安钢6号高炉炉缸安全隐患的治理.ppt

安钢6号高炉炉缸安全隐患的治理,安阳钢铁集团炼铁厂,2012.10.26,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,概况：高炉有效容积:450m3,14个风口，1个铁口，1个渣口，1999年元月开炉投产，2007年10月1日第二代高炉大修开炉，炉缸采用焙烧碳块陶瓷杯砌筑，水冷炉底。高炉各项指标均处于较高水平，高炉炉底、炉基温度在可控范围之内。2008年10月10因限产停炉，2009年6月23日开炉。,高炉概况,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,安全隐患：2010年2011年底，高炉炉底、炉缸钢壳先后出现了三次开裂，主要有三条竖缝，已威胁到高炉安全生产：在4#风口下方有约2.7m竖缝，主要分布炉底一层冷却壁处，稍向上延伸至二层冷却壁。11#风口下方有约3m竖缝，还有一处横缝近2m，主要分布炉底一、二层冷却壁处在6#风口下方有约2m竖缝，主要分布炉底一层冷却壁处。,状况调查,炉缸炉壳开裂严重,安全,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,状况调查,炉缸炉壳开裂严重,同类型高炉比较,安全,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,安全隐患：2011年10月22日6#风口下部炉缸一层冷却壁处又突然开裂，火苗窜出有半米高1.5米长，高炉再次休风处理。右图第一张是休风以后拍下的照片，第二张是休风后补焊时拍下的照片，裂缝大约有70cm宽。考虑到安全生产和高炉限产，决定10月26日紧急降料面停炉，对安全隐患进行治理。,安全生产、限产停炉！,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉缸实景图象,停炉后,针对炉缸各部位渣皮厚度及分布状况进行统计测量：1、炉缸直径：选取炉缸不同截面直径最大及最小处进行测量。2、渣皮厚度：选取过去破损调查经验判断铁水环流冲刷最严重的部位进行测量。,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,数据一:炉缸直径,炉缸数据测量,数据一:炉缸直径,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,数据二:渣皮厚度,炉缸数据测量,3-4#风口下方230mm;,7#风口下方200mm;,11#风口下方190mm;,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,数据二:渣皮厚度,炉缸数据测量,由图中可以看出：3、9、13#风口渣皮较厚，1、2、4、6、11、14#风口渣皮较薄，渣皮最大厚度相差120mm,渣皮在风口间分布比较均匀.,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,数据二:渣皮厚度,炉缸数据测量,铁口孔道长1m。铁口区域内衬剩余400550mm，较其它部位薄了150200mm，说明铁口区域侵蚀较其它部位严重,侵蚀模拟图如左图。,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉缸数据分析,炉缸最大直径5540mm，与砌筑尺寸5300mm相比差值为240mm，若除掉渣皮厚度200mm，实际侵蚀了310350mm,剩余厚度490530mm，说明炉缸工作状态良好,风口平面渣皮最厚处为360mm，渣皮最薄处为240mm，相差只有120mm，沿着圆周方向渣皮厚度较均匀，,铁口区域内衬较其它部位薄了150200mm；铁口区域水温差较高，应加强冷却,遗留问题探讨,停炉后炉缸状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉缸数据分析,1#-8#风口对应炉缸侵蚀情况,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉缸数据分析,7#-14#风口对应炉缸侵蚀情况,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,从上图可以看出，2#冷却壁水温差最高，2#冷却壁为两块串联到一起，最高水温差为2.53，平均每块冷壁最高水温差为1.26，属较高温差，位置铁口两侧，其它水温差在正常范围之内。,冷却壁水温差统计,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,2011年炉底温度在540605之间,炉基温度在132140之间，基本稳定。,炉底、炉基温度统计,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉缸数据分析,砖衬侵蚀情况不太严重,除铁口区域外，碳砖基本未受到侵蚀,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉壳开裂原因分析,钢材材质和机械性能满足生产需求，不是开裂原因,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉壳开裂原因分析,第一次先对1层冷却壁4、6、11#风口开裂处炉壳及附近未开裂焊缝抽检10%进行超声波探伤，焊缝未发现异常，结果合格。第二次对第一层、第二层、风口处未开裂全部竖焊缝、环焊缝共进行30处超声波探伤抽查，发现15处存在不同程度的气孔夹渣类缺陷，但气孔夹渣类缺陷是焊接过程中常见的缺陷，不具备十分严重的破坏性，故气孔夹渣类缺陷不是造成焊缝撕裂的主要原因。,焊缝质量满足生产需求，不是开裂原因,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉缸安全隐患,炉壳开裂原因分析,6高炉2007年和2011年主要操作参数,6高炉设计工艺参数,比对可以看出：高炉实际使用风压较高，超出设计范围。,因素四:应力分析,因素一:炉壳材质,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉壳开裂原因分析,从风口取样观察，炉内熔融物有K、Na、Pb、Zn等碱金属存在，碱金属入侵炉缸碳砖并循环富集，炉缸碳砖形成脆化层膨胀，砖衬抗热震性较差，推断脆化层较厚，易产生脆化膨胀，向外张力扩大。冷却壁与碳砖间捣料层较薄，在应力较大时，未能有效起到缓冲作用，导致炉壳开裂。,应力巨大，是炉壳开裂主要原因,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉壳开裂原因分析结论,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,确定炉缸处理方案:,针对炉壳开裂,针对炉衬捣料层变薄，窜煤气,针对生产后预防维护,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,1、在第一带钢壳上部和第二代钢壳下部结合处适当位置打一带环箍，宽150-200mm，板厚20mm。2、在第三带钢壳上部和第四代钢壳下部结合处适当位置打一带环箍，宽150-200mm，板厚20mm。3、对现有开裂焊缝及附近焊缝打加强横拉筋板，高200mm，长600mm.4、对第一带、第二代钢壳未开裂立焊缝打加强横拉筋板进行预防，高200mm，长600mm，间距500mm。5、加固完毕后，焊接打浆管进行灌浆处理。,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,4#风口部位,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,6#风口部位,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,11#风口部位,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,实施一:炉壳加固,实施二:炉底灌浆,实施三:预警预控,采用新型的压入料和浇注料相结合，对炉基煤气窜漏通道进行封堵，以治理煤气窜漏，消除应力,安钢和瑞普同创联合开发的塑相密封治理炉底煤气专利技术,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,实施一:炉壳加固,实施二:炉底灌浆,实施三:预警预控,炉缸安全生产维护预案:,炉底煤气值超标治理预案;炉壳温度升高控制预案;炉底温度异常升高治理预案;炉底状态监控制度.高炉煤气流制度;提高水压，加强炉缸冷却制度;铁口失常控制预案.,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,实施一:炉壳加固,实施二:炉底灌浆,实施三:预警预控,两块冷却壁之间，安装4根热电偶，穿过炉皮，插入炉底碳砖30mm,炉底一、二层28块冷却壁结合部位，均匀安装14个测炉壳温度的无线传输器，输入微机,在炉缸四个方向加装摄像头,实施视频监控,炉缸冷却壁套管和冷却壁进出水管之间跑煤气，用铁质“扣碗”焊接，封堵煤气。,预控措施,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,实施一:炉壳加固,实施二:炉底灌浆,实施三:预警预控,控制K、Na、Pb、Zn入炉，每隔半月适当提炉温在0.55%，下调炉渣碱度，提高渣中MgO,排碱,9114mm5100mm，改为7114mm7100mm,长度260mm风口由3个增加为5个。,所有测温点输入微机，在线监控。配管每隔2小时，用红外测温仪测炉皮温度。绘制excel表，记录发展趋势,割开炉壳，浇注铁口浇注料，在外面增加150mm铁口，重新焊接铁口框架，灌浆，严格控制铁口深度在15001700mm,操作管理,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉缸温度检测,炉底炉基温度,炉基温度,炉壳14点在线测温温度,炉缸治理效果:,炉底530-585,炉基最高130-143,相对稳定，最高72,遗留问题探讨,停炉后炉缸炉壳状况及分析,炉缸治理效果,炉缸处理方案,6号高炉炉缸安全隐患,炉缸温度检测,炉缸三层冷却壁,炉缸四点热电偶温度,炉缸治理效果:,水温差最高3,相对稳定，最高323,到现在除了定期检修补焊之外，没有因炉缸安全