浅谈高炉炉缸异常侵蚀的原因及防治

通过对国内多座高炉炉缸的破损调查发现,在圆周方向上,铁口附近炉缸侧壁的炭砖侵蚀比较严重;在高度方向上,铁口中心线以下区域,特别是铁口中心线下方1.0～2.0 m处的炭砖,侵蚀比铁口中心线上方区域严重;部分高炉的炉缸侧壁局部存在类似“老鼠洞”的侵蚀现象。导致炉缸异常侵蚀的原因主要有气隙影响传热、入炉碱金属负荷及锌负荷过高、高炉烘炉不彻底、高炉冶炼强度过高、风口漏水导致炉缸积水现象严重等。在高炉日常生产操作中,炉缸积水及气隙对炉缸的长寿及安全的危害应得到足够的重视,建议采取措施并形成一种常规管理制度,加强对炉缸积水及气隙的防治。     

高炉炉缸气隙若干问题探析

对高炉炉缸气隙存在的实例、炉缸气隙的危害、炉缸气隙的形成机理及炉缸气隙的防治等问题进行了探讨。认为:①炉缸气隙对炉缸传热体系影响巨大,是炉缸炭砖温度异常的重要原因之一;②在炉缸积水情况下,水受热汽化容易导致界面压力上升,挤压产生气隙;③施工要控制好捣打料的施工质量,捣打后体积密度1.65 g/cm~3,要求炭捣料导热系数最好要达到18W/(m·K)左右,最好不应小于8W/(m·K)。     

兴澄3号高炉炉缸破损调查及机理分析

对兴澄3号高炉炉缸炭砖宏观破损状况及微观形貌进行调查研究,绘制炉缸侵蚀内型,分析炉缸破损的主要原因及侵蚀机理。调查结果表明:3号高炉经过一代炉龄的生产,炉缸侵蚀为"宽脸"型侵蚀,侵蚀严重区域主要位于铁口下方1.35m～1.85m,侵蚀最严重区域主要集中在1#和3#铁口区域;碳不饱和铁水对炭砖的熔蚀和有害元素侵蚀是3号高炉炭砖破损的主要原因。     

包钢3号高炉炉缸炉底破损调查

对包钢3号高炉炉缸炉底破损状况进行了调查,并对炉缸炉底的侵蚀原因进行了分析。结果表明:炉缸炉底存在"象脚状"侵蚀,侵蚀部位在炉缸炉底交界处,侵蚀的最薄处炭砖残存厚度只有400mm,侵蚀了800mm;风口下方砖衬侵蚀较为严重,风口下方6层大炭砖环裂较为明显,环裂是造成高炉大炭砖破损的主要形式;炉缸自上而下的黏结物中都有碱金属、锌等有害元素的存在,有害元素大量沉积、渗透侵蚀和炭砖体积膨胀是3号高炉炉缸破损的重要原因。     

九钢3号高炉炉缸烧穿事故原因浅析

九钢3号高炉设计使用寿命为15年,但只运行了3年10个月就突发炉缸烧穿事故。对3号高炉烧穿后的炉缸炭砖和炭素捣打料进行了取样分析。认为炉缸烧穿事故的原因主要有:炭素捣打料的导热系数太低,远低于炭砖的导热系数,无法将大部分热量传导出去,成为了隔热层;炭砖质量欠佳,导致高炉炉缸不是均匀侵蚀,而是异常侵蚀;炉缸监测手段单一,且重视程度不够;碱金属危害;操作制度选择不合理,造成连续炉墙结厚和炉缸堆积,被迫长期洗炉。     

高炉炉缸侵蚀特征及侵蚀原因探析

为了探析高炉炉缸侵蚀特征及其共性原因,基于京唐1号高炉和通才3号高炉的现场数据,分别计算了炉缸侧壁炭砖残余厚度和死料柱漂浮高度,明确了炉缸炭砖的侵蚀原因,证实了炉缸炭砖的侵蚀部位。结果表明,当死料柱透气性变差时,炉底温度逐渐降低,铁水环流加重,造成了耐火材料的异常侵蚀;由京唐1号高炉死料柱根部位置和炭砖侵蚀位置的关系,证实了死料柱根部对应炭砖易受到异常侵蚀,即铁口中心线下方1~3 m。由于死料柱物理状态和漂浮状态随生产参数和高炉状态的变化而变化,因此侵蚀部位也随之变化,故应稳定原燃料条件及生产参数,并建立死料柱漂浮高度和炭砖残余厚度的实时监测机制,从而保证高炉安全生产,实现高炉长寿。     

鞍钢2号高炉炉缸炉底炭砖蚀损调查及分析

鞍钢２号高炉停炉破损调查表明，炉缸炭砖环裂严重，炉底炉缸异常侵蚀十分明显。经初步分析认为，热应力是引起炭砖产生环裂的主要因素，死铁层太浅，铁水环流剧烈是形成异常侵蚀的主要原因。     

武钢5号高炉炉体破损调查研究

对武钢5号高炉（3200m^2）大修停炉破损调查结果进行分析，重点考察了内衬和冷却壁的破损状况。5号高炉球墨铸铁冷却壁制造质量好，在采用软水密闭循环冷却的条件下，水管腐蚀、结垢比不用软水的高炉大为减轻，水管破损率低。炉缸、炉底交界处仍是侵蚀最严重部位，最小残存炭砖厚度仅有280～300mm。为减缓炉缸、炉底炭砖侵蚀，应采用高热导率的微孔、超微孔炭砖，提高炉缸、炉底的冷却强度，并采取措施减轻碱金属和锌的危害。     

长钢8号高炉炉缸炉底破损调查及长寿经验

对长钢8号高炉炉缸炉底破损调查及长寿经验进行了总结分析。8号高炉一代炉役寿命9年10个月,单位炉容产铁量10640 t/m³,停炉后进行的炉缸炉底破损调查结果表明,炉缸与炉底交界处侵蚀最为严重,呈象脚状侵蚀,炉缸炭砖部分环裂,炉底5层满铺炭砖完好,炉缸侵蚀的原因主要是铁水环流、铁水溶蚀、有害元素侵蚀和热应力等。8号高炉这一代炉役的长寿经验:一是均衡稳定的生产组织;二是长期稳定顺行的炉况;三是及时采取相应的护炉生产措施,四是合理应用炉体维护技术。     

首钢股份1号高炉炉缸侵蚀状况剖析

结合首钢股份1号高炉炉缸破损调查结果,从有害元素、焦炭质量、铁水含碳饱和度、死料柱及炉役后期频繁停炉的影响等方面,对炉缸侵蚀原因进行了剖析.破损调查结果表明,炉缸呈现出“象脚形”侵蚀,最为严重的侵蚀部位在铁口中心线下方2.1～2.4m之间,侵蚀最严重部位炭砖残余厚度330 mm,位于25号风口下方.认为炉役后期死铁层加...     

高炉炉缸积水与炉缸长寿的探讨

从分析高炉炉缸积水来源和积水导致炉缸破损机理入手,重点探讨炉缸积水对炉缸长寿的影响,并提出了防止炉缸积水的措施和炉缸定期有效排水的建议。炉缸积水导致炉缸破损的机理有水蒸气对炭砖的脆化作用、形成气隙破坏炉缸传热体系和导致炉缸异常侵蚀。认为炭砖热面形成稳定的渣铁凝固层是实现炉缸长寿的关键,如果发现炉缸凝固层厚度正在减薄,要及时采取检查水系统、观察和等待、调节炉况等应对措施。     

衡钢高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因浅析

衡钢1号高炉大修投产后不到2年,炉缸个别点温度最高上升到900℃左右,危及安全生产,被迫停炉中修。停炉后观察发现,炉缸炉底呈“象脚状”侵蚀,炉缸第1层炭砖侵蚀严重,最薄弱处炭砖残余厚度仅240mm,从残铁口扒渣门两边炉缸第7～9层炭砖中部可见明显的环裂缝。认为1号高炉炉缸炭砖侵蚀过快的原因主要是:(1)高冶炼强度操作,且炉缸直径偏小,致使炉缸铁水环流强;(2)炉缸炉底耐材部分指标不达标;(3)炭砖冷面与冷却壁之间的炭素捣打料层存在气隙;(4)Pb、Zn及碱金属等有害元素控制不力;(5)铁口深度合格率低。     

柳钢5号高炉炉缸侧壁安全维护的实践

针对柳钢5号高炉炉缸南面侧壁温度异常升高、炭砖侵蚀速度加快的现象,采取了增加炉缸侧壁侵蚀监控系统、采用炭质炭化硅灌浆料提高炉缸侧壁导热性能、局部强化冷却、钒钛护炉等措施,避免了炉缸发生烧穿的危险。取得的主要经验有:①对炉缸侧壁环炭微孔炭砖侵蚀线的监控,在陶瓷杯开始破损时采用局部强化冷却和灌浆方式,可以有效提高炉缸侧壁的导热性能,使1150℃侵蚀线的位置离开残余炭砖内端面,这是炉缸侧壁护炉的关键。②采用钒钛球团矿护炉时,在陶瓷杯不同的破损阶段采用不同的方法进行护炉,既要保证炉况顺行,又能在环炭靠炉缸侧壁内端面形成保护层,防止环流铁水冲刷保护层,这是护炉的重点。     

高导热模压炭砖在莱钢6~#1080m~3高炉的应用

介绍了莱钢6#1080m3高炉炉缸侧壁发生异常侵蚀的情况,对比分析认为,普通耐材导热系数差,决定了炉缸不耐蚀。在大修中对炉缸结构进行改进,适当加大炭砖厚度,采用性能和进口产品相近、但价格优势明显的新型高导热模压炭砖,并严格砌筑标准,确保施工质量。应用表明,侧壁温度理想、稳定。     

UCAR炭砖在鞍钢高炉应用分析

介绍了UCAR炭砖在鞍钢高炉炉缸的应用状况,根据炉缸结构、冷却系统,结合炭砖理化检验结果,分析讨论了鞍钢UCAR炭砖炉缸异常侵蚀原因,认为炉缸炭砖必须使用电煅无烟煤生产工艺,不能使用过量填加石墨的生产工艺,炉缸炭砖不能片面追求导热系数指标,必须综合考虑平均孔径、小于1μm容积比、抗氧化性、抗碱性、抗渣侵蚀和铁水溶蚀率。     

鞍钢高炉炉缸炭砖的应用探讨

对鞍钢不同炉役阶段高炉炉缸炭砖选型、砌筑情况进行了阐述,分析了不同类型炭砖高炉炉内使用效果和侵蚀状况。从炉缸炭砖破损的状况来看,渗铁、铁水溶蚀及冲刷、裂纹现象、锌及碱金属侵蚀等,是鞍钢高炉炉缸炭砖破损的主要原因。依据鞍钢多座高炉成功的生产经验,认为合理选用炭砖型号、严格监管砌筑质量、控制有害元素入炉、减少炉况波动等,是延长炉缸炭砖使用寿命的关键。     

武钢1号高炉炉缸破损调查及炭砖侵蚀机理

掌握武钢1号高炉炉缸的侵蚀状态，明确炭砖的破坏过程及其侵蚀机理，对指导高炉操作、延长高炉使用寿命具有重要意义。通过钻芯取样对武钢1号高炉炉缸开展了破损调查，采用化学分析、光镜、电镜等手段研究了炉缸残余炭砖的侵蚀特性。结果表明，武钢1号高炉炉缸整体呈“锅底”状侵蚀，近铁口区域的侵蚀相对非铁口区更加严重，自铁口中心线向下，残余炭砖的完好层长度逐渐变短，破损层长度逐渐变长。有害元素K在炭砖内的存在形式为硅铝酸盐，Zn和Na元素在炭砖内的存在形式主要为氧化物，Pb元素在炭砖内的存在形式为硫化物。沿着炉缸半径方向，残余炭砖的体密度先增大后减小，在有害元素富集区域达到最大。炭砖结构被破坏主要原因是热应力、有害元素的富集和铁水渗透。     

鞍钢4号高炉炉缸炉底破损调查

鞍钢4号高炉采用自焙炭砖加陶瓷砌体的复合炉缸炉底结构,大修时对炉缸炉底的破损情况进行调查,结果如下：炉缸环形炭砖断裂基本不存在,蒜头状侵蚀较轻。破损的主要原因是渣铁熔蚀、冲刷和渗铁。     

大型高炉炉缸内衬破损调查

对某厂3200m~3高炉炉缸进行了破损调查,测绘了炉缸各部位炭砖剩余厚度,绘制了炉缸侵蚀轮廓图,发现了一些新的侵蚀特征,并分析了炉缸炭砖破损原因。     

鞍钢新1号高炉炉缸内衬破损调查

鞍钢新1号高炉生产7年零9个月后,在休风灌浆过程中发生炉缸渗铁事故。利用炉缸换衬机会进行了破损调查,取不同部位的残存炭砖、渣皮和黏结物进行理化性能检测,分析碱金属和锌在炉缸内衬的分布状况及钒钛矿护炉效果。结果表明,高炉炉缸炭砖异常侵蚀的主要原因有:炉缸冷却水量不足,冷却壁水管规格小,内衬温度监测点少;炭砖耐氧化侵蚀指标低;微孔炭砖小于1μm孔容积百分率指标偏低;碱金属和Zn的化学侵蚀。