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怎樣延長高爐爐缸壽命采取有效措施?

怎樣延長高爐爐缸壽命采取有效措施?


要延長高爐爐缸壽命,防止爐缸短期被燒穿,就應當針對問題采取有效措施。


第一,提高碳磚質量是重中之重

欲提高碳磚質量,一是要提高碳磚的抗水蒸氣氧化能力,碳磚與冷卻壁之間的填料(炭素搗打料或泥漿)也要有良好的抗水蒸氣氧化能力和150℃左右時≥10W/(m·k)的導熱能力。二是要提高碳磚抗鐵水熔蝕能力,抗鐵水熔蝕指數要<10%。三是要提高碳磚的導熱能力,在800℃下導熱率要≥12W/(m·k)。四是要提高碳磚的抗熱應力能力。五是要提高碳磚的抗鋅能力。

碳複合磚是一種更加適合高冶煉強度的高爐爐缸爐底安全生產的材料,抗鐵、抗氧化、抗鋅、抗熱應力等關鍵指標更適應高爐實際工況。其特點如下:

微孔化率高。平均孔徑<0.5μm,<1μm孔容積>70%,透氣度趨近於零,可以有效防止渣鐵的滲透侵入損壞。

導熱性好。導熱係數達13W/(m·K)以上,與國外知名碳磚相當,但卻不是隨溫度升高導熱性提高,而是相反,正好滿足了爐缸冷卻傳熱的要求。在100℃的環境中,碳複合磚的導熱係數為17W/(m·K),RB微孔碳磚隻有8.6W/(m·K),MG熱壓小碳磚隻有6.8W/(m·K)。

抗鐵熔蝕性優越。碳複合磚具有與陶瓷杯同樣好的抗鐵熔蝕性,抗鐵熔蝕性能<1%,比國外知名碳磚提高了50倍~90倍,克服了碳磚抗鐵熔蝕性差(>20%)的缺點,可以延長使用年限,讓人們有更長的時間來發現爐缸局部被侵蝕的情況,防止無征兆燒穿事故的發生。

抗氧化性優越。氧化率為<1%,遠優於MG小碳磚的18%,並且在氧化後表麵無蜂窩,很光潔,也有很高的強度。碳複合磚抗氧化性能比國外知名碳磚提高了3倍~20倍,可以有效防止因冷卻設備漏水引起磚襯氧化而冷卻失效造成的爐缸被燒穿的嚴重事故。

抗熱應力強度高。抗熱應力強度達10.5MPa左右,與高爐爐缸底部邊角實際熱應力大於10MPa的工況相適應,可以大大延緩象腳侵蝕的進展,以免開爐2年左右就得開始持續的鈦礦護爐,而鈦礦護爐會帶來高爐操作困難和煉鐵成本增加。

抗堿性優越。碳複合磚抗堿後體積膨脹<3%,並且強度增加,與國外知名碳磚的抗堿性能相當,並且優於一般的剛玉莫來石係列陶瓷杯(其抗堿後體積膨脹15%~30%,強度下降嚴重)。

抗鋅侵蝕能力強。碳複合磚抗鋅侵蝕後的強度下降約26%,但還有55MPa的強度,而微孔碳磚抗鋅侵蝕後的強度幾乎為零。

抗渣性好。抗渣性能<3%,雖不及碳磚,但好於碳磚的抗鐵指標,比一般的剛玉莫來石係列陶瓷杯高10倍以上,也好於微孔剛玉磚(6%~8%)。

強度高。碳複合磚的耐壓強度達到75MPa以上,知名碳磚隻有30MPa~45MPa。這可以有效抵抗象腳部位強大的熱應力損壞。

膨脹係數低。碳複合磚可以無需設置膨脹縫,與碳磚相互組合。碳複合磚膨脹係數約為(4.1~4.5)× 10-6(1/℃),碳磚為(2.5~3.5)×10-6(1/℃),剛玉莫來石係列磚為(6~8)×10-6(1/℃)。

用磷酸鹽結合泥漿,常溫下有一定的強度,可以防止泥漿擠壓流失和灌漿衝損。


第二,提高鐵口局部設計質量不可忽視

鐵口磚襯厚度(鐵口前段泥套後的鐵口中心線斜長)設計時應當控製在爐缸直徑的22.5%左右,凸出爐內側鐵口磚的寬度宜在夾角45°逐漸過渡,在鐵口中心線以上的高度也要隨高爐容積增加而增加。鐵口磚襯厚度過小,容易造成鐵口局部侵蝕過快,炮泥消耗量加大。鐵口磚襯凸出內型線長度不宜超過800mm,過分凸出也容易造成鐵口兩邊轉折處的碳磚侵蝕加劇。鐵口局部以外的鐵口中心線位置(非鐵口區)磚襯厚度不能過薄。

設計時要控製死鐵層深度,死鐵層深度一般應當控製在爐缸直徑的17%~20%。

另外,爐缸側壁碳磚溫度計插入深度不要超過200mm,爐底溫度計不要設在陶瓷墊下方,要設在陶瓷墊下方一層或兩層碳磚的底部。容易侵蝕的部位插入較深的溫度計不能采用套管,應當采用鎧裝熱電偶直接埋設。

在冷卻壁設計上,冷卻壁內水管外表麵的麵積與冷卻壁麵積之比達到0.9以上,水速≥1.6m/s。爐缸冷卻壁的設計熱負荷也要適應高產的需要,風口至鐵口上方的冷卻壁設計熱負荷為10000kcal/(m2·h),鐵口及死鐵層區的冷卻壁設計熱負荷為15000kcal/(m2·h),底部冷卻壁設計熱負荷為6000kcal/(m2·h)。爐缸Z好采用橫型冷卻壁,便於對每段冷卻壁的冷卻情況進行檢測。爐缸區域不適宜采用焊接進出水管的manbetx下载网页 ,如果要采用這種形式的manbetx下载网页 ,則必須對焊接後的水管進行拔出試驗,以確保焊接工藝和質量的可靠性。鑄造manbetx下载网页 沒有焊接水管,用於爐缸區域將更安全。

適當增加容易產生象腳侵蝕的碳磚的溫度檢測點,鐵口下方區域每點溫度計的檢測範圍為1.6m2~2m2,其餘非鐵口區域部位每點溫度計的檢測範圍為2.5m2~3m2。

陶瓷杯的結構設計要防止陶瓷杯材料的膨脹對碳磚和風口大中套的不利影響,縱向與徑向上的膨脹縫設計要合理。陶瓷墊材料要有高的微孔性和抗鐵水性,陶瓷杯壁材料要有高的抗渣和抗鐵水性,常規的複合棕剛玉不適合用作陶瓷杯壁材料。


第三,施工質量決不能打折扣

爐缸爐底的碳磚施工周期要合理,現場施工質量檢查監督要嚴格,做到磚縫小、泥漿飽滿、砌築後磚體下部泥漿不流損。盡量避開冬季在低於5℃的天氣下施工。

碳磚與冷卻壁之間的填料要搗實,要在現場做搗實試驗,取樣檢查搗實後的填料體積密度,必須滿足要求。填料的體積密度與導熱率密切相關,一般炭素搗料體積密度<1.6g/cm3時導熱率急劇下降。

建議碳磚用樹脂泥漿砌築的高爐不要在開爐前進行壓力灌漿,在開爐後,當碳磚冷麵溫度到達100℃左右時再進行壓力灌漿。過去,爐缸壓力灌漿是在爐缸生產維護中使用,不是在建設時使用。在建設中,冷卻壁與爐殼的間隙是用黏土火泥加上水泥稀泥漿,在冷卻壁安裝時從上部灌注進去的。這樣就避免了從爐殼外麵高壓灌漿帶來的不利影響,因此,Z好沿用過去的施工方法。


第四,充分做好開爐前的工作

高爐爐缸內進水,主要有兩個進水源。一是無料鍾齒輪箱回水槽內水溢出,二是爐頂打水控製失誤。開爐前,要做好定時定員檢查確認。一旦爐缸進水,要及時排盡,並追加烘爐時間。在設計上,爐頂打水進水閥設置爐頂打水閥開啟的聲響報警裝置,對爐頂齒輪箱回水槽溢水也設置聲響報警裝置。

高爐的烘爐時間要有保障,中小高爐應為15天左右,大高爐應為20天左右。現在高爐烘爐時間都很短,中小高爐隻有7天左右,大高爐也隻有10天左右。烘爐的目的一方麵是排出水分,另一方麵是讓泥漿有較高的強度,以提高投產後泥漿抗渣鐵侵蝕的能力。

烘爐時要減少冷卻壁水量,或充入一定量的蒸汽,使爐缸冷卻壁出水溫度在50℃以上。烘爐時,壓漿短管上的冒口要盡量打開,以利於水蒸氣排出,待開爐時再擰緊其冒口。


第五,必須考慮適當延長高爐達產時間

小高爐爐缸爐底磚襯厚度較小,達產時間宜控製在15天以上。大高爐爐缸爐底磚襯厚度較大,達產時間宜控製在30天以上。快速達產使得爐缸爐底耐材失去了“自適應”或者“磨合期”階段,對砌體是嚴重的傷害,Z終的結果是提前幾周的達產換來5年以上的高爐壽命損失。因此,快速達產是得不償失的。


第六,應充分考慮合理壓漿

在生產維護中,爐缸壓力灌漿的材質,應當選擇碳質無水壓入泥漿,不應采用高鋁或黏土質壓入泥漿,以防止在冷卻壁熱麵形成一層隔熱材料。

壓漿的壓力必須控製適當,在爐殼上的壓漿短管上的壓力一般不宜超過1.5MPa(壓漿機出口壓力控製在2.0MPa以下)。有的高爐在爐缸側壁溫度過高、內襯很薄的情況下,采用4MPa~10MPa的壓力灌漿,造成內襯破損而被迫停爐大修。


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