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玉钢1080m3高炉风口小套破损原因分析及应对措施

时间:2019-09-10 01:51来源:玉溪新兴钢铁有限公司炼 作者:杨敬 点击:
  • 摘  要   对玉钢1080m3高炉休复风风口频繁破损的原因进行了分析,并且针对风口小套破损的类型及破损机理进行了介绍,针对性的采取诸如休风前用料结构调整,炉温及碱度控制,休风时风口校正,煤枪结构优化及插枪技术改善,提高风口小套耐磨性等措施,减少高炉休复风造成风口小套破损,为高炉快速恢复达产,改善经济技术指标提供有力保障。

    关键词   用料结构  风口破损  风口校正  经济技术指标

    玉钢1080m3高炉,于2011年5月28日投产,共计20个风口。2016年1月至2017年7月,有42个风口小套是在休复风过程中被损坏的,其中2016年2月~7月就损坏40个,频繁的休复风严重影响高炉的正常生产组织,尤其单系统生产的高炉,将给整个公司生产组织陷入瘫痪,成本上升。为此玉钢炼铁厂认真组织专业技术人员进行分析,查找风口小套频繁损坏的原因,对用矿结构、高炉操作制度、小套材质、风口冷却及上翘情况、煤枪结构及插枪技术等方面进行深入透彻的分析,并采取了一系列应对措施,通过总结实践,取得了明显成效。

    1  风口小套破损类型情况统计

    玉钢炼铁厂为了找到1080m3高炉风口小套频繁损坏的主要原因,对2016年2月~7月风口小套损坏情况进行了如下统计,详见表一。

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    从上图可以看出熔损的风口小套占80%,磨损和熔损开裂的风口小套各占10%,各类型破损的风口小套实物见图2~4。

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    2  风口小套破损类型的原因分析

    2.1  熔损

    (1)高炉炉缸不活,有堆积造成休复风炉况不顺风口小套熔损。

    2016年玉钢炼铁厂1080m3高炉2月28日~3月7日计划休风复风后造成19个风口小套、5个风口中套频繁损坏更换的主要原因之一就是炉缸工作不均匀,局部有结厚和堆积造成的。休风前由于1#热风炉热风出口组合砖塌陷、脱落,从2015年10月份开始出现风口堵砖现象,2016年1月11日至2月25日期间,因处理3#~5#风口堵砖,慢风2次共计345min,休风3次共计695min,清理出大量的砖衬。砖卡堵造成风口进风不均匀,形成炉缸工作不均、局部结厚。同时,铁口深度变深,减少打泥量后铁口深度仍没有明显变化,时常出现铁口难开的现象,渣铁排放不均衡,有炉缸边缘堆积的征兆,炉缸堆积后,高炉死焦堆透液性变差,加上刚刚生成的渣铁物理热低、流动性差,不能及时渗透到炉缸致使风口前有渣铁聚集,从而烧坏风口,烧损部位一般多在风口下部,如图4。

    (2)高炉边缘过渡发展造成休复风炉况不顺风口小套熔损。

    由于高炉休复风时边缘气流过剩,高炉在边缘的反应增加,生成的渣铁量也大,相对于正常情况下渣铁沿风口回旋区表面进入炉缸,此时就会出现少量渣铁沿炉墙下滴,当有少量渣铁滴打在风口上端,就会造成风口损坏。这种原因造成的风口损坏部位一般多在风口的上部,烧漏的孔洞多呈现外大内小,类似水滴穿石的现象,如图2。

    (3)高炉不顺、悬料处理过程鼓风动能不足造成长期慢风、坐料引起风口小套熔损。

    高炉休复风由于鼓风动能不足,风口回旋区变小,渣铁就可能熔损风口的前端;悬料减风坐料甚至休风坐料,存在风口灌渣的可能,从而使风口熔损;也可能料柱从上部突然下落,导致风口破损,特别是长时间顽固悬料,更是危险,如图5。

    总之,铁水烧坏风口小套的机理主要是存在固液相反应,其反应温度只有700多度,炉内小套表面很容易达到这一温度,只要有液态铁水与铜套接触,就会烧坏风口。

    2.2  磨损

    (1)喷煤工艺中煤粉冲刷的原因造成的磨损。

    高炉复风喷煤后,由于喷枪枪位不正,喷吹煤粉射流可使风口小套内侧在很短时间内被磨漏,即使枪位很正,煤粉的摩擦对风口的磨损也是非常严重的,2016年3月1日、3月3日、4日共四个风口小套就是这个原因造成的损坏,实物如图3。

    (2)风口小套上翘外侧被炉缸内炉料磨损。

    玉钢1080m3高炉由于受区域等原因影响,入炉原燃料中有害元素含量一直较高,详见表二,有害元素在炉内循环聚集造成风口上翘严重,详见表三,在休复风过程中,由于炉缸工作变化大,上翘风口放散了鼓风动能,风口前端渣皮层不稳定造成炉料和焦炭不规则运动易磨损风口小套上端面,如图6。

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    3   开裂

    2016年6月份烧损的小套中有少部分小套是由于高炉频繁的更换漏水小套休复风次数多恶性循环造成风口壁内外侧温度差大,加剧磨损造成的开裂损坏。

    4  风口小套破损的应对措施

    4.1  选择合理的操作制度

    4.1.1  送风制度

    2016年以来玉钢原燃料采购相对较杂,品位较低,有害元素不断升高在炉内循环富聚,加之热风炉送风管道塌砖严重,个别风口易卡砖影响进风合理性,针对这一情况,玉钢1080m3高炉在送风制度上做了部分调整,之前20个风口全部采用ø405×480×ø110斜4°改为ø405×420×ø115斜7°,之后逐步减少ø405×420×ø115斜7°风口个数使用部分ø405×420×ø110斜7°的风口布局,2016年8月休风以后玉钢1080m3高炉进风面积由0.208m2缩小至0.200 m2;对热风炉送风管道塌砖情况制定日常点巡检及应急处理管理制度,并利用红外监测仪器做好相应跟踪记录,掌控好利用每一次计划检修对其进行相应处理,对卡砖风口进行清理确保复风后风口进风不受影响。

    4.1.2  装料制度

    根据炉顶装料设备检修、原燃料及炉体粘结等造成的炉型变化的情况,每次在休复风过程中都要对装料制度进行适时调整,现场认真采取听布料进行确认,以满足高炉煤气流的合理分布。

    表四为几次休复风时布料矩阵变化情况,由表可以看出,每次休复风时由于矿批、负荷、风量风压变化,高炉要考虑逐步放开两道煤气流,在矩阵调整难以达到相应目的时,高炉也会采取临时对布料角度进行小幅调整,达到调整料面形状的目的,如表五所示。

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    4.1.3  热制度及造渣制度的选择

    玉钢1080m3高炉用矿杂,钒钛负荷及有害元素较高,每次休风前都要适当进行变料缩矿批改普通矿冶炼,减轻焦炭负荷,适当提高炉温进行洗炉,降低炉渣碱度进行排碱操作,根据2016年几次休复风过程认为较适宜的炉温控制范围休风前钒钛矿为[Si]+[Ti]:0.4~0.5%,R2:1.06±0.02,改普通矿后[Si]:0.5~0.8%,物理热>1450℃,R2:1.03±0.02,休风时按照休风计划加入一定净焦及碱度调整。

    4.2  设备管理、优化工艺

    4.2.1  风口校正

         通过日常对20个风口小套进行连续性监测对比,计算出风口上翘情况,利用每次休风机会对上翘风口进行校正处理, 2016年2月风口上翘角度与横移角度、炉衬上涨高度测量情况见表三,通过校正使风口达到进风的合理性。

    4.2.2  煤枪结构优化及插枪技术改善

          为了保障高炉休风能快速恢复达产,改善各项经济技术指标,尽早喷煤是很好的措施,为了避免喷煤枪在高温条件下易软化弯曲变形造成煤粉射流磨损小套,我们对喷煤枪进行了相应改造,如增加煤枪管壁厚度缩小通径(ø28×3通径22改为ø28×5通径18),使用改进型的新合金材料制作,改变枪头斜切角度等;由于每次吹管浇注角度存在一定变化,在插枪的操作上我们做了相应规定,必须两人配合进行煤枪的调整,尤其复风时插煤枪要保证喷煤枪插入小套100mm。射流要保证在风口中心,当班期间观察1次/小时,偏离的进行相应调整,大幅减少了煤粉射流对小套的洗刷造成小套损坏,如图8。

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    4.2.3  提高风口小套耐磨性

    为了保证更换的新小套寿命,对新采购来的小套进行认真检查,打压试验,提高小套的抗磨能力,提高小套使用寿命,对其前端及内壁进行堆焊加固处理,实物见图7。

    5  实施效果

    炼铁厂通过以上措施的实施,高炉休复风小套损坏得到了有效控制,2017年8月1日~3日高炉计划休风40h,复风两个班就恢复全风操作,整个休复风过程没有出现一个风口小套损坏情况,解决了玉钢高炉长期休复风频繁损坏风口小套的问题。

    6  结论

    (1)高炉风口小套频繁破损与高炉长周期稳定顺行密切相关,根据原燃料的变化选择好合理的操作制度是关键,炉缸热量充沛。 

    (2)认真跟踪记录原燃料有害元素入炉量,休风前定期洗炉排碱,保持合理的操作炉型,延长高炉寿命。

    (3)定期跟踪测量风口小套偏移、上翘情况,利用休风时间进行校正调整,维持合理风速和鼓风动能。

    (4)当班期间及时调整喷枪角度及位置,保证煤粉射流不磨损小套内沿,提高小套耐磨性延长小套使用寿命。

    7  参考文献

    [1]  王筱留.高炉生产知识问答(第3版)[M].北京冶金工业出版社,2013.1

    [2]  王平.炼铁设备[M].北京冶金工业出版社,2006.2


    (责任编辑:zgltw)
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