丁鑫志 劉棟 焦穎
( 山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠)
摘 要:對萊鋼5號高爐鐵口下面爐缸側壁溫度偏高的處理進行了總結,認為鐵口下面碳磚侵蝕已經非常嚴重,必須采取護爐生產。通過加強鐵口管理;改善出鐵操作;灌漿及強化爐缸冷卻;調整風口,控制冶煉強度;使用鈦化物護爐;加強生產管理;預警預控標準化操作,目前溫度已經穩定在600℃左右,確保了安全穩定生產。
關鍵詞:高爐;爐缸側壁溫度;護爐
1 前言
萊鋼鋼5號1080高爐(1080 m3)本代爐役2012 年1月31 日大修投產,高爐生產至今,本代爐齡達到4 年多,今年2月份起爐缸測溫電偶第7層有一個測點溫度異常升高,2月6日最高點溫度達到660℃以上,經過測算,認為爐缸局部發生異常侵蝕,為了確保爐缸安全,防止發生異常燒穿事故,高爐實施了護爐措施,控制異常點溫度及爐缸側壁溫度上升,實現了生產的安全穩定。
2 爐缸、爐底耐材組成及測溫點變化趨勢
5號高爐采用水冷爐底,封板之下設有20 根水冷管間隔布置。在爐底封板之上用碳搗料找平,找平層以上上砌筑一層石墨、一層半石墨碳磚,兩層超微孔碳磚,碳磚以上砌筑兩層棕剛玉磚。棕剛玉磚以上為爐缸,爐缸外環使用UCAR石墨炭塊砌筑,內環為棕剛玉磚。爐缸工作安全是決定高爐一代壽命的關鍵,5號高爐大修時在每層碳磚均安裝了6支測溫電偶,生產期間各測點溫度隨時間推移逐步上升,今年以前溫度上升緩慢受控。進入2016年7層第四支電偶溫度異常上升,且速度較快,1月份達到600℃以上,2月5日溫度達到660℃ ,高爐被動實施了一系列措施護爐。7層碳磚位于鐵口下方約500mm位置。
3 侵蝕原因分析
對高爐各部位冷卻壁水溫差采用自動監測和人工測量的方式驗證,溫差均在2℃以內。對爐殼溫度進行對比分析有所上升但幅度很小,也在55℃以內。通過新安裝電偶進行比對,驗證檢測熱電偶沒有問題。根據以往爐齡護爐經驗分析,爐殼溫度不能有效反應高爐侵蝕狀況,電偶溫度是比較直觀也比較準確的,單點溫度偏高說明爐缸發生了異常侵蝕,那么究竟什么原因導致的呢?
⑴ 異常溫度點恰好位于爐缸象腳狀侵蝕部位區。爐缸象腳侵蝕屬于高爐冶煉無法避免的正常侵蝕,單點溫度的異常上升,跟鐵水環流的回流交匯有關。由于碳磚侵蝕只是一個點而不是一個面,所以冷卻壁傳熱的水溫差不高,爐殼外溫度也不高。推測之后隨著侵蝕進一步發展,水溫差會變高。
⑵ 碳磚與冷卻壁之間產生縫隙。5#高爐本代爐齡也已在線生產4年多,在大修開爐達產后即進行強化冶煉,冶煉強度一直偏高,爐缸區域曾有過跑煤氣情況,隨著高爐生產進程,爐缸最外環碳磚和冷卻壁之間的填料可能損壞,冷卻壁也可能產生熱脹,導致兩者之間產生孔隙。用手錘檢測爐缸爐殼,發現輕輕敲擊有中空的聲音,也印證了這一判斷。
(3)理論計算,根據碳磚的導熱性和侵蝕機理進行理論計算,通過一維公式的計算,高溫部位碳磚剩余厚度在470mm左右。
綜合以上分析,認為鐵口下方局部碳磚發生異常侵蝕,必須采取護爐措施,遏制其發展勢頭,防止由點到面擴散,發生安全事故。
4 采取的措施
4.1 灌漿及強化爐缸冷卻
5號高爐在開爐初期曾對跑煤氣區域進行過局部灌漿,效果明顯。這次發生溫度異常升高,也利用2月5日休風機會對高溫點區域進行了灌漿處理。針對單點溫度升高,經研討決定在這一區域進行局部強化冷卻,目前正在施工。
4.2 堵風口,控制風量
2月5 日,5 號高爐休風堵13#風口,全風風量由2450m3/min 控制至2350m3/min,維持原來的動能不變;采取縮礦批,將礦批由36000kg 縮為35000kg, 富氧量由7000m3/h 縮減至5000m3/h。從2月6 日爐缸側壁溫度緩慢下降,目前穩定在600℃以下。
4.3 采用鈦化物護爐
發現鐵口下面側壁溫度異常升高以后,5#高爐根據實際在礦料中配加鈦塊護爐,控制鐵中[Ti]0.08%-0.1%。同時適當提高鐵中[Si]含量至0.4-0.5%,以保證鐵水充足的熱量和良好的鈦化物轉換。
5 處理的效果
2月6日高爐送風時,鐵口下面爐缸側壁溫度顯示450℃,目前穩定在600℃左右。
6 結語
(1)萊鋼5號高爐鐵口下方一測溫點異常上升,經研討局部區域存在異常侵蝕,開始添加鈦化物護爐,并采取了控制風量的措施。
(2)配加鈦塊護爐,配合調整高爐操作方針,護爐效果較好。
(3)鈦護爐期間,采取堵風口,控制風量、富氧量等綜合措施,有效控制了鐵口下方爐缸側壁溫度的持續升高。
參考文獻
[1] 王筱留主編, 高爐生產知識問答. 北京: 冶金工業出版,1993.296