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        唐鋼中厚板1#高爐爐缸側(cè)壁碳磚溫度異常升高的處理實踐

        2019-10-21 08:55:14王同倫
        中國金屬通報 2019年9期
        關(guān)鍵詞:唐鋼爐缸堿度

        王同倫

        (唐山中厚板公司,河北 唐山 063000)

        唐鋼中厚板1#高爐爐容為1500m3,有24個風(fēng)口送風(fēng),爐前設(shè)2個出鐵口,夾角75°。爐頂采用WZ型無料鐘串罐下料、主皮帶上料模式,爐喉設(shè)十字測溫、爐頂成像裝置。爐型采用薄壁噴涂造襯,爐缸采用陶瓷杯+炭磚的爐底爐缸結(jié)構(gòu),冷卻壁采用光面冷卻壁與鑲磚冷卻壁相結(jié)合的軟水密閉循環(huán)冷卻。高爐煤氣處理采用重力除塵,后續(xù)配備布袋干法除塵。2014年10月19日定修,對該區(qū)域進(jìn)行了爐缸冷卻壁熱面灌漿,送風(fēng)后該區(qū)域的319.5°方向的溫度很快便升高至450℃,隨后仍呈上漲趨勢,到2015年8月2日該點溫度最高至628℃。下面針對1#高爐爐缸側(cè)壁碳磚溫度異常升高的原因和處理方法進(jìn)行總結(jié)分析。

        1 爐缸側(cè)壁溫度異常升高的原因

        1.1 串煤氣的影響

        2014年10月19日定修進(jìn)行爐缸灌漿,當(dāng)時灌漿料采用的是2#高爐剩下的灌漿料,灌漿后爐缸側(cè)壁319.5°方向短時間上升了約90℃。

        1#高爐爐缸溫度高的部位是大修時開大門的位置,屬于新、老爐殼接口位置,正常生產(chǎn)后,因熱應(yīng)力破壞爐殼變形造成爐缸漏煤氣。

        大修時五-八帶軟熔區(qū)域的冷卻壁更換的不徹底,139.5°至234°區(qū)域的冷卻壁基本上是舊冷卻壁,進(jìn)入2015年后該區(qū)域的煤氣漏點較多,U型彎破損較為頻繁。

        1.2 渣鐵環(huán)流影響

        通常狀況下,2000m3以下高爐一般是兩個鐵口對稱分布,死鐵層深度一般為2m。唐鋼中厚板1#高爐受場地限制、資金投入等因素影響,設(shè)計上存在先天缺陷,兩個鐵口夾角僅為75°,死鐵層深度設(shè)計為1.8m。對于這種爐缸死鐵層偏淺和鐵口夾角較小的高爐,當(dāng)死料柱透氣性和透液性顯著下降時,滴落帶下落的鐵水難以穿過中心焦柱而大量流向爐缸周邊,必然加重爐缸側(cè)壁熱負(fù)荷,側(cè)壁炭磚受到渣鐵強(qiáng)烈沖刷而發(fā)生環(huán)流侵蝕[1]。

        2 控制爐缸側(cè)壁溫度異常升高的措施

        2014年10月以來,唐鋼中厚板1#高爐通過研究分析,逐步摸索控制爐缸側(cè)壁溫度升高的操作措施,輔以外部維護(hù),基本解決了長期困擾生產(chǎn)的長壽技術(shù)難題,實踐證明這些措施是行之有效的。

        2.1 加鈦礦護(hù)爐

        含鈦物料的加入方法是配加一定含鈦量的燒結(jié)礦和鈦球。上調(diào)燒結(jié)礦TiO2含量至0.50%,球團(tuán)TiO2至1.8%~2.0%,[Si]控制在0.4%~0.5%、通過爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整,保證入爐鈦負(fù)荷在5kg/tFe~7kg/tFe,鐵水含鈦量控制在0.120%~0.150%。9月份以后1#高爐堵4#風(fēng)口限產(chǎn)能,爐缸側(cè)壁碳磚溫度開始呈現(xiàn)下降趨勢,遂逐步降低入爐鈦負(fù)荷以保證爐缸活躍。

        2.2 爐襯溫度穩(wěn)定的控制

        為了使渣皮穩(wěn)定,避免因渣皮頻繁脫落對氣流和熱制度造成影響,1#高爐自2014年將爐渣二元堿度由1.05~1.10提高到1.10~1.15后,2015年1月下旬繼續(xù)進(jìn)行提高爐渣堿度的試驗,將二元堿度逐步穩(wěn)定在1.15以上,高時接近1.2水平。堿度提高以后,有利于降低(SiO2)活度,減少[Si]的還原,具體波動趨勢見圖1。

        圖1 1#高爐爐溫及爐渣堿度對照關(guān)系

        通過上提爐渣堿度的試驗,高爐渣系漸趨合理,進(jìn)入2月下旬以后,處在軟熔區(qū)域的爐襯10~13層溫度整體呈下行趨勢,波動幅度明顯漸?。ㄒ妶D2),說明渣皮逐漸穩(wěn)定,脫落減少,爐型逐漸規(guī)整,氣流分布合理穩(wěn)定,高爐爐缸熱量充沛穩(wěn)定。

        圖2 1#高爐軟熔區(qū)域十-十三層溫度趨勢

        2.3 爐缸冷熱面灌漿

        爐缸灌漿有兩種形式,一種是對爐缸冷卻壁熱面進(jìn)行灌漿,碳磚與冷卻壁熱面之間有一層炭質(zhì)搗料層,通過灌漿以消除碳素?fù)v料層與冷卻壁熱面之間的氣隙,提高爐缸有效傳熱,強(qiáng)化冷卻。另一種是冷卻壁與爐殼之間進(jìn)行灌漿,通過碳磚電偶所測得高溫點,確定鉆孔的部位,鉆孔的深度必須保證穿透爐殼而不傷及冷卻壁[2]。

        2.4 爐皮漏點的治理

        1#高爐爐皮漏點主要集中在兩個區(qū)域,一個區(qū)域是在139.5°~240°的舊冷卻壁區(qū)域,U型彎破損較為頻繁。尤其是六-七帶200°~240°區(qū)間爐皮(此塊爐皮大修時進(jìn)行過挖補(bǔ)更換),正常生產(chǎn)后,受熱應(yīng)力破壞影響,爐皮局部有大裂縫。

        2.5 優(yōu)化操作制度

        為了控制邊緣,活躍中心,以減弱渣鐵環(huán)流沖刷侵蝕碳磚,抑制爐缸側(cè)壁溫度升高趨勢,對風(fēng)口布局進(jìn)行了調(diào)整。利用幾次定修的機(jī)會,將爐缸側(cè)壁溫度偏高的區(qū)域上方風(fēng)口逐步加長、并縮小風(fēng)口直徑。

        因爐缸側(cè)壁溫度升高趨勢無法得到抑制,2015年8月初定修,堵上爐缸側(cè)壁高溫度區(qū)域?qū)?yīng)的4#風(fēng)口,風(fēng)量仍按照3050m3/min,標(biāo)速由188m/s提高至195m/s控制,在維持產(chǎn)量不變的情況下,減少爐缸煤氣向邊緣發(fā)展,最終使?fàn)t缸側(cè)壁碳磚溫度得到控制。

        3 效果

        1#高爐通過綜合治理措施的實施,爐缸側(cè)壁碳磚高點溫度得到了較好的控制,尤其是去年8月份以后,高點溫度下降的幅度較大,到2016年1月捅開風(fēng)口、提高富氧率后,該點溫度基本穩(wěn)定在220℃左右。在爐缸側(cè)壁碳磚溫度綜合治理期間,雖受一些外圍因素影響,但通過優(yōu)化操作制度,在取得了爐缸側(cè)壁碳磚溫度得到有效控制的同時,保持爐況穩(wěn)定順行,燃料消耗和煉鐵成本也達(dá)到歷史最低水平,具體指標(biāo)見表1。

        表1 2015年下半年1#高爐主要技術(shù)指標(biāo)

        注:9月消耗升高、成本升高與燒結(jié)脫硫事故有關(guān),在此期間1#高爐被迫混上大量落地?zé)Y(jié)礦,還配吃了一部分唐鋼本部及不銹鋼公司的汽運來的燒結(jié)礦,該燒結(jié)礦受制造成本及運輸費用影響,造成原料成本有所升高。

        4 結(jié)語

        經(jīng)過近1年來的爐缸側(cè)壁碳磚溫度處理實踐,1#高爐爐缸側(cè)壁碳磚溫度異常升高的主要原因是該區(qū)域冷卻壁冷、熱面存在氣隙,通過上述一系列的措施綜合治理后,局部竄煤氣的現(xiàn)象明顯減輕,氣隙通道逐步被堵塞,最高點電偶溫度持續(xù)下降至安全范圍之內(nèi)。在降低富氧量控制產(chǎn)能后,有效的降低了環(huán)流的沖刷強(qiáng)度,對改善高爐爐缸側(cè)壁碳磚侵蝕起到了積極作用。

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