障高炉的安全生产,避免了炉缸烧穿的风险。

    (责任编辑:zgltw)
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