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        西昌新鋼業(yè)2#高爐長期爐況失常的原因分析及處理措施

        2013-04-10 10:14:36譚顯科段如禮
        河南科技 2013年7期
        關(guān)鍵詞:爐型爐況大修

        譚顯科 段如禮

        (攀鋼集團西昌新鋼業(yè)煉鐵廠,四川 西昌 615012)

        1 前言

        新鋼業(yè)煉鐵廠擁有兩座高爐。兩座高爐有效容積均為420m3,其配置基本相同。兩座高爐均采用串罐式無料鐘爐頂、實行槽下篩分,爐渣處理采用水沖渣新工藝。每座高爐配有3座頂燃式球式熱風爐和干法布袋除塵(七個布袋箱體);高爐有14個風口、一個鐵口、兩個噴吹口和一個渣口。爐喉采用兩段式爐喉鋼磚,下半段為水冷鋼磚(后因漏水,斷水操作),爐喉直徑為4.2米,高為1.8米,爐身下部到爐腰采用水冷模塊,爐喉鋼磚下沿(標高24.2米)到水冷模塊上沿(標高21.45米)采用普通粘土磚砌筑。爐腹爐缸爐底采用GL-65高鋁磚砌筑(風渣鐵口區(qū)域采用復(fù)合棕剛玉組合磚),高爐開爐后長期冶煉釩鈦磁鐵礦,渣中二氧化鈦長期維持在20%左右。

        2 事故經(jīng)過

        2011年12月因西昌電力公司大網(wǎng)故障限電,鑒于2#高爐從2003年10月投產(chǎn)已有一代爐齡,爐腹及爐缸耐火磚侵蝕嚴重,特別是鐵口組合磚基本侵蝕完的實際情況下,公司決定在2011年12月14日對2號高爐停爐進行大修。大修前的技經(jīng)指標如表一。

        表一 大修前技經(jīng)指標

        2012年1月31日14:10點火開爐,2月4日平均風量加至1071Nm3/min,2月8日,風量1188Nm3/min,熱壓201Kpa。2月9日中班懸料,逐漸采取疏邊料制;通過上下部調(diào)劑,風量最高加至1139Nm3/min,熱壓189Kpa。3月6日,因風量,產(chǎn)量上不去,空料線觀察爐型,發(fā)現(xiàn)爐腹,耐材完整,爐腰,爐身中下部噴涂料脫落見大模塊水管。2012年3月8日,進行第二次噴涂。此次噴涂共用料59t,其中高溫料40t,上部普通料19t。2012年3月10日重新點火開爐,但爐況仍未見好轉(zhuǎn),高爐仍然表現(xiàn)為加不上風,風量更低,熱風壓力更低,產(chǎn)量更低,高爐順行狀況更差。經(jīng)過認真分析討論認為是經(jīng)過大修和二次噴涂后爐身上部嚴重變小,造成爐型不規(guī)則,爐身上部煤氣流速變快引起爐況失常。2012年4月5日,決定停爐處理爐內(nèi)粘結(jié)物和修理爐型,4月12日高爐重新點火開爐,高爐順行變好。

        3 原因分析

        3.1 大修后爐型未按圖紙恢復(fù)

        鐵廠向公司申報大修內(nèi)容為:①高爐所有磚襯更換(包括爐底、爐缸、爐腹、爐腰、爐身),采用碳磚爐底、風渣口、鐵口組合磚更換;②爐喉鋼磚全部更換;③所有冷卻壁,水冷模塊更換。但在具體實施中對爐底、爐缸、爐腹、爐腰進行了砌筑、,對變型嚴重的爐喉鋼磚未進行處理和更換,爐身上部砌筑部分改為噴涂。

        3.1.1 大修開爐后技經(jīng)指標

        表三 大修開爐后的技經(jīng)指標

        3.1.2 爐喉鋼磚向內(nèi)嚴重變形,誘導造成上部噴補過厚。大修噴涂后,沒有對上部爐型內(nèi)部尺寸進行測量

        大修對上部噴涂層沒有足夠的重視,噴補前,用高壓水槍沖洗爐墻及爐喉鋼磚。由于時間緊,未對爐墻進行專門清理,不清洗殘留磚襯而直接噴補會影響噴補造襯的壽命;上部噴補尺寸主要以爐喉鋼磚作為噴補基點進行目測噴補,而爐喉鋼磚向內(nèi)嚴重變形,誘導造成上部噴補過厚。大修噴涂后,沒有對上部爐型內(nèi)部尺寸進行測量。

        3.2 二次噴涂加重了爐型不規(guī)則

        因風量,產(chǎn)量上不去,爐腰,爐身中下部噴涂料脫落見大模塊水管??紤]高爐爐型不規(guī)則,決定進行第二次噴涂修復(fù)爐型。二次噴涂采用大模塊冷卻水管間開孔加錨固釘固定噴涂層噴涂,二次噴涂共用料59t,其中高溫料40t,上部普通料19t。2012年1月30日空料線后,爐腰爐身中下部噴涂少部分脫落。在耐火磚與噴涂交接處,脫落最明顯,冷卻壁管暴露出來。

        3.2.1 二次噴涂后的技經(jīng)指標

        表五 二次噴涂后的技經(jīng)指標

        3.2.2 二次噴涂給予大修后上部噴涂層脫落影響爐況,由于時間緊,二次噴涂直接在大修后噴涂層上直接噴涂,加重上部爐型不合理

        由二次噴涂后實測上部爐型,可知,在噴涂后,由于爐喉的變形,由設(shè)計的4.2m變?yōu)?.0m,導致爐喉鋼磚下噴涂過厚且不符合爐喉煤氣流控制,實際延長爐喉高度2787mm,爐喉高度由1800mm向下延長高度為4550mm,如圖2。由于爐喉的增長,導致料面上部邊沿煤氣流過于集中,上部料面煤氣壓力增大,煤氣控制性變?nèi)酰绊懖剂虾兔簹夥植?爐喉增長后,爐料到達爐身中下部,邊沿料層變薄,增強邊沿煤氣流,上部料制調(diào)節(jié)作用變?nèi)酰?]。爐身上部噴涂層厚度是設(shè)計厚度的3.5倍,所形成的爐身角偏小,對下料有明顯影響,而爐身高度的縮短對煤氣利用也有影響。

        圖2 二次噴涂后的爐喉及以下部爐型

        二次噴涂后,高爐煤氣流可控性變差,爐頂煤氣邊緣氣流過分發(fā)展,且分布不均勻,采取降料線,改變上中下調(diào)節(jié)制度等沒有效果。由于爐況長期不順,爐況穩(wěn)定性日益變差,突然懸料,頻繁崩料,高爐爐況極差。停爐后發(fā)現(xiàn)由于長期慢風,渣口側(cè)、爐腰、爐腹粘結(jié)較嚴重,爐身上部結(jié)有一圈鐵質(zhì)瘤。

        3.3 修復(fù)后的爐型

        3.3.1 原因分析

        新鋼業(yè)2號高爐自2003年10月投產(chǎn)以來至今已生產(chǎn)近8年,爐喉鋼磚已嚴重破損變形。由于高溫變形扭曲,鋼磚內(nèi)表面開裂起翹,鋼磚起翹阻礙探尺錘正常工作。高爐鋼磚變形起翹使爐喉直徑變窄,導致高爐上部低溫帶噴涂過厚,高爐內(nèi)型尺寸變小,竟而對煤氣流的分布影響很大,嚴重危及高爐生產(chǎn)。

        3.3.2 此次修復(fù)爐型的內(nèi)容

        嚴格按照高爐設(shè)計尺寸修復(fù),采用掉中心垂直線,每段修復(fù)后要實測高爐內(nèi)徑。施工重點:由于爐喉變窄,高爐21.413m至24.2m處,用耐火磚砌筑,恢復(fù)設(shè)計尺寸。21.413m及以下人工清理內(nèi)表面,要求內(nèi)表面尺寸符合高爐設(shè)計內(nèi)徑。修復(fù)后高爐內(nèi)表面均勻、平整,效果很好。

        2 #高爐爐型修復(fù)后,實測爐型較好,所測爐內(nèi)尺寸較設(shè)計爐內(nèi)尺寸半徑大約200mm。較科學的符合高爐操作爐型。

        3.3.3 修復(fù)后技經(jīng)指標

        表六 爐型修復(fù)后的生產(chǎn)指標

        爐喉是高爐爐料入爐和煤氣穿透料柱排升到高爐爐頂?shù)膮^(qū)間,對爐料分布和煤氣在塊狀帶的第三次分布均有影響。現(xiàn)代高爐爐喉直徑和爐喉高度對爐料分布控制意義重大,高爐焦批重量和礦批重量以及料線等上部調(diào)劑的主要參數(shù)都與爐喉直徑和爐喉高度相關(guān)。在高爐大噴煤條件下,確定合理的礦焦比以及中心及邊緣的焦炭層厚度,對于獲得理想的煤氣流發(fā)布、抑制邊緣沒氣流過分發(fā)展至關(guān)重要[2]。爐喉直徑過大造成爐喉徑向爐料發(fā)布控制難度增加,煤氣流的合理分布不易獲得;而爐喉直徑過小則會造成煤氣上升阻力增加、爐身角過小。爐喉高度滿足高爐料線的要求一般以1.5~2.5m為宜,爐喉高度過高對高爐冶煉并無積極意義。

        3 經(jīng)驗與教訓

        3.1 高爐噴涂要十分慎重,噴涂要防止噴涂料大面積脫落而影響爐況。

        3.2 高度重視高爐爐型,特別是上部低溫帶爐型,不可貪多,合理即可。

        3.3 大修高爐,要重視高爐內(nèi)型尺寸,考慮好局部和整體尺寸的科學合理性。

        3.4 發(fā)現(xiàn)爐況應(yīng)及時做出相應(yīng)調(diào)整,找出爐況失常的根源。

        3.5 實現(xiàn)高爐的設(shè)計爐型,操作爐型和合理爐型的統(tǒng)一,有利高爐生產(chǎn)和長壽。

        [1]Takanobu,INADA,高爐內(nèi)型對爐內(nèi)狀態(tài)的影響,鞍鋼技術(shù),2004,3(1):49-55

        [2]林成城,項鐘庸,第七屆中國鋼鐵年會論文集,北京,冶金工業(yè)出版社,1998,p443-447

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