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玉鋼1080m3高爐風口小套破損原因分析及應對措施

時間:2019-09-10 01:51來源:玉溪新興鋼鐵有限公司煉 作者:楊敬 點擊:
  • 摘  要   對玉鋼1080m3高爐休復風風口頻繁破損的原因進行了分析,并且針對風口小套破損的類型及破損機理進行了介紹,針對性的采取諸如休風前用料結構調整,爐溫及堿度控制,休風時風口校正,煤槍結構優化及插槍技術改善,提高風口小套耐磨性等措施,減少高爐休復風造成風口小套破損,為高爐快速恢復達產,改善經濟技術指標提供有力保障。

    關鍵詞   用料結構  風口破損  風口校正  經濟技術指標

    玉鋼1080m3高爐,于2011年5月28日投產,共計20個風口。2016年1月至2017年7月,有42個風口小套是在休復風過程中被損壞的,其中2016年2月~7月就損壞40個,頻繁的休復風嚴重影響高爐的正常生產組織,尤其單系統生產的高爐,將給整個公司生產組織陷入癱瘓,成本上升。為此玉鋼煉鐵廠認真組織專業技術人員進行分析,查找風口小套頻繁損壞的原因,對用礦結構、高爐操作制度、小套材質、風口冷卻及上翹情況、煤槍結構及插槍技術等方面進行深入透徹的分析,并采取了一系列應對措施,通過總結實踐,取得了明顯成效。

    1  風口小套破損類型情況統計

    玉鋼煉鐵廠為了找到1080m3高爐風口小套頻繁損壞的主要原因,對2016年2月~7月風口小套損壞情況進行了如下統計,詳見表一。

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    從上圖可以看出熔損的風口小套占80%,磨損和熔損開裂的風口小套各占10%,各類型破損的風口小套實物見圖2~4。

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    2  風口小套破損類型的原因分析

    2.1  熔損

    (1)高爐爐缸不活,有堆積造成休復風爐況不順風口小套熔損。

    2016年玉鋼煉鐵廠1080m3高爐2月28日~3月7日計劃休風復風后造成19個風口小套、5個風口中套頻繁損壞更換的主要原因之一就是爐缸工作不均勻,局部有結厚和堆積造成的。休風前由于1#熱風爐熱風出口組合磚塌陷、脫落,從2015年10月份開始出現風口堵磚現象,2016年1月11日至2月25日期間,因處理3#~5#風口堵磚,慢風2次共計345min,休風3次共計695min,清理出大量的磚襯。磚卡堵造成風口進風不均勻,形成爐缸工作不均、局部結厚。同時,鐵口深度變深,減少打泥量后鐵口深度仍沒有明顯變化,時常出現鐵口難開的現象,渣鐵排放不均衡,有爐缸邊緣堆積的征兆,爐缸堆積后,高爐死焦堆透液性變差,加上剛剛生成的渣鐵物理熱低、流動性差,不能及時滲透到爐缸致使風口前有渣鐵聚集,從而燒壞風口,燒損部位一般多在風口下部,如圖4。

    (2)高爐邊緣過渡發展造成休復風爐況不順風口小套熔損。

    由于高爐休復風時邊緣氣流過剩,高爐在邊緣的反應增加,生成的渣鐵量也大,相對于正常情況下渣鐵沿風口回旋區表面進入爐缸,此時就會出現少量渣鐵沿爐墻下滴,當有少量渣鐵滴打在風口上端,就會造成風口損壞。這種原因造成的風口損壞部位一般多在風口的上部,燒漏的孔洞多呈現外大內小,類似水滴穿石的現象,如圖2。

    (3)高爐不順、懸料處理過程鼓風動能不足造成長期慢風、坐料引起風口小套熔損。

    高爐休復風由于鼓風動能不足,風口回旋區變小,渣鐵就可能熔損風口的前端;懸料減風坐料甚至休風坐料,存在風口灌渣的可能,從而使風口熔損;也可能料柱從上部突然下落,導致風口破損,特別是長時間頑固懸料,更是危險,如圖5。

    總之,鐵水燒壞風口小套的機理主要是存在固液相反應,其反應溫度只有700多度,爐內小套表面很容易達到這一溫度,只要有液態鐵水與銅套接觸,就會燒壞風口。

    2.2  磨損

    (1)噴煤工藝中煤粉沖刷的原因造成的磨損。

    高爐復風噴煤后,由于噴槍槍位不正,噴吹煤粉射流可使風口小套內側在很短時間內被磨漏,即使槍位很正,煤粉的摩擦對風口的磨損也是非常嚴重的,2016年3月1日、3月3日、4日共四個風口小套就是這個原因造成的損壞,實物如圖3。

    (2)風口小套上翹外側被爐缸內爐料磨損。

    玉鋼1080m3高爐由于受區域等原因影響,入爐原燃料中有害元素含量一直較高,詳見表二,有害元素在爐內循環聚集造成風口上翹嚴重,詳見表三,在休復風過程中,由于爐缸工作變化大,上翹風口放散了鼓風動能,風口前端渣皮層不穩定造成爐料和焦炭不規則運動易磨損風口小套上端面,如圖6。

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    3   開裂

    2016年6月份燒損的小套中有少部分小套是由于高爐頻繁的更換漏水小套休復風次數多惡性循環造成風口壁內外側溫度差大,加劇磨損造成的開裂損壞。

    4  風口小套破損的應對措施

    4.1  選擇合理的操作制度

    4.1.1  送風制度

    2016年以來玉鋼原燃料采購相對較雜,品位較低,有害元素不斷升高在爐內循環富聚,加之熱風爐送風管道塌磚嚴重,個別風口易卡磚影響進風合理性,針對這一情況,玉鋼1080m3高爐在送風制度上做了部分調整,之前20個風口全部采用?405×480×?110斜4°改為?405×420×?115斜7°,之后逐步減少?405×420×?115斜7°風口個數使用部分?405×420×?110斜7°的風口布局,2016年8月休風以后玉鋼1080m3高爐進風面積由0.208m2縮小至0.200 m2;對熱風爐送風管道塌磚情況制定日常點巡檢及應急處理管理制度,并利用紅外監測儀器做好相應跟蹤記錄,掌控好利用每一次計劃檢修對其進行相應處理,對卡磚風口進行清理確保復風后風口進風不受影響。

    4.1.2  裝料制度

    根據爐頂裝料設備檢修、原燃料及爐體粘結等造成的爐型變化的情況,每次在休復風過程中都要對裝料制度進行適時調整,現場認真采取聽布料進行確認,以滿足高爐煤氣流的合理分布。

    表四為幾次休復風時布料矩陣變化情況,由表可以看出,每次休復風時由于礦批、負荷、風量風壓變化,高爐要考慮逐步放開兩道煤氣流,在矩陣調整難以達到相應目的時,高爐也會采取臨時對布料角度進行小幅調整,達到調整料面形狀的目的,如表五所示。

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    4.1.3  熱制度及造渣制度的選擇

    玉鋼1080m3高爐用礦雜,釩鈦負荷及有害元素較高,每次休風前都要適當進行變料縮礦批改普通礦冶煉,減輕焦炭負荷,適當提高爐溫進行洗爐,降低爐渣堿度進行排堿操作,根據2016年幾次休復風過程認為較適宜的爐溫控制范圍休風前釩鈦礦為[Si]+[Ti]:0.4~0.5%,R2:1.06±0.02,改普通礦后[Si]:0.5~0.8%,物理熱>1450℃,R2:1.03±0.02,休風時按照休風計劃加入一定凈焦及堿度調整。

    4.2  設備管理、優化工藝

    4.2.1  風口校正

         通過日常對20個風口小套進行連續性監測對比,計算出風口上翹情況,利用每次休風機會對上翹風口進行校正處理, 2016年2月風口上翹角度與橫移角度、爐襯上漲高度測量情況見表三,通過校正使風口達到進風的合理性。

    4.2.2  煤槍結構優化及插槍技術改善

          為了保障高爐休風能快速恢復達產,改善各項經濟技術指標,盡早噴煤是很好的措施,為了避免噴煤槍在高溫條件下易軟化彎曲變形造成煤粉射流磨損小套,我們對噴煤槍進行了相應改造,如增加煤槍管壁厚度縮小通徑(?28×3通徑22改為?28×5通徑18),使用改進型的新合金材料制作,改變槍頭斜切角度等;由于每次吹管澆注角度存在一定變化,在插槍的操作上我們做了相應規定,必須兩人配合進行煤槍的調整,尤其復風時插煤槍要保證噴煤槍插入小套100mm。射流要保證在風口中心,當班期間觀察1次/小時,偏離的進行相應調整,大幅減少了煤粉射流對小套的洗刷造成小套損壞,如圖8。

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    4.2.3  提高風口小套耐磨性

    為了保證更換的新小套壽命,對新采購來的小套進行認真檢查,打壓試驗,提高小套的抗磨能力,提高小套使用壽命,對其前端及內壁進行堆焊加固處理,實物見圖7。

    5  實施效果

    煉鐵廠通過以上措施的實施,高爐休復風小套損壞得到了有效控制,2017年8月1日~3日高爐計劃休風40h,復風兩個班就恢復全風操作,整個休復風過程沒有出現一個風口小套損壞情況,解決了玉鋼高爐長期休復風頻繁損壞風口小套的問題。

    6  結論

    (1)高爐風口小套頻繁破損與高爐長周期穩定順行密切相關,根據原燃料的變化選擇好合理的操作制度是關鍵,爐缸熱量充沛。 

    (2)認真跟蹤記錄原燃料有害元素入爐量,休風前定期洗爐排堿,保持合理的操作爐型,延長高爐壽命。

    (3)定期跟蹤測量風口小套偏移、上翹情況,利用休風時間進行校正調整,維持合理風速和鼓風動能。

    (4)當班期間及時調整噴槍角度及位置,保證煤粉射流不磨損小套內沿,提高小套耐磨性延長小套使用壽命。

    7  參考文獻

    [1]  王筱留.高爐生產知識問答(第3版)[M].北京冶金工業出版社,2013.1

    [2]  王平.煉鐵設備[M].北京冶金工業出版社,2006.2


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