宝钢2#高炉炉缸维持经验1.炉缸侧壁温度上升的特征宝钢2#高炉多次在夏、秋季节出现炉缸侧壁温度上升时,侧壁炭砖温度也普遍升高,同时炉底各层炭砖温度经过一定时间持续下降;此时炉前表现铁口工作变差,见铁晚、重叠出铁次数多、铁口喷溅厉害、出铁时间短、铁口深度变浅且不稳定釆用边界元素法对308℃位置通过炉缸侵蚀断面计算,该方向炉缸与炉底交界区出现了异常侵蚀,该区域侧壁炭砖残厚显着减少,最薄处约剩0.95m2.侧壁温度上升和异常侵蚀的原因导致炉缸侧壁温度升高和碳砖异常侵蚀的原因是多方面的,容积大小、炭砖材质、砌筑质量、死铁层深度、焦炭质量和操作情况不同,炉缸温度上升的原因和侵蚀破坏的形式是不同的碱金属侵蚀和风口漏水等不是引起炭砖氧化等不是主要问题,从现象判断,炉心焦透液性变差、炉底凝铁层增厚造成的铁水环流加剧导致2.1炉底温度过低,炉缸侵蚀模式不良,环流加剧高炉正常生产条件下,中心焦柱基本沉于铁水底部,因此绕中心死料柱周边流动的铁水量远大于沿炉底层流动的铁水量高炉炉缸内铁水流动实验和数学模型研究表明,炉底层铁水流动以紊流方式流动,流速较低,而沿炉墙侧壁和炉心焦周边流动的铁水主要以层流方式流动,流速很快。
铁水的密度和环流强度在铁口出铁时显著增大,因此铁口区域铁水高速机械环流冲刷是造成该区域温度较高和异常侵蚀的主要原因大多数高炉炉缸异常侵蚀都发生在铁口中心线以下靠铁口区域炉缸侧壁与炉底的交界处,这正是铁口出铁时炉底面上的铁水流向转变(向上流向铁口)造成低角冲蚀和铁口周围铁水大量向出铁口集中使铁流密度急剧增大、热冲击显著升高的结果对于炉缸死铁层较淺和铁口夹角较小的高炉,当死料柱透气性和透液性显著下降时,滴落带下落的铁水难以穿过中心焦柱而大量流向炉缸周边,必然加重炉缸侧壁热流负荷,铁水环流加强使铁口区域出铁时的流动冲刷加剧,铁口泥炮和侧壁炭砖受到渣铁强烈冲刷而发生侵蚀(如长期休风后的炉况恢复:因休风前最后一次铁没能使渣、铁排尽,送风后因炉底温度下降较多,造成死铁层增厚、炉缸死料柱透气性恶化导致炉缸空间缩小,或因堵风口不合理造成风口之间的空间逐步消失,渣、铁无法渗透下去,从而引起风口烧穿、放炮炉缸漏水加剧等事故,加剧了炉况恢复的难度)炉缸周边铁水环流强度与炉底凝铁层高度(厚度)有密切关系,凝铁层越厚(层面越高),死料柱底部贮存的铁水量越少,周边铁水密度越大,环流越强烈实践表明,炉底温度在生产情况和侧壁温度正常时呈逐步下降趋势,当炉底温度下降到很低170℃时,侧壁温度很快开始升高,而且升高速度和幅度不断加大,难以控制。
当炉底温度很低时,炉底凝铁层厚度也大幅度增加,其变化规律与炉底炭砖温度在时间上完全对应呈反向关系当炉底温度很低、侧壁温度较高时,模型计算结果也表明,此时在270℃方向靠炉缸侧壁一定距离内铁水凝固线位置显著抬高由于炉缸贮渣铁空间显著缩小,使周边铁水环流加强,侧壁温度因而升高侧壁温度正常和较高时的凤口取样结果对比表明,侧壁温度较高时风口前2.5-3.0m处1.0-2.5mm及<2.5mm粉末的比例均远高于侧壁温度正常时的比例证明死料柱透气、透液性低是造成侧壁温度攀高的关键原因炉底温度低和铁口工作变差是炉心焦透液性变差和炉缸活性下降的反映对于大型高炉和死铁层浅的高炉,由于死料柱比中小高炉更易沉于炉底,生产中努力使炉底产生深锅底状侵蚀模式,对于有效防止炉缸产生难以控制的蒜头状异常侵蚀、延长炉缸寿命是十分有利的炉缸侧壁温度升高是的铁水环流冲刷的结果2.2炉缸温度升高与铁口工作及炉底温度的关系实际上铁口深度和打泥量不佳只是侧壁温度升高的直接原因即充分因素,根本原因还在于炉底温度高低、铁水环流强弱和炉缸活跃与否在高炉产量和操作条件基本不变的情况下,炉前作业和铁口维护困难往往是炉缸不活、铁水环流增强的直接表现。
当炉底温度降低到某一水平(200-300℃)时,炉前工作开始变差,铁口变浅,出铁时间短,见渣晚,出铁次数增加,打泥量少且不稳定,炉底温度显著回升后才转为正常 炉缸侧壁温度与炉底的变化具有明显的对应关系,每一次侧壁温度的上升都发生在炉底温度显著下降之时,而炉底温度较高的时候,侧壁温度较低也稳定炉底凝铁层增加则炉底死铁层增厚,导致铁水环流加剧、铁口区域炭砖热面温度升高使用钒钛矿护炉会加剧炉芯透液性变差和炉底温度下降当入炉TiO2=16kg/t时,还原吸热使炉渣粘稠,如果再提高炉渣碱度,使渣量上升、炉渣流动性降低,综合作用的结果加剧了炉芯透液性的变差和炉缸不活,推迟了炉底温度回升的时间,延长了侧壁温度高温持续时间加钛矿对控制炉底温度升高和炉底侵蚀效果显著,而对侧壁温度升高很不明显铁水环流、打泥量和侧壁温度三者之间互为影响,铁水环流使侧壁温度升高、铁口变浅、打泥困难、泥炮不易稳固生长,炮泥粘结不牢、打泥量少又促使侧壁温度升高当炉底温度大幅度回升、铁水凝固线显著降低后,侧壁温度才转为下降趋势这时铁口作业因为炉缸变活、环流减弱而转为正常,稳定的铁口深度、足够的打泥量又促进了打泥量的生长和侧壁温度的回落。
由此可见,炉底温度并不是越低越好,而是应控制在比较高的温度界限上(250℃以上)2.3炉缸欠活跃,中心气流偏弱 死料柱沉入炉缸内的深度和铁水环流强度与死料柱体积、空隙度即炉心焦透液性关系极大死料柱越肥大、空隙度越小,即炉心焦透液性越差,其沉入铁水中越深,铁水环流通道面积越小,铁流密度越大,环流越强烈,而且死料柱空隙度的影响要比其体积大得多炉心焦的粒度,其中积聚的焦末和未燃煤粉量对透液性有很大影响,炉心焦粒度越小、粉末越多,其中殘留的渣铁量越大,则透液性越低、炉底温度越低,炉缸中心越不活跃操作中发现,中心气流明显减弱时,炉底温度下降较快,边缘气流强、炉墙粘结和经常性脱落对炉缸有很大的冷却作用,也促进了凝铁层的增厚和炉底温度的下降由于中心气流较弱,炉缸中心难以吹透,结果使死料柱处于呆滞状态,炉心焦更新缓慢,同时高炉下部边缘气流偏强,沿炉缸周边滴落的铁水量增加,提高了环流铁水密度2.4炭砖导热性不高,高温季节炉缸冷却水强度不够 当进水温度超过27℃时炭砖温度显著上升,这表明高温季节炭砖冷却强度不足对于侧壁温度的上升也是影响因素炉役后期当砖衬较薄时,低的水温对于侧壁形成稳定的凝固层,从而延缓砖衬侵蚀,提高炉缸寿命十分重要。
3.控制侧壁温度升高的措施及效果3.1活跃炉缸操作,控制炉底温度下降在侧壁温度正常和炉底温度走低时,釆取中心加焦操作,加快炉缸死料柱的更换,活跃炉缸风口取样表明,炉心焦中>2.5mm的比例显著减少,因为炉心焦柱的块度和透液性增大,对应炉底温度大幅上升此外,为防止和控制高炉休风时炉缸内温度降低和铁、渣、焦末沉于炉底,使炉底温度明显下降,在正常或临时休风前进行活跃炉缸操作,通过炉腰、炉腹和风口以下部位多充填焦炭、提高综合休风减矿率、休风前作足炉温和出净渣铁操作,有效控制了休风带来的炉底凝铁层的增厚,为缩短炉底温度提升周期创造了有利条件3.2保持较强面稳定的中心气流 在上下部调剂上,强调吹透中心、适当抑制边缘气流增加富氧量,改善煤粉燃烧缩小进风面积提高鼓风动能,吹透中心增加风口长度使用比例,在铁口区域多用长风口和小风口高炉上部调剂采取加重边缘矿/焦的比例,发展中心气流通过以上措施的实施,炉心焦净化程度明显好转,由于死料柱空隙度提高,炉心焦底部流动的铁水量增多,炉底温度保持较高,铁水凝固线位置显著下移,炉缸维持了需要的锅底型凝固曲线。