鄭華 龐秋林 魏立 趙永良

(安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司)

延長豎爐壽命的措施與實踐*

鄭華 龐秋林 魏立 趙永良

(安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司)

對影響安鋼永通公司3號豎爐壽命的因素進行了分析，通過采取導(dǎo)風(fēng)墻補漏、爐墻噴補、水箱冷卻改進等措施，有效解決了冷風(fēng)口、噴火口及導(dǎo)風(fēng)墻部位耐火材料磨損，分配室頂部等部位變形跑火、跑風(fēng)及爐殼燒紅等問題，延長了豎爐壽命。

豎爐壽命 導(dǎo)風(fēng)墻補漏 爐墻噴補

0 前言

永通鑄管公司有三座10 m2豎爐，1號、2號豎爐為永通公司兩座450 m3高爐提供球團礦，3號豎爐球團供集團公司煉鐵廠。3號豎爐建于2005年10月，按正常生產(chǎn)條件下使用壽命應(yīng)在5年以上。隨著煉鐵技術(shù)進步及降本增效的要求，對球團礦抗壓強度、含粉率、冶金性能均提出了更高要求。2006年起生產(chǎn)高鎂球團礦，球團MgO含量≥2.0%。生產(chǎn)高鎂球團礦后，工藝焙燒制度進行了相應(yīng)調(diào)整，焙燒溫度提高100℃以上，風(fēng)量大幅增加。豎爐長期高溫大風(fēng)量生產(chǎn)，爐體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐材壽命受到很大的影響，先后產(chǎn)生導(dǎo)風(fēng)墻出現(xiàn)孔洞、爐墻沖刷出現(xiàn)凹坑、分配室頂部燒紅燒穿等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響豎爐壽命。

1 概況

永通豎爐原生產(chǎn)普通酸性氧化球團，為提高球團礦冶金性能，適應(yīng)高爐冶煉需要，球團生產(chǎn)中通過配加高鎂礦、高鎂粉來提高球團礦MgO含量，由0.8%提高至2.0%以上。球團MgO含量提高，冶金性能改善，但在相同的焙燒條件下，會對抗壓強度帶來不利影響［1］。實際生產(chǎn)中，隨著球團礦MgO含量的提高，球團礦抗壓強度呈下降趨勢，排出的球團礦紅球數(shù)量增加，無法保證煉鐵需要。為此，須提高預(yù)熱溫度和焙燒溫度，相應(yīng)增加煤氣、助燃風(fēng)和冷卻風(fēng)量。燃燒室溫度由生產(chǎn)普通酸性氧化球團時的1050℃，提高到生產(chǎn)高鎂球團礦條件下的1180℃。相關(guān)焙燒工藝參數(shù)見下表1。

表1 球團焙燒工藝參數(shù)

2 問題及分析

豎爐長期高溫大風(fēng)量生產(chǎn)，使?fàn)t體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐材壽命受到很大的影響，具體情況如下:

2.1 導(dǎo)風(fēng)墻出現(xiàn)孔洞

由于冷風(fēng)風(fēng)量大幅增加，導(dǎo)風(fēng)墻下部經(jīng)受高溫球團礦磨損和冷卻風(fēng)沖刷，導(dǎo)致導(dǎo)風(fēng)墻穩(wěn)定性受到嚴(yán)重破壞。3#豎爐從2008年9月中修投入生產(chǎn)后，先后五次在導(dǎo)風(fēng)墻底部不同部位被風(fēng)、料沖刷成五個形狀大小不等的孔洞，而導(dǎo)風(fēng)墻上部整體結(jié)構(gòu)依然良好?？锥葱纬珊螅糠窒陆档那驁F礦不經(jīng)過爐膛正常焙燒而鉆進孔洞，形成短路，未能進行充分焙燒和均質(zhì)過程，球團礦出現(xiàn)夾生現(xiàn)象，強度差，粉末多，紅球數(shù)量明顯增加。

2.2 爐膛墻體出現(xiàn)凹坑

生產(chǎn)過程中由于冷風(fēng)、球團及粉狀顆粒長期對爐墻耐火材料沖刷和侵蝕，爐墻內(nèi)襯高鋁磚磨損變薄，冷風(fēng)口附近尤為嚴(yán)重，爐墻外側(cè)保溫磚不能抵擋爐內(nèi)高溫爐料的熱負(fù)荷沖擊，爐殼燒紅變形。2009年在檢修過程中發(fā)現(xiàn)冷風(fēng)口上下1 m范圍，原厚度230 mm的R－1內(nèi)襯磚被沖刷掉100 mm～200 mm，形成東西對應(yīng)的兩個大面積凹坑，深度高低不等。內(nèi)襯高鋁磚被沖刷后如不及時處理，豎爐壽命和安全生產(chǎn)會受到嚴(yán)重影響。

2.3 分配室頂部燒紅燒穿

在豎爐整體結(jié)構(gòu)中，最容易燒紅、跑風(fēng)、冒火的部位是分配室頂部和立墻交接部位，隨著焙燒溫度提高，燃燒室和分配室壓力升高，膨脹加劇，分配室頂與爐口爐殼立面交接部位持續(xù)燒紅燒穿、跑風(fēng)漏火，常規(guī)灌漿方法不能根本解決問題。

2.4 齒輥系統(tǒng)壽命的縮短

原齒輥卸料系統(tǒng)齒輥與固定梁高差為60 mm，高差不夠，對塊狀物咬合力不足，經(jīng)過長期生產(chǎn)運行觀察，當(dāng)生產(chǎn)不順產(chǎn)生大塊時，不能被齒輥和固定梁卡緊繼而擠破，下料不暢，大塊滯留爐內(nèi)時間延長，造成齒輥上部“棚料”和下部“空倉”現(xiàn)象，進而燒壞齒輥密封，齒輥變形漏水，壽命縮短。

3 改造方案及實施

通過對豎爐爐體關(guān)鍵部位出現(xiàn)的問題進行原因分析和技術(shù)研討，采取了針對性的技術(shù)改造和優(yōu)化措施。

3.1 導(dǎo)風(fēng)墻補漏

最初使用標(biāo)磚對孔洞進行修復(fù)，標(biāo)磚與導(dǎo)風(fēng)墻磚的結(jié)合效果不好，只能維持一個月。經(jīng)過研究，使用加工的導(dǎo)風(fēng)墻磚進行修復(fù)。根據(jù)導(dǎo)風(fēng)墻上孔洞不同位置、形狀及大小，對不同型號導(dǎo)風(fēng)墻磚進行切割、加工成型，用高爐耐火泥進行砌筑填充，孔洞下方使用大塊磚，中上部使用小塊轉(zhuǎn)，利用其上下、左右凹凸榫槽相配合，孔洞邊緣使用楔形磚楔牢，因為其寬度相近，凹凸榫槽配合效果良好，孔洞部位再未發(fā)生掉磚、孔洞現(xiàn)象。

3.2 爐墻噴補

對豎爐冷風(fēng)口凹坑部位使用高鋁噴補料進行高壓噴補。噴補程序是:第一步，待爐內(nèi)溫度冷卻到能進行施工時，在爐內(nèi)搭架子，在爐墻凹坑部位釘錨固釘(間距150 mm，高100 mm);第二步，淋濕噴補表面;第三步，將高鋁噴補料充分?jǐn)嚢杈鶆?，? MPa壓力將高鋁噴補料強噴至凹坑表面，至恢復(fù)原有平面，并略有突出;第四步，噴補表面整理，對明顯突出部分進行均勻力度的削平，使表面盡可能平整以保證下料順利;第五步，點燃廢舊木材，中低溫烘烤24 h。經(jīng)過一年使用的情況看，工作面完好，噴補效果達到預(yù)期目標(biāo)。

3.3 優(yōu)化分配室頂部冷卻水箱結(jié)構(gòu)形式

為降低分配室頂部溫度，在兩個分配室頂各安裝一個7000 mm×6000 mm×300 mm的水箱，通循環(huán)水進行冷卻，低位進高位出。出水帶走了分配室頂部的大量顯熱，保證了分配室頂部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。生產(chǎn)高鎂球團礦后，為提高冷卻效果，對水箱結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。原來的獨立水箱置于分配室頂部，冷卻效果有限，經(jīng)過論證改造為冷卻水箱與分配室頂結(jié)合為一體，即水箱底部鋼板和分配室頂部鋼板共用同一塊鋼板，進出水溫差由原來的2℃提高到5℃，循環(huán)水帶走顯熱增加，冷卻效果改善。

3.4 優(yōu)化齒輥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

優(yōu)化調(diào)整齒輥卸料系統(tǒng)齒輥與固定梁的高差。利用檢修機會，將固定梁高度降低60 mm，使齒輥與固定梁的高差提高到120 mm，對爐內(nèi)塊狀物的咬合力增加，保證了爐內(nèi)大塊的破碎效果，下料順行，促進了齒輥卸料系統(tǒng)的穩(wěn)定順行。

4 實施效果

針對影響豎爐壽命的種種問題，通過實施以上系列措施，取得了以下效果:

1)導(dǎo)風(fēng)墻補漏使導(dǎo)風(fēng)墻壽命延長一年零兩個月，達到兩年零兩個月，創(chuàng)造了一代導(dǎo)風(fēng)墻最長壽命。

2)爐墻噴補使豎爐延長壽命一年，節(jié)約了豎爐大修時間及費用。

3)冷卻水箱解決了分配室頂部跑火、跑風(fēng)及燒紅等問題，延長了分配室頂部爐墻的壽命。

4)優(yōu)化調(diào)整齒輥卸料系統(tǒng)齒輥與固定梁的高差，提高了對爐內(nèi)塊狀物的咬合力，延長了齒輥系統(tǒng)的壽命。

5 結(jié)語

永通鑄管公司球團車間延長豎爐壽命工藝技術(shù)改造項目實施后，滿足了煉鐵技術(shù)進步及降本增效的要求，進一步提高了球團礦抗壓強度、含粉率、冶金性能等指標(biāo)，有效的延長了豎爐壽命，促進了豎爐生產(chǎn)的順行，節(jié)能降耗效果明顯，每年可創(chuàng)生產(chǎn)效益180余萬元。

［1］周國凡，揚福.添加MgO對球團礦成球性能及強度的影響，鋼鐵研究，2009，37(2):10 －12.

MEASURES AND PRACTICE FOR EXTENDING SHAFT FURNACE LIFE

Zheng Hua Pang Qiulin Wei Li Zhao Yongliang
(Yongtong Ductile Cast Iron Pipe Co.，Ltd.Angang Group)

It analyses the influencing factors of No.3 shaft furnace life in Yongtong Company，Anyang Group and solves some problems including refactory material loss at cold－air inlet，flame hole and wind－guid wall by means of filling up hole to air－ guiding wall，shaft furnace wall spraying and water tank cooling etc technologies as well as flame and blast meandering and shell burning red from deformation of the top of distribution room.

shaft furnace life filling up hole to air－guiding wall shaft furnace wall spraying

*聯(lián)系人:龐秋林，高級工程師，河南.安陽(455133)，安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責(zé)任公司;

2011—6—21