《鞍钢高炉炉缸烧穿事故分析ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《鞍钢高炉炉缸烧穿事故分析ppt课件（100页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、延长高炉炉缸寿命的初步认识 1 高炉炉缸烧穿事故频发和几座炉缸烧穿分析 2 近几年高炉炉缸结构的进步 3 炉缸侵蚀机理初步分析 4 如何提高炉缸寿命讨论 炉缸 炉底烧穿情况 续一炉缸 炉底烧穿情况 高炉炉缸烧穿事故统计 高炉炉缸烧穿事故统计 近年来国内外发生的部分高炉炉缸侧壁烧穿事故记录 几座高炉烧穿分析 a 鞍钢3200m3烧穿抢修及大修破损调查b 沙钢2500m3烧穿及挖补c 美钢联情况介绍d 阳春高炉渗铁及处理简况e 北台炉底烧穿简单介绍 鞍钢新3 高炉炉缸烧穿事故分析 目录 新三高炉介绍 一 2008年8月25日20 30左右 新3高炉处于正常生产状态 炉内各操作参数全部正常 炉前2
2、铁口执行出铁作业末期 突然在4 铁口炉台下方炉缸区域出现异常响声并伴有火光 高炉值班工长立即组织现场人员撤离并迅速减风到零 休风 同时通知火警及上报事故 20余辆消防车辆于报警后陆续到达 对现场起火区域灭火 由于现场火势较大 于次日5 40分左右才将现场明火扑灭 确认 4 铁口下方炉缸烧穿 大量渣铁和炙热的炉料 焦炭 矿石 喷出 现场烧损严重 新3高炉本体电缆 煤粉喷吹总线电缆 新2高炉电源电缆 计量仪表电缆 出铁场天棚 4 炉前炮 开口机 东场及北场炉前吊车 炉前休息室 电梯等烧损 烧损的出铁场厂房 现场炉台下喷出的大量炉料 事后统计 渣铁约900吨 炉料约2500吨 1 新3 高炉炉缸砌筑
3、图 开裂部位 炉缸二段32 33 冷却壁 环碳温度检测点4点共8支标高6 805 环碳温度检测点6点共19只标高5 890 冷却壁及炉皮开裂部位 环碳温度检测点4点共8支标高7 850 2 现场积料清理 烧损部位清理 割除破损冷却壁 拆除破损炭砖 烧损部位炭砖砌筑 烧损部位冷却壁安装试水 高炉装料 高炉送风 58 5h 57h 71h 96h 13h 总计295 5h 12d 7 5h 现场积料清理 25 8 20 30 28 8 7 00 总计58 5h 利用挖掘工具和人力 将烧穿区域大量渣铁 炉料清理干净 露出烧穿部位 交付设备检修人员处理 烧损部位清理 28 8 7 00 30 8 16
4、 00 总计57h 割除烧穿区域烧损的5块冷却壁 并清理烧穿部位的残渣 炉料 抠除部分烧损炭砖 露出砌筑接口 烧损部位砌筑 30 8 16 00 02 9 15 00 总计71h 利用工程剩余的UCAR炭砖重新砌筑 部分炭砖需要现场加工外型 缝隙采用炭质泥浆 总计砌筑11层 449块炭砖 烧损部位冷却壁安装 试水 2 9 15 00 6 9 15 00 总计96h 按图纸重新制作5块铸铁冷却壁 焊接安装 外联水管焊接 试压 通水 高炉装料及送风前准备 6 9 15 00 7 9 4 00 总计13h 按恢复计划高炉装料 各部位单体 联合试车 各部位送电 送水 送气 烧穿事故处理 托砖梁及环碳侵
5、蚀面 按三环碳砖砌筑恢复共449块 四 事故调查 1 炉缸环碳温度参数 环碳温度曲线采集区间为2008年7月27日 8月25日 从第13层环碳温度曲线看 温度波动不明显 炉缸环碳温度参数 环碳温度曲线采集区间为2008年7月27日 8月25日 从第20层环碳温度曲线看 温度波动不明显 炉缸环碳温度参数 环碳温度曲线采集区间为2008年7月27日 8月25日 从第30层环碳温度曲线看 温度波动不明显 炉缸热电偶分布情况 环碳温度检测点6点共19只标高5 890 4 铁口中心线 2 铁口中心线 4 铁口中心线 2 铁口中心线 在4 铁口下方没有检测电偶 环碳温度检测点4点共8支标高6 805 4
6、铁口中心线 在4 铁口下方没有检测电偶 环碳温度检测点4点共8支标高7 850 2 水系统参数 水系统参数采集区间为2008年8月11日 25日 从炉体水系统温度曲线看 温度波动在正常范围 只有25日波动稍大 炉缸冷却壁情况 高炉炉底冷却采用在炉底碳砖下埋设水冷管 炉缸采用光面铸铁冷却壁 壁厚160mm 材质为灰口铸铁 炉底碳砖5层 每层400mm高 共2000mm高 陶瓷杯外共4环UCAR小块碳砖 总厚度1914 1mm 其中里侧2环为低导热碳砖NMA 外侧2环为高导热碳砖NMD 砌筑泥浆为C 34 3 炉缸结构分析 炉缸碳砖与冷却壁间捣料情况 炉缸耐材分析 1 通过对NMA和NMD原砖性能
7、检测表明 显气孔率 体积密度 耐压强度 抗折强度等性能均很好 2 使用性能中两种砖导热系数很好 抗碱性均优 透气度和重烧线变化率均正常 NMD砖表现为石墨砖的特性 存在的缺点为两种砖均不是微气孔砖 抗铁水熔蚀性差 抗氧化性较差 3 被侵蚀残留的NMD砖渗有5 84 的铁 灰分增加达24 04 导热系数下降 其它性能与原砖接近 估计仅在烧穿时短时间与铁水接触造成 4 显微结构分析 NMA炭砖主要原料为电极石墨 电煅无烟煤和少量石油焦 添加剂为石英细粉 NMD炭砖主要原料为电极石墨 添加剂为石英细粉 渗铁后的NMD砖尚未形成贯通式的大面积侵蚀 5 电极石墨具有疏松多孔结构 与冶金焦类似 与电煅无烟
8、煤相比致密性相差很大 很容易被铁水渗透 从内部侵蚀碳砖 加速了炭砖的侵蚀 6 石英添加剂在炭砖烧成过程中 细颗粒保持原貌 未发生化学反应 对炭砖性能没有实质性的改进 炉缸烧穿原因总结 1 炉缸冷却强度不够 设计炉缸冷却循环水量1248m3 h 由于水量少 导致冷却强度偏低 不能将热量及时传递出去 造成内部炭砖出现异常侵蚀 此时二段水温差经常在1 5 左右 对应的热流强度在24KW m2 按照鞍钢院的设计思路 老区新建2580高炉 7 新4 新5 炉缸冷却水量都大于3700m3 h 另一方面 环炭设计成高导热的UCAR炭砖 更加显现冷却水量不足 炉内传递出来的大量热量无法排走的弊端2 炉缸部位相
9、应温度检测点检测设置偏少 操作人员无法判断异常侵蚀情况 炉缸6层冷却壁未设计水温差检测装置 导致局部热流强度过大时 高炉操作人员无法掌握 炉缸环炭区域只设计了7层环炭温度检测 尤其在二段部位 只在四个方向安装了8点温度检测 且都不在侵蚀最严重的铁口下方 导致无法掌握该部位的侵蚀情况 导致炭砖侵蚀殆尽并最终烧穿 炉缸烧穿原因总结 3 炉缸耐材设计成陶瓷杯 UCAR小块环炭的形式不合理 高炉炉缸陶瓷杯耐火材料具有较高的强度与抗渣铁侵蚀性能 导热性较差 有较大的膨胀系数 在炉缸起的作用是保热 而小块碳砖导热性非常好 主要是通过冷却系统的热量传递 在表面形成1150 的铁水凝固线来保护小块碳砖 由于很
10、难精确地考虑到陶瓷杯砌体膨胀量与陶瓷杯破损时间 就有可能在高炉开炉不久产生的膨胀力使陶瓷杯砌体迅速损坏或对小块碳砖产生挤压性破坏 小块碳砖施工要求留有适当砖缝 其中的浆料炭质焦泥的固结温度大于400 因陶瓷杯砌体的存在 开炉后不能很好的进行加热固化 呈流态 当陶瓷杯破裂后 铁水容易进入砖缝 甚至出现漂移 增加炉缸部位冷却强度利用检修机会压浆采用钒钛矿护炉加强检测制定预案 增加炉缸部位冷却强度由于设计冷却强度低 为维护炉缸安全 千方百计提高炉缸冷却强度 1 原设计闭路水泵工作2用2备 先期改为3用1备 炉缸冷却水量由1200m3 h增加到1500m3 h 2 在线生产期间对闭路水泵 炉缸供水管线
11、增容改造 水泵流量由2700m3 h增容到3200m3 h 并新增2条炉缸供水管线 使炉缸冷却水量增加到2900 3000m3 h左右 3 对铁口下方热流强度较高的冷却壁预留高压工业水支管 1 6MPa 4 铁口区域下方炉皮喷淋水冷却 增加炉缸部位冷却强度 红线为新增供排水管线 增加炉缸部位冷却强度 增容改造后 炉缸冷却水量增加到2900 3000m3 h 高压水出口备用管线 高压水进口备用管线 经验数据每单根水管由软水改为高压工业水 单管水流量增加15m3 h 水温差下降0 3 0 5 增加炉缸部位冷却强度 利用检修机会压浆由于砌筑或生产过程中的热膨胀现象 会在炉皮与冷却壁间以及冷却壁与炉缸
12、炭砖之间产生气塞 尤其在冷却壁与炭砖之间的气塞 会严重降低冷却效率 致使炭砖热面外扩 熔蚀加快 换角度说 只有消除气塞 冷却系统才会发生作用 将热量传递出来 利于炉缸内形成渣铁保护层 促进炉缸的安全长寿 利用检修停炉机会 在炉缸区域冷却壁之间炉皮开孔 15 20mm 孔深到达炭砖面 用压浆机将炭质泥浆压入 原则1 压浆机压力应控制小于2 0MPa 否则容易造成炭砖内移或冷却壁变形破损 2 开孔不宜过密集 否则易造成炉皮强度下降 3 旧孔在下一次检修过程中可重复利用 采用钒钛矿护炉采用钒钛矿护炉主要是生成高熔点的Ti C和TiN 沉积在炉缸区域 进而保护炭砖 减少侵蚀 鞍钢主要采用天然钒钛矿 钒
13、钛球团 冷固结钒钛球团三种原料 具体使用视资源和价格因素综合考虑 原则1 加入量原则上要保证铁水含Ti在0 08 0 20 之间 具体视炉缸水温差及炭砖温度而定 2 保证适宜的的铁水温度和炉渣碱度同样重要 3 提高焦炭的质量同样会促进护炉效果 加强检测加强对炉缸炭砖温度 炉缸各部位水温差的检测 给操作者提供更多的基础数据 对及时采取应对措施 避免各种炉缸事故的发生无疑是必要也是必须的 加强检测 原则1 采用一点双支电偶 以便检测炭砖侵蚀情况 2 钻孔深度进入炭砖150mm 两点电偶深度分别为50mm和150mm 3 铁口区域尤其铁口下方侵蚀严重的地方是安装的重点部位 新3高炉共计新增电偶检测6
14、8支 136点 通过在炉缸各层冷却壁水管间安装高精度水温检测电偶 实时掌握水温差 热流强度变化 为掌握炉缸温度场变化提供数据保证 实时显示的各部位水温差 热流强度变化 实时显示的各部位水温差 热流强度曲线 对新三高炉进行超声波 回波监测 是采用应力波无损检测方法监测炉况 沿3号高炉周向布置20条线检测线每条检测线设定多达14个检测点 聘请加拿大HATCHGON公司 四预防及改进措施 检测每一点的剩余耐火材料厚度 通过内推法计算各试验站之间的厚度数据 最终形成每条检测线的耐火材料轮廓 下面是每条检测线上耐火材料的轮廓图 每个试验站剩余厚度 当前估算和内推的耐火材料轮廓用红色标记 这些轮廓代表的是
15、完好耐火材料的剩余厚度 超声波 回波检测数据显示该区域没有更进一步的异常情况 说明修复工作很成功 制定合理的事故控制预案 预案基本要求1 严密监视炉缸部位水量 水温差 炭砖温度 壁体温度变化 出现异常要及时掌握 2 控制参数变化逐级汇报并根据变化状态及时调整操作参数 炉缸破损的大修调查 炉底 炉缸侵蚀情况 用了4年后侵蚀情况 非铁口区域碳砖完好 999 8mm 360mm厚度的陶瓷杯壁仍剩150 170mm 52层UCA小块 53 62层为国产SiC砖 铁口区域全由NMD 1914mm 小块和陶瓷杯壁组成 陶瓷壁全部侵蚀掉 1 铁口碳砖剩850mm2 铁口碳砖剩500mm3 铁口碳砖剩1500
16、 1600mm4 铁口碳砖剩750mm 二段冷却壁区域发现许多砖缝和钻铁现象 其中4 铁口南侧一块400 500铁皮厚度5mm 1 铁口区域最大砖缝7mm 也有垂直缝和纵向裂缝 明显的 象脚 侵蚀 炉底 陶瓷杯剩余厚度170 420mm 呈平铺形 满铺碳砖第五层保持完整 沙钢1 2500m3高炉炉缸烧穿 修复 阶段小结 一 基本情况 1 Vu 2500m3 购自德国蒂森克虏伯的二手设备 2004年3月16日投产 2 炉缸直径10 9m 炉喉直径8 3m 炉缸高度4 42m 死铁层高度2 203m 炉缸容积412 4m3 3 2个出铁口 东 西 28个风口 4 全炉13层冷却壁 1层 40 和2 3层 38 低铬铸铁 光面 风口带球墨铸铁 光面 5 8层铜壁 9 12层球墨镶砖 13层球墨倒扣 光面 炉底水冷 5 炉衬 1 炉底立砌2层国产炭砖 每层600mm 下层半石墨 上层石墨 第三层平砌一层日本产微孔炭砖 400mm 再上为法国陶瓷垫 两层各400mm 2 炉缸环砌11层炭砖 1 4层超微孔炭砖 日本 5 9为日本产微孔炭砖 11 12层为国产炭砖 3 铁口区为日本超微孔组合炭砖
