【鋼鐵知識】高爐長壽技術(shù)的應(yīng)用及評價(jià)

前言7070年月建和改建的高爐壽命大都在106〔內(nèi)容積4500m3)1977年619941117420年7010年以上。八十年月以來我國在高爐長8－1011、28年。“八五”8年，“九五”12－15年，因此，應(yīng)用成熟牢靠的高爐長壽技術(shù)是一項(xiàng)格外重要的任務(wù)。高爐長壽技術(shù)是一項(xiàng)綜合技術(shù)，它與冷卻介質(zhì)，冷卻器，耐火材料，合理的設(shè)計(jì)，施工，高爐的操作與維護(hù)及穩(wěn)定的原燃料條件等親熱相關(guān)。2、高爐長壽技術(shù)的應(yīng)用冷卻技術(shù)、第三代或第四代冷卻壁、在關(guān)鍵部位承受優(yōu)質(zhì)耐火材料，如在爐缸爐底承受UCAR的關(guān)系。2、1冷卻設(shè)備與冷卻系統(tǒng)1884年，為延長高爐壽命開頭對高爐爐殼承受水冷噴水和冷卻板。2、1、1冷卻板在冷卻壁應(yīng)用之前，高爐風(fēng)口區(qū)及其以上的爐體部位主要依靠冷卻板〔或冷卻箱〕冷卻。300mm600mm或更大。冷卻板的制造形式也有鑄鐵冷卻板、鋼制〔焊接〕冷卻塊冷卻板單獨(dú)冷卻其掩蓋的爐殼外表積。冷卻板與爐襯則是相互支持和相互依存的關(guān)系。我國寶鋼1號高爐所承受的冷卻板是格外成功的。在冷卻板安裝構(gòu)造、氣密性、膨脹補(bǔ)償、更換便利和維持到爐役末期的力氣方面都較好。〔箱以降低投資。80年月后期我國引進(jìn)了軟水和型冷卻壁技術(shù)，所上高爐大都是冷卻壁冷卻型。但是由于我們的操作過于追求產(chǎn)量，進(jìn)展邊緣，使冷卻壁凸臺過早損壞。這種狀況的發(fā)生使我們回過頭來對冷卻板有了的生疏。如本鋼4號高爐大修，承受了板璧結(jié)合形式，在爐腹?fàn)t腰爐身下部用冷卻使用狀況很好。所以，目前有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，最合理的冷卻構(gòu)造是板璧結(jié)合形式。冷卻板有固定式和可更換式。固定式一旦損壞難以更換，但可在圓周上滿布置，可更換式損壞后可以更換，圓周不能滿布置，對磚襯的支撐效果差。我國梅山1、2號高爐所承受的冷卻板均為8年。2、1、2冷卻壁我國于50年月開頭在高爐上承受冷卻壁，目前除個別高爐外，冷卻壁已廣泛地用于高爐各個部位。就世界范圍而言，冷卻壁冷卻的高爐數(shù)目已超過半數(shù)。承受冷卻壁可對高爐進(jìn)展全爐冷卻，并。1969年引進(jìn)蘇聯(lián)冷卻壁專利以來，對冷卻壁做了屢次改進(jìn)，目前已進(jìn)展到依據(jù)高爐不同部位的需要，分別承受不同構(gòu)造的冷卻壁。該公司從引進(jìn)原蘇聯(lián)冷卻壁〔第一代〕經(jīng)受了其次代，第三代進(jìn)展到目前的第四代冷卻壁。第四代冷卻壁將冷卻壁與爐襯結(jié)合為一體，并增加了背部蛇形管和角部管冷卻，使每塊冷卻壁的水管數(shù)目到達(dá)10根〔第一代冷卻壁為4根〕。第四代冷卻壁將“璧”與“襯”合二而一，二者相互保護(hù)，相互依存。冷卻水管的增加使冷卻更加均勻，大大延長冷卻壁的壽命。我國“七五”所建的一批高爐根本上承受其次代冷卻壁構(gòu)造，材質(zhì)承受鐵素體基球墨鑄鐵?！鞍宋濉逼陂g建的高爐在關(guān)鍵部位承受第三代冷卻壁，其材質(zhì)仍為鐵素體基球墨鑄鐵。鋼供給了冷卻壁，其缺點(diǎn)是價(jià)格太高。1978年德國MANGHH與THYSSEN公司合作，開發(fā)一項(xiàng)具有重大改進(jìn)的高爐銅冷卻壁。如前所述，冷卻板是單獨(dú)地冷卻其掩蓋爐殼區(qū)域，其優(yōu)點(diǎn)是可更換，冷卻壁是冷卻全爐殼，但不宜更換。30－50年。要求，由于冷卻壁冷卻水管的防滲碳層也是一層隔熱層，使冷卻壁的溫度梯度增大，因而增大冷卻壁裂紋的可能。要使冷卻壁到達(dá)上述要求，有兩個問題必需解決，一是冷卻壁材質(zhì)，二是隔熱層。德國人的做法250mm2023m3級的高爐上進(jìn)展的，在一代爐役〔10年〕30.3毫米，由此30－50年是沒有問題的。該公司目前正在進(jìn)展更經(jīng)濟(jì)的銅冷250145，大大削減了本錢費(fèi)用。該公司設(shè)計(jì)的銅冷卻壁與鑄鐵冷卻壁相比，在價(jià)格上鑄鐵冷卻壁比銅冷卻壁廉價(jià)30％，但銅冷卻壁的壽命卻要比鑄鐵冷卻壁長幾倍。另外，鋼制冷卻壁的爭論也是大有可為的，鋼冷卻壁可避開冷卻水管的滲碳問題，其機(jī)械性能也優(yōu)于鑄鐵冷卻壁，價(jià)格與鑄鐵冷卻壁相當(dāng)。滿足的結(jié)果。2、1、3風(fēng)口冷卻設(shè)備過去我國高爐風(fēng)口壽命很短，自從80年月后期，消化移植應(yīng)用寶鋼的貫流式風(fēng)口技術(shù)以來，風(fēng)式風(fēng)口是單進(jìn)水單出水的構(gòu)造形式，頭部小室，后部為螺旋狀通道。西德和日本的高爐目前有的承受雙進(jìn)雙出的雙腔風(fēng)口，此種風(fēng)口的水量較大，但阻損小，故與貫流式風(fēng)口相比動能消耗大致一樣。2、2冷卻系統(tǒng)未引進(jìn)軟水技術(shù)，高爐的冷卻承受工業(yè)水，水質(zhì)差，水管易結(jié)垢，造成冷卻效果差，冷卻壁損壞快。八十年月后，我國引進(jìn)軟水以來，高爐冷卻介質(zhì)有了很大進(jìn)步，在牢靠性和節(jié)能節(jié)水方面都卻系統(tǒng)，也是節(jié)能節(jié)水的。用純水作為冷卻介質(zhì)。在我國，北京鋼鐵設(shè)計(jì)爭論總院最早在太鋼3號高爐爐腰和下部爐身四段1260m3高爐和太1350m3高爐上全部爐墻冷卻壁承受軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，目前我國建和改建的高爐大都承受這一技術(shù)。軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，有以下優(yōu)點(diǎn)：a、冷卻牢靠性好。承受軟水冷卻水管不會結(jié)垢，因而它會保持始終如一的冷卻效果，此外還可依據(jù)需要，維持在較高的欠熱度下工作，爭加牢靠性。b、水量消耗少。軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)中沒有任何水的蒸發(fā)損失，流失也極少，因此，系統(tǒng)的0.1%。c、動力消耗低。軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)與工業(yè)水開路不同，其水泵的工作壓力取決于膨脹罐內(nèi)的充N2壓力，而水泵揚(yáng)程是由系統(tǒng)的管路阻力損失而打算的，冷卻水的靜壓頭能夠得到充分利用。d、管路腐蝕小，冷卻設(shè)備檢漏便利。在我國目前的狀況下，熱交換器的價(jià)格比冷卻塔高，因而，軟水冷卻的投資比開路投資高些。GHHGHH的做法是全爐冷卻壁為一較簡潔。日鐵的做法是將系統(tǒng)分為本體系和強(qiáng)化系，本體系和強(qiáng)化系又分為四個區(qū)，強(qiáng)化系又分為三個段，分別可以依據(jù)，各個部位熱負(fù)荷的變化來調(diào)整各局部的水量，全部冷卻系統(tǒng)盡量降低水壓，如有冷卻壁損壞，讓爐氣進(jìn)入水系統(tǒng)，可便利檢漏。33200m3高爐在冷卻系統(tǒng)上與西德已有不同，已將冷卻系統(tǒng)進(jìn)展分區(qū)和分段。2、3爐襯耐火材料耐火材料質(zhì)量的好壞是高爐壽命的重要因素，八十年月以前，國內(nèi)高爐耐火材料的爭論很少，一般都是承受高鋁磚，粘土磚和一般炭磚砌筑，高爐壽命較短，一代爐役需進(jìn)展2－3次中修。國材料，使高爐壽命大大延長，消滅了十年至十五年的長壽高爐，最典型最成功的是用于爐身爐腹Si3N4SiC磚，用于爐缸爐底的微氣孔炭磚，如日本的G-11，BC-5，BC-7S，法國的AM-102，AM-101，美國的NMA，NMD，NMS熱壓小塊炭磚，這些都是很好的高爐用10多座高爐使用。SAVOIE公司又開發(fā)了陶瓷杯技術(shù)，在爐缸爐底炭磚爐襯內(nèi)砌一層導(dǎo)熱性低的陶瓷質(zhì)耐火材料，阻擋熱量向外傳遞，保護(hù)炭磚，從而到達(dá)延長爐缸、爐底壽命的目的，目前國內(nèi)已有幾座高爐使用。Si3N4結(jié)合的SiCSIALON結(jié)合的碳化硅磚和SIALON-Si3N4結(jié)合的碳化硅磚，使用量在逐年增加。開發(fā)了一些型高爐用耐火材料。如,Si3N4SiC磚用于爐身爐腹?fàn)t腰效果很好。另外，大塊半石墨質(zhì)、石墨質(zhì)微孔炭磚的開發(fā)，目前已成功，現(xiàn)已進(jìn)入批量試制和在高爐上試用階段。SIALON制品目前也已由洛陽耐火材料爭論院研制出?？捎脕泶鍿i3N4SiC磚用在爐身下部、爐腹、爐腰。近年來我國還開發(fā)了很多國外沒有的中國獨(dú)創(chuàng)的耐火材料，如自培炭磚、半石墨化自培炭磚及微孔鋁炭磚、不燒鋁炭磚等。高爐壽命的部位主要有爐底、爐缸及爐身下部、爐腰、爐腹部位。依據(jù)前面所述，這些部位的耐火材料選擇范圍可概括如下：G-11BC-5BC-7s，AM-102、AM-101，美國的熱壓小塊炭磚NMA，國內(nèi)可供選擇的優(yōu)質(zhì)耐火材料有開發(fā)其特點(diǎn)是低導(dǎo)熱率。Si3N4SiC磚，SIALON-Si3N4結(jié)合的碳化硅磚，美國的熱壓小塊炭磚NMD、NMS，鋁炭磚，目前我國使用最多的是Si3N4SiC磚，SIALON-Si3N4SiC磚國內(nèi)還處于開發(fā)試用階段。2、4高爐爐襯修補(bǔ)技術(shù)10年以上，長的達(dá)17年以上，這與他們不斷對高爐爐襯進(jìn)展修補(bǔ)是分不開的。國外的長壽高爐已普遍承受了修補(bǔ)技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)是不需停爐拆修，只需短期休風(fēng)即可完成。如韓國蒲項(xiàng)33795m31986947年的壽命延長到10年。從而使產(chǎn)量提高燃料比降低。補(bǔ)效果更好。壽的重要措施之一，利用定期或不定期休風(fēng)進(jìn)展高爐內(nèi)襯修補(bǔ)，使高爐長壽。了冷卻壁不再向爐內(nèi)漏水。2、5高爐長壽的操作與完備的監(jiān)測系統(tǒng)分不開各種數(shù)學(xué)模型和專家系統(tǒng)的承受會使操作人員的推斷更加靈敏與準(zhǔn)確。3、高爐長壽的經(jīng)濟(jì)效益高爐長壽對整個鋼鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有很大影響。我國高爐的壽命目前大都為6－8年，期間還1－2903200m3高爐為例，一次中修高爐將少產(chǎn)51.83.286－815年，中間又3200m38億元，再加上停爐減產(chǎn)的損失，其損失將達(dá)18億元左右。由此可見，高爐長壽的經(jīng)濟(jì)效益是很明顯的。4、今后對策“九五”期間我國高爐壽命以15年為目標(biāo)，高爐工作者應(yīng)在認(rèn)真貫徹“優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽”方針的根底上，在高爐長壽方面做好如下工作：進(jìn)一步完善精料技術(shù)，做到入爐原燃料穩(wěn)定，波動小，保證高爐穩(wěn)定運(yùn)行。承受冷卻板的高爐，在關(guān)鍵部位應(yīng)承受銅制雙室六通道冷卻板，以加強(qiáng)冷卻效果。用冷卻壁的高爐，在關(guān)鍵部位應(yīng)承受銅冷卻壁或第四代、第三代冷卻壁，并協(xié)作使用鋼冷卻壁和鑄鐵冷卻壁。盡快完成銅冷卻壁和鋼冷卻壁的工業(yè)設(shè)計(jì)。進(jìn)一步進(jìn)展高爐內(nèi)襯修補(bǔ)技術(shù)，把高爐修補(bǔ)技術(shù)作為延長高爐壽命的關(guān)鍵措施之一。在關(guān)鍵部位使用優(yōu)質(zhì)耐火材料，即在爐