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        提高混鐵爐爐襯壽命的技術(shù)研究與實(shí)踐

        2024-01-07 13:45:00毛偉龍王海博
        山西冶金 2023年11期
        關(guān)鍵詞:耐材爐襯鐵口

        毛偉龍,姜 成,王海博

        (日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司,山東 日照 276806)

        0 引言

        日照鋼鐵型材制造部煉鋼區(qū)現(xiàn)有900 t 側(cè)進(jìn)鐵混鐵爐1 座,通過混鐵爐出鐵至過跨車,把爐內(nèi)的鐵水送至轉(zhuǎn)爐吹煉,緩沖煉鐵和煉鋼轉(zhuǎn)爐之間鐵水平衡,穩(wěn)定地提供轉(zhuǎn)爐吹煉的鐵水溫度和成分,確保轉(zhuǎn)爐平穩(wěn)吹煉,為降低生產(chǎn)成本提供有力保障,為轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化吹煉提供穩(wěn)定支撐[1-2]。2 座120 t 轉(zhuǎn)爐日供鐵水120爐,優(yōu)化前,混鐵爐耐材在使用10 個(gè)月左右后,根據(jù)爐況侵蝕情況需要對(duì)渣線及出鐵道和前墻兩側(cè)夾角位置進(jìn)行一次中修,每次維護(hù)需停爐30~40 d,增加維修成本20 萬元,大修一次需花費(fèi)300 萬元左右,這與日照鋼鐵現(xiàn)階段追求低成本、高效益的管理模式是極不相符的。因此找出制約混鐵爐內(nèi)襯壽命的主要因素,制定針對(duì)性的措施是提高混鐵爐壽命、穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)、降低成本的可采取手段。本文通過對(duì)日照鋼鐵的900 t 混鐵爐爐襯殘磚分析及對(duì)應(yīng)日常精細(xì)化管理執(zhí)行,使得混鐵爐不經(jīng)中修壽命達(dá)到了22 個(gè)月的最好成績(jī)。

        1 爐襯侵蝕位置及原因分析

        1.1 混鐵爐內(nèi)襯各部位侵蝕情況

        混鐵爐拆除過程中對(duì)內(nèi)襯耐材各部位殘余部分進(jìn)行跟蹤測(cè)量,繪制混鐵爐內(nèi)襯殘襯圖,如圖1 所示。進(jìn)鐵口位置下部1 500 mm 處由675 mm 侵蝕至237 mm;燒嘴側(cè)端墻由500 mm 侵蝕至178 mm;后墻托磚板下1 000 mm 的位置由675 mm 侵蝕至168 mm;進(jìn)鐵口側(cè)后墻中間部位耐材由675 mm 侵蝕至117 mm,該侵蝕部位是本爐役耐材部位最薄弱點(diǎn)位,爐底耐材未見明顯侵蝕跡象,其余爐體耐材侵蝕相對(duì)均勻,尤其是出鐵道兩側(cè)夾角位置。

        圖1 900 t 混鐵爐爐內(nèi)襯殘襯圖

        1.2 內(nèi)襯侵蝕的原因分析

        混鐵爐進(jìn)鐵、出鐵時(shí),受到鐵水和渣流的機(jī)械沖刷和重力作業(yè);傾動(dòng)時(shí),爐襯耐材受到較大的動(dòng)負(fù)荷作用和浮在鐵水面上的鐵渣運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖刷,加劇了砌體尤其是出鐵口和后墻鐵水沖擊區(qū)的耐火磚的損毀速度;爐襯火焰調(diào)整頻繁或火焰調(diào)整不好,形成氧化焰,對(duì)爐襯內(nèi)襯造成燒損;高溫回爐鋼對(duì)耐材造成荷重軟化,加劇耐材侵蝕。

        1)爐溫控制不穩(wěn)定是影響爐役壽命的主要因素之一,爐溫波動(dòng)會(huì)造成爐內(nèi)磚熱脹冷縮,出現(xiàn)磚體斷裂或墜落。

        2)混鐵爐日吞吐量大,經(jīng)進(jìn)鐵與出鐵成分的大數(shù)據(jù)測(cè)算,混鐵爐的混勻系數(shù)在40%左右,進(jìn)鐵側(cè)的溫度和成分波動(dòng)引起爐內(nèi)溫度不穩(wěn)定及頻繁的機(jī)械沖刷和化學(xué)侵蝕。

        3)本爐役采用鋁碳化硅材質(zhì),其荷重軟化溫度為1 580 ℃,遠(yuǎn)高于來鐵最高溫度1 410 ℃。在混鐵爐側(cè)進(jìn)鐵時(shí),為減少散溫不進(jìn)鐵,關(guān)閉進(jìn)鐵口擋火門,煤氣烘烤使用過程的弱氧化氣流對(duì)內(nèi)襯造成侵蝕。鋁碳化硅磚檢測(cè)項(xiàng)目的相關(guān)情況如表1 所示。

        表1 鋁碳化硅磚檢測(cè)

        4)高溫回爐鋼的回爐溫度一般在1 550 ℃以上,耐材荷重軟化溫度≥1 580 ℃,返入爐內(nèi)導(dǎo)致爐內(nèi)鐵水渣黏,出鐵不流暢,增加了鐵水對(duì)磚襯的機(jī)械磨損,且鋼水中含一定的氧,加劇了耐材侵蝕,應(yīng)避免生產(chǎn)過程中的回爐鋼入爐。

        2 內(nèi)襯侵蝕的控制措施

        2.1 混鐵爐爐襯溫度和煤氣調(diào)整要求

        1)混鐵爐出鐵鐵水溫度低于1 260 ℃、爐襯溫度低于1 050 ℃時(shí),混鐵爐開煤氣提高爐襯溫度,東西燒嘴各開至200~300 m3/h,避免爐內(nèi)渣子結(jié)殼。爐襯溫度烘烤至1 150~1 200 ℃時(shí),關(guān)閉混鐵爐煤氣,進(jìn)行保溫。

        2)混鐵爐出鐵鐵水溫度大于1 300 ℃、爐襯溫度低于950 ℃時(shí),開煤氣采取升溫措施,東西兩側(cè)燒嘴各開200 m3/h。

        3)混鐵爐內(nèi)鐵水溫度高于1 340 ℃時(shí),混鐵爐燒嘴煤氣關(guān)閉,利用鐵水溫度進(jìn)行升溫。

        4)每班對(duì)混鐵爐出鐵口進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)出鐵嘴有搭橋現(xiàn)象時(shí)及時(shí)通知維護(hù)人員進(jìn)行處理,避免出鐵口積渣過多,使用煤氣化渣造成出鐵道耐材燒損。

        5)混鐵爐試驗(yàn)自重回零>10°時(shí),混鐵爐東西燒嘴煤氣各調(diào)至350~450 m3/h,對(duì)混鐵爐內(nèi)襯掛渣進(jìn)行化渣,保持正常爐容,確保裝鐵量。

        2.2 混鐵爐出鐵檔位、流速及出鐵時(shí)間控制

        1)出鐵過程為1 檔—2 檔—3 檔—4 檔,逐級(jí)提檔,換檔檔位間隔3 s,同樣執(zhí)行降檔控制。

        2)混鐵爐出鐵流速控制,出鐵流程遵循:小流(≤0.5 t/s)—中流(≤1 t/s)—大流(≤1.5 t/s)—中流—小流。

        3)控制出鐵過程時(shí)間在4~6 min,混鐵爐出鐵遙控手柄設(shè)為四檔,出鐵過程嚴(yán)格按照逐級(jí)換擋,換擋嚴(yán)格遵守時(shí)間間隔要求進(jìn)行操作,以減緩爐內(nèi)液面劇烈晃動(dòng)對(duì)爐體內(nèi)襯的機(jī)械沖刷。

        2.3 混鐵爐內(nèi)鐵水儲(chǔ)存量周期管理

        混鐵爐內(nèi)鐵水存貯目標(biāo)分別按照300 t±50 t、400 t±50 t、500 t±50 t 的要求,每3 個(gè)月調(diào)整一次,確?;扈F爐內(nèi)渣線以上部位侵蝕均勻,最大限度利用砌筑耐材。

        2.4 生產(chǎn)事故鋼水處理

        針對(duì)生產(chǎn)過程因事故產(chǎn)生的回爐鋼,優(yōu)先組織回爐處理,大于45 t 時(shí),按照鐵水包內(nèi)先出鐵40 t,再折入回爐鋼的方式進(jìn)行處理,避免直接回入混鐵爐造成局部溫度過高,造成耐材燒損。

        2.5 混鐵爐運(yùn)行監(jiān)控

        使用手持測(cè)溫槍對(duì)爐殼預(yù)設(shè)點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)溫,尤其是對(duì)內(nèi)襯薄弱部位進(jìn)行終點(diǎn)監(jiān)控,發(fā)現(xiàn)溫度異常時(shí)及時(shí)降液面觀察侵蝕情況,并進(jìn)行維護(hù),確?;扈F爐爐役期間平穩(wěn)運(yùn)行。

        3 實(shí)踐效果

        1)通過煤氣管理制度優(yōu)化煤氣使用,同時(shí)不斷優(yōu)化進(jìn)出鐵制度,可節(jié)約煤氣50 m3/h,按照煤氣價(jià)格為0.1 元/m3計(jì)算,年節(jié)約成本4.38 萬元。

        2)通過穩(wěn)定進(jìn)出鐵溫度及成分控制,現(xiàn)階段爐內(nèi)溫度穩(wěn)定在1 050~1 200 ℃,混鐵爐爐役通鐵量有望達(dá)到350 萬t 新高。

        3)混鐵爐爐役期不進(jìn)行中修,可節(jié)約成本20 萬元,后續(xù)需繼續(xù)優(yōu)化混鐵爐爐體薄弱位置耐材尺寸與耐材利用率不高的位置,為提高混鐵爐壽命,降低使用成本繼續(xù)探索。

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