萍鋼高爐結瘤物分析

萍鋼高爐結瘤物分析

0造成原料成分不高長期以來，平鋼路橋的鑄鐵生產(chǎn)與中國鐵業(yè)機械及周邊鐵業(yè)機械有關。這些含有害的鐵粉資源對平鋼多個高度的生產(chǎn)有不同程度的影響，主要表現(xiàn)為路橋的厚結和厚結，高粱的體積擴張，道路堤的變形，以及對天然氣系統(tǒng)的不利影響。1厚骨腫瘤對高血脂瘤的影響和反應1.1料體結構與爐身結特征萍鋼一鐵廠3號高爐容積為420m3,于2003年投產(chǎn),因為設計為瘦長型高爐,加上長期追求強化冶煉,3號高爐爐況一直不順。2007年,因爐身部分爐襯嚴重脫落,對高爐爐身進行了噴補造襯,之后爐況更為不順,主要有以下幾個特點:一是氣流不穩(wěn)定,極易坐、塌料;二是爐子產(chǎn)生低料線后,趕料線時間長,一般趕到2m左右時爐況易反復;三是上部布料規(guī)律不好掌握,3號高爐進行了多次大礦批、多環(huán)布料嘗試,但是效果仍不明顯,礦批長時間維持在14t左右,同時采用礦石角度29°~30°、焦炭角度30°~31°、單環(huán)布料的裝料制度,煤氣利用率一直在39%左右徘徊。2009年元月開始,3號高爐爐況更加惡化,坐、塌料極為頻繁,爐身結廇特征明顯。2009年3月,對3號高爐進行了炸廇作業(yè),空料面后發(fā)現(xiàn)在爐身的下部與爐腰處靠近鐵口方向有近似環(huán)形瘤,瘤體總重約80t。典型瘤體有三種:第一種呈黑色,間雜有高爐渣樣晶體,密度較大,手感沉重(實物圖見圖1);第二種呈灰白色,密度大,手感沉重(實物圖見圖2);第三種呈鐵銹色,比上兩種瘤體略輕,處于高爐結瘤物的根部(實物圖見圖3)。對上述三種瘤體進行取樣并化驗分析,其主要化學成分見表1。第一種瘤體的體積占3號高爐結瘤物總體積的70%~80%,其中鋅的質(zhì)量分數(shù)高達45.50%,這是導致爐子結瘤的主要原因,在國內(nèi),梅山高爐也出現(xiàn)了類似的情況。第二種瘤體的體積占總結瘤物體積的10%~15%,是噴補造襯的殘余部分,因為當時只噴補了爐身,造成爐身部位凸出,影響了煤氣流分布。第三種瘤體的數(shù)量與第二種瘤體相差不大。3號高爐在炸瘤之后,爐況的順行度大為改善,上部布料從單環(huán)改為多環(huán),最大布料角度達到37°,加權角度差達到4°,煤氣利用率從39%提升到42%~43%,燃料比下降了40kg/t。1.2影響1號高塊的決定1.2.1提高爐襯質(zhì)量1號高爐容積360m3,于2002年投產(chǎn)。從2007年起,1號高爐8,9號風口之間的爐殼就出現(xiàn)裂縫,裂縫呈縱向且不斷擴大,最大時寬達80mm,長達3m,由于爐體向外膨脹,導致爐缸三層第14,15號兩塊冷卻壁與爐襯完全分離。采取外加噴水進行強制冷卻,爐殼多次補焊,再外加加強筋板的措施后,效果仍然不好,而且每休風一次,裂縫就明顯擴大一次。2009年,考慮到爐缸三層第14,15號兩塊冷卻壁與爐襯發(fā)生了分離,爐內(nèi)的熱量不能正常導出,因此對1號高爐休風了5天,將裂縫處的這兩塊冷卻壁取下,將凸出部位的爐襯鏟平,然后裝回冷卻壁并灌漿。但是僅過了2個月,爐殼再次呈縱向開裂,而且裂縫擴大的速度比上次更快,到2011年元月,裂縫最寬處有110mm,長度達2600mm。2011年3月,1號高爐被迫停爐大修。在將冷卻壁取下時,發(fā)現(xiàn)從爐缸碳磚處滲出了大量的鉛,總質(zhì)量約5~8t,并且只要稍給爐襯加熱就不斷有鉛滲出?？紤]到從一個點滲出過多的鉛會使熱量往此處集中,有穿爐風險,因此在將鉛排到8t后就不再排了。1.2.2主要化學成分在1號高爐停爐時,發(fā)現(xiàn)爐體結厚現(xiàn)象比較嚴重,爐喉下部、爐身中部以及下部都存在不同程度的結厚,尤其是爐喉下部的結厚達到了0.8m,這與停爐前1號高爐順行差、產(chǎn)量低、燃料比也低的生產(chǎn)狀況相吻合。對這幾個部位的典型結厚物進行取樣分析,其主要化學成分見表2,結厚物的實物圖見圖4~7。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn),1號高爐爐身下部的結厚物與3號高爐結瘤物的主要化學成分接近,外觀也相似。1.3堆低生長機制分析1號、3號高爐各種廇體和結厚物的主要化學成分,發(fā)現(xiàn)結瘤、結厚物的主要化學成分是鋅。鋅易還原且沸點低,在爐內(nèi)滴落帶被還原并形成蒸氣后隨煤氣流上升,到達爐身中部時凝固,然后又隨爐料下降,如此循環(huán)富集,很容易在爐身中下部形成結厚與結瘤。目前,萍鋼防止鋅循環(huán)富集的主要應對措施是發(fā)展中心氣流,因為鋅蒸氣隨煤氣流上升,中心氣流可減少煤氣流與爐墻接觸的機率,從而也減少了爐墻結厚的機率。2堿性金屬絲的影響高梁2.1u3000中套開發(fā)的問題堿金屬滲入風口下沿的組合磚中,引起組合磚膨脹變形,風口中套受力后往上翹起,這種現(xiàn)象在萍鋼的各個高爐都普遍存在。風口中套的這種翹起現(xiàn)象對下部送風制度的影響很大,根據(jù)現(xiàn)場測量,很多中套的下沿都向高爐中心線方向移動了10~50mm,而上沿基本不動。中套的外徑是254mm,根據(jù)余弦定理,可以算出整個中套往上翹起的角度為2.3°~11.3°,這樣就導致整個風口中心線上翹。目前,萍鋼各個高爐為了活躍爐缸,普遍采取了風口往下傾斜5°~8°的做法,而根據(jù)計算結果,只要風口中套下沿往里移動超過36mm,風口就上翹了。風口上翹后很容易造成爐缸堆積,不利于打透中心,所以一般只要風口中套下沿往里移動超過了36mm,高爐就要更換變形的中套,這樣才能保證送風制度正常。圖8是萍鋼1號高爐生產(chǎn)3個月后風口下沿組合磚膨脹情況。從圖8可以看出,本應是圓形的組合磚凸出了20~30mm。2.2大套上翹角度風口組合磚膨脹以后,對風口大套內(nèi)部會產(chǎn)生一個向上的推力,由于杠桿作用風口大套外部會有一個向下的拉力,所以萍鋼多個高爐的風口大套法蘭都在上部與爐殼法蘭盤裂開,整個大套往上翹起。以萍鋼2號高爐為例,2號高爐的全部風口大套上部法蘭盤均出現(xiàn)了開裂,有4個風口法蘭盤最上部的螺栓被拉斷,大套與爐殼法蘭盤間隙達30~40mm,最大的達81mm。利用余弦定理同樣可以計算出大套上翹的角度,當間隙為30mm時,大套上翹的角度為1.53°,80mm時大套上翹的角度為4.07°。如果同一個風口同時出現(xiàn)中套和大套上翹現(xiàn)象,高爐的風口中心線有可能上翹10°以上。如果出現(xiàn)這種現(xiàn)象,有效的解決辦法是換風口,這就需要較長時間的休風,而且換風口一段時間以后這種現(xiàn)象又會反復。另一種較為可行的辦法是加大風口小套的向下傾斜的角度,目前萍鋼用得較多是將風口小套向下傾斜5°~8°,有的高爐可以根據(jù)實際情況加大到10°,以部分抵消大、中套的上翹影響,保持送風制度的穩(wěn)定。2.3其他系統(tǒng)的影響2.3.1以堿金屬氣流作為紡粘非織造材料的化學成分萍鋼每次高爐休風時,爐內(nèi)的堿金屬和重金屬因沸點低而蒸發(fā),其蒸氣會因高爐倒流或自然飄逸而進入風口小套區(qū)域,風口小套因水冷而溫度較低,當堿金屬氣流在經(jīng)過小套內(nèi)壁時就會凝固,形成一層黏結物,厚度在2~3mm。對這些黏結物取樣化驗,其主要化學成分見表3。這些黏結物會導致風口面積縮小,在一定程度上影響送風制度,高爐休風時應清理風口小套。2.3.2葉輪黏結物對運行的影響當高爐頂溫過高時,部分堿金屬氣體會隨煤氣流進入TRT葉輪,粘結在葉輪上,對TRT機組的運行造成影響。萍鋼4號高爐BTRT曾因此而被迫停機,檢修時取下葉輪發(fā)現(xiàn)上面有1~2mm厚的黏結物,這些黏結物使葉輪運轉不平衡,產(chǎn)生震動。對葉輪上的黏結物和重力除塵灰及布袋除塵灰中的堿金屬、重金屬進行化驗,結果見表4。2.4堿土中微量元素的濃度對紅樹莓原汁入爐量的影響目前高爐的操作對排堿及排鉛鋅的能力有限,特別是采用水冷爐底后,排鉛更加困難。要減少有害元素對高爐的影響,除了從操作上采取一些措施外,主要還是在源頭上控制此類元素的入爐量。表5是萍鋼主要爐料中有害元素的質(zhì)量分數(shù)和負荷情況。從表5可以看出,萍鋼高爐的堿金屬負荷處于偏高水平,鋅負荷更高,噸鐵達到1.340kg,主要原因是由于大頂山礦中鋅的質(zhì)量分數(shù)高達0.35%,而大頂山礦在萍鋼的入爐料中比例達20%。3爐墻膨脹數(shù)據(jù)處理堿金屬因其顆粒小且容易揮發(fā),滲透能力強,當其滲入焦炭時,就