高爐爐缸爐底出現(xiàn)安全問題時,如何進行有效應(yīng)對呢?以下方法是通過歷屆煉鐵年會各大鋼鐵企業(yè)的做法進行了簡單總結(jié):
按照爐缸爐底安全出現(xiàn)的時間,可以分為爐役早期、中后期兩種情況。
一、爐役早期,爐缸出現(xiàn)安全問題的做法:
(1) 爐皮壓漿:在爐皮預(yù)留的壓漿孔,壓入碳質(zhì)泥漿,控制壓力不要超過20kg/cm2,防止壓力過大造成爐皮變形,根據(jù)不同的情況,選擇打漿位置,一般情況下,鐵口周邊區(qū)域需要進行重點布置,防止出現(xiàn)明顯的竄氣;
(2) 冷卻壁與碳磚壓漿:同爐皮壓漿相比,冷卻壁和內(nèi)部碳磚之間的壓漿作為可選項,主要是為了防止冷卻壁和碳磚之間的填料不實。需要注意的是,爐役中后期不建議進行此種操作,因為此時碳磚殘余厚度不均,壓漿壓力控制不好會造成碳磚破損及推向爐缸內(nèi)部,加速了爐缸的破壞。
(3) 采用加鈦炮泥,維護好鐵口,減緩鐵口位置區(qū)域的侵蝕。
二、爐役中后期,爐缸出現(xiàn)安全問題采用的做法包括:
(1) 控制產(chǎn)量:按照日產(chǎn)的10%進行產(chǎn)能控制。經(jīng)過3000m?左右的幾座高爐控制爐缸水溫差的效果來看,產(chǎn)能的10%能夠兼顧經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)和安全的需求,尋求一個平衡點。但對于不同的高爐,最優(yōu)的產(chǎn)能控制比例會有所不同,需要各個高爐根據(jù)自身特點進行控制。
(2) 堵風(fēng)口:堵風(fēng)口的目的一方面在于控制產(chǎn)能,另一方面可以有效減小風(fēng)口對應(yīng)區(qū)域爐缸區(qū)域渣鐵環(huán)流速度,減緩爐缸侵蝕;
(3) 減小富氧率:富氧率越高,風(fēng)口前理論燃燒溫度越高,風(fēng)口回旋區(qū)體積相應(yīng)增加,渣鐵回旋速度增加,造成爐缸沖刷嚴重,因此,應(yīng)降低氧的使用量。
(4) 加鈦護爐:加鈦護爐有四種形式,即加鈦礦護爐、加鈦球護爐、風(fēng)口喂鈦線(粉)、使用含鈦炮泥。從實際高爐解剖情況來看,鈦形成的碳氮化鈦(Ti(C,N))主要是沉積于爐底,還有一小部分在象腳區(qū),短期內(nèi),在風(fēng)口下部爐缸區(qū)域也會有一些碳氮化鈦的存在。無論是加鈦礦或者鈦球護爐,妖氣鐵水中[Ti]含量不低于1.5%,才能起到一定的護爐效果。應(yīng)對加鈦效果進行長期的跟蹤,計算爐缸殘余鈦量,從而評估護爐效果。
(5) 提高入爐焦炭粒度和性能,提高爐缸死焦堆透液性:焦炭質(zhì)量提升,有利于爐缸死焦堆透液性的提升,從而可以減小邊緣渣鐵流動速度,減緩爐缸侵蝕速度。
(6) 控制入爐鋅負荷和堿金屬負荷:從高爐解剖的情況來看,高爐從風(fēng)口下部區(qū)域到象腳區(qū),都存在一定的環(huán)裂,裂縫中經(jīng)檢測存在一定的堿金屬或鋅,根據(jù)趙宏博博士的研究發(fā)現(xiàn),堿金屬鉀沉積于碳磚等爐襯中時,體積膨脹50%,由此造成爐襯剝落和碳磚的脆化等現(xiàn)象。因此,有效控制堿金屬入爐負荷,能夠有效降低爐缸環(huán)裂和侵蝕速度。
(7) 加強風(fēng)口和冷卻壁漏水監(jiān)測,如有損壞,及時更換。通過英國兩座高爐風(fēng)口漏水情況的跟蹤,當(dāng)風(fēng)口漏水時間超過7天后,碳磚侵蝕速度就會明顯加快,超過14天后,爐缸熱電偶出現(xiàn)問題的概率大大提升。因此,風(fēng)口和冷卻壁漏水時,應(yīng)及時更換或者進行截停(冷卻壁水管)處理。
三、加強監(jiān)測
需要說明的一點是,目前爐缸侵蝕普遍存在,如何認定爐缸侵蝕是否存在嚴重威脅正常生產(chǎn)呢?我覺得首先要加強爐缸安全監(jiān)控。推薦一體化爐缸安全監(jiān)控體系,內(nèi)容包括:
(1) 爐缸爐底侵蝕在線監(jiān)控:利用熱電偶、水溫差等參數(shù),對爐缸侵蝕的實時狀態(tài)進行檢測,能夠有效監(jiān)控爐缸和爐底殘余厚度,直觀明了。
(2) 爐缸水溫差熱負荷在線監(jiān)控:通過安裝水溫傳感器,實時在線監(jiān)控爐缸水溫差熱流強度的變化,從而達到有效監(jiān)控的目的。
(3) 爐皮溫度在線監(jiān)控:通過利用無線爐皮溫度傳感器,實時在線監(jiān)控爐皮溫度的變化,尤其是爐役中后期,熱電偶損壞嚴重,爐皮溫度監(jiān)控十分必要,是對爐缸安全監(jiān)控的必要補充。
(4) 風(fēng)口和爐身冷卻壁熱流強度和漏水監(jiān)控:通過冷卻壁水流量、水溫差的實時在線監(jiān)控,能夠有效監(jiān)控冷卻壁是否漏水,避免冷卻壁漏水對爐缸造成較大影響。
(5) 死焦堆狀態(tài)模型:能夠?qū)崟r在線監(jiān)控死焦堆的狀態(tài),即沉坐或者浮起,從而判斷爐缸邊緣渣鐵流動造成的沖刷侵蝕是否嚴重。
(6) 爐缸活躍度在線監(jiān)控:通過實時在線監(jiān)控爐芯溫度、部分爐缸溫度以及爐缸內(nèi)渣鐵殘留量,在線監(jiān)控爐缸活躍度。
以上做法和建議是經(jīng)過驗證,適合一部分高爐,各高爐可根據(jù)實際情況,有選擇的進行操作,并根據(jù)效果進行適當(dāng)調(diào)整。