南钢4号高炉炉底温度异常升高调查与分析
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摘 要 南钢4号高炉停炉调查表明,炉底碳砖没有发生严重蚀损,温度升高在于砖缝间隙过大,大量铁水沿砖缝渗漏到达第二层碳砖表面,由于炉底缝板高温变形,导致热量无法被冷却介质带走,加之…
摘 要 南钢4号高炉停炉调查表明,炉底碳砖没有发生严重蚀损,温度升高在于砖缝间隙过大,大量铁水沿砖缝渗漏到达第二层碳砖表面,由于炉底缝板高温变形,导致热量无法被冷却介质带走,加之环板四周开裂,高温煤气流窜过。
关键词 炉缸 碳砖 封板 侵蚀
1 前言
南钢4号高炉于2004年10月10日大修投产,高炉容积432m3,为双钟炉顶,14个风口,由于设计采用了当时中、小高炉的一些先进技术,各项技术经济指标逐年得到改进(表1),到2008年10月10日 ,高炉利用系数达到了3.17t/(m3.d),但是因为炉底温度升高,虽经钒钛矿护炉仍无法抑制其上升趋势,已经危及到高炉正常生产,因此被迫停炉项修。停炉时对炉底碳砖破损情况进行了调查。
2 炉缸、炉底结构
炉底砌筑4层焙烧碳砖(346×5=1730mm),碳砖上面砌棕刚玉陶瓷杯2层(232×3=696mm),在高炉底板下面设置水冷炉底,炉底冷却水管中心线距离炉底钢板114mm,冷却水管的直径是DN50mm,共22根。冷却水管中心距为300mm,在炉底钢板的上下捣打有冷凝炭捣料,最底层为耐热混凝土,紧靠炉底封板之上设热电偶一支直通炉底中心。炉缸下部外围垂直为十层自焙碳砖(高464+1888mm),内衬棕刚玉陶瓷杯,再内衬一层高炉黏土砖保护层,炉缸上部外围为铝碳砖,内部为粘土砖保护层。
3 停炉前生产状况
2008年8月,炉底温度上升较快,8月1日,炉底第一层中心点热电偶温度为552℃,8月7日,上升到571℃,于是加钒钛矿护炉,8月18日,温度下降到548℃正常生产时的温度(图1),考虑到钒钛矿价格高以及长期使用对高炉炉况的负面影响,因此停用钒钛矿。10月8日小夜班,炉底温度突然又快速上升,开始加钒钛矿护炉,10月9日11:58,炉底温度上升到610℃,高炉休风凉炉,并进行炉底开孔灌浆处理,21:30复风,当时温度621℃,堵4号、8号和11号风口。复风后炉底温度仍然上升,10月11日8:00,温度上升到642℃,10月13日8:00,温度上升到655℃,被迫休风停炉项修。
4 拆炉过程跟踪
(1)炉缸铁口水平面靠近铁口区域砖衬基本完好,只在局部位置发现疑似渗铁状固体(图2)。
(2)残铁口开孔处第4层大炭砖表面与热模压小炭砖之间存在约10mm水平缝隙,存在筑炉质量问题(图3)。
(3)铁口处陶瓷杯基本没有破损,无侵蚀,陶瓷杯与小炭砖之间有渗铁,没有明显间隙,32层热模压小炭砖完好,砌体内不存在裂缝。
(4)残铁口附近炉底两层陶瓷杯漂起能看到完整的砖型,远离残铁口区域基本上见不到完整的陶瓷杯,大部分是砖和渣的混合物(图4)。
(5)大碳块表面第一层陶瓷杯四周填料侵蚀掉,外层小碳块侵蚀约3/4,第二层1/2,大碳砖表面有一层残铁约10mm(图5)。
(6)炉底第四层碳砖中心局部有侵蚀,深度在20mm左右(图6),其余三层没有侵蚀,砌体之间有间隙,大的约5mm,除了第一层碳砖局部有侵蚀外其余三层没有发现变形。
(7)炉底第四层碳砖之间有大量渗铁,厚度在10mm左右,第三层碳砖表面也残留厚度达5mm以上的残铁;第三层碳砖之间有少量渗铁,厚度在5mm以上,第二层碳砖表面有轻微的铁蚀;第二层和第一层碳砖正常(图7)。
(8)封板上炭质捣打料密实,不存在间隙,局部凹凸不平,煤气封板周围及中间焊缝没发现开裂,残铁口和卷扬两个区域发现钢板隆起,割开后发现高度在20-50mm左右(图8)。
(9)环板接头焊缝开裂严重。
5 结论
(1)炉底碳砖中间部位间隙过大(照片八),导致表面铁水沿砖缝渗漏,使得第四层和第三层碳砖基本浸泡在铁水中,积聚的热量使得炉底温度大幅度升高。
(2)炉底封板由于高温作用变形,导致隆起,形成局部高达20-50mm的间隙,与水冷管传导介质之间形成空气隔层,失去导热的功能,影响水冷效果。
(3)炉底封板与高炉炉壳相连的环板焊缝开裂严重存在泄漏煤气的条件,高温煤气窜进炉底封板下面,导致热量积聚,炉底电偶温度迅速升高。
(南京钢铁公司炼铁厂)
关键词 炉缸 碳砖 封板 侵蚀
1 前言
南钢4号高炉于2004年10月10日大修投产,高炉容积432m3,为双钟炉顶,14个风口,由于设计采用了当时中、小高炉的一些先进技术,各项技术经济指标逐年得到改进(表1),到2008年10月10日 ,高炉利用系数达到了3.17t/(m3.d),但是因为炉底温度升高,虽经钒钛矿护炉仍无法抑制其上升趋势,已经危及到高炉正常生产,因此被迫停炉项修。停炉时对炉底碳砖破损情况进行了调查。
2 炉缸、炉底结构
炉底砌筑4层焙烧碳砖(346×5=1730mm),碳砖上面砌棕刚玉陶瓷杯2层(232×3=696mm),在高炉底板下面设置水冷炉底,炉底冷却水管中心线距离炉底钢板114mm,冷却水管的直径是DN50mm,共22根。冷却水管中心距为300mm,在炉底钢板的上下捣打有冷凝炭捣料,最底层为耐热混凝土,紧靠炉底封板之上设热电偶一支直通炉底中心。炉缸下部外围垂直为十层自焙碳砖(高464+1888mm),内衬棕刚玉陶瓷杯,再内衬一层高炉黏土砖保护层,炉缸上部外围为铝碳砖,内部为粘土砖保护层。
3 停炉前生产状况
2008年8月,炉底温度上升较快,8月1日,炉底第一层中心点热电偶温度为552℃,8月7日,上升到571℃,于是加钒钛矿护炉,8月18日,温度下降到548℃正常生产时的温度(图1),考虑到钒钛矿价格高以及长期使用对高炉炉况的负面影响,因此停用钒钛矿。10月8日小夜班,炉底温度突然又快速上升,开始加钒钛矿护炉,10月9日11:58,炉底温度上升到610℃,高炉休风凉炉,并进行炉底开孔灌浆处理,21:30复风,当时温度621℃,堵4号、8号和11号风口。复风后炉底温度仍然上升,10月11日8:00,温度上升到642℃,10月13日8:00,温度上升到655℃,被迫休风停炉项修。

4 拆炉过程跟踪
(1)炉缸铁口水平面靠近铁口区域砖衬基本完好,只在局部位置发现疑似渗铁状固体(图2)。
(2)残铁口开孔处第4层大炭砖表面与热模压小炭砖之间存在约10mm水平缝隙,存在筑炉质量问题(图3)。
(3)铁口处陶瓷杯基本没有破损,无侵蚀,陶瓷杯与小炭砖之间有渗铁,没有明显间隙,32层热模压小炭砖完好,砌体内不存在裂缝。

(4)残铁口附近炉底两层陶瓷杯漂起能看到完整的砖型,远离残铁口区域基本上见不到完整的陶瓷杯,大部分是砖和渣的混合物(图4)。
(5)大碳块表面第一层陶瓷杯四周填料侵蚀掉,外层小碳块侵蚀约3/4,第二层1/2,大碳砖表面有一层残铁约10mm(图5)。

(6)炉底第四层碳砖中心局部有侵蚀,深度在20mm左右(图6),其余三层没有侵蚀,砌体之间有间隙,大的约5mm,除了第一层碳砖局部有侵蚀外其余三层没有发现变形。
(7)炉底第四层碳砖之间有大量渗铁,厚度在10mm左右,第三层碳砖表面也残留厚度达5mm以上的残铁;第三层碳砖之间有少量渗铁,厚度在5mm以上,第二层碳砖表面有轻微的铁蚀;第二层和第一层碳砖正常(图7)。

(8)封板上炭质捣打料密实,不存在间隙,局部凹凸不平,煤气封板周围及中间焊缝没发现开裂,残铁口和卷扬两个区域发现钢板隆起,割开后发现高度在20-50mm左右(图8)。
(9)环板接头焊缝开裂严重。

5 结论
(1)炉底碳砖中间部位间隙过大(照片八),导致表面铁水沿砖缝渗漏,使得第四层和第三层碳砖基本浸泡在铁水中,积聚的热量使得炉底温度大幅度升高。
(2)炉底封板由于高温作用变形,导致隆起,形成局部高达20-50mm的间隙,与水冷管传导介质之间形成空气隔层,失去导热的功能,影响水冷效果。
(3)炉底封板与高炉炉壳相连的环板焊缝开裂严重存在泄漏煤气的条件,高温煤气窜进炉底封板下面,导致热量积聚,炉底电偶温度迅速升高。
(南京钢铁公司炼铁厂)
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