韶钢6高炉炉缸跟踪情况

韶钢炼铁厂2015年11月韶钢6高炉炉缸拆除跟踪情况内容提要一韶钢6#高炉介绍韶钢6#高炉简介高炉生产实绩二炉缸拆除跟踪情况耐材残厚情况炭砖破损情况“陶瓷杯”破损情况铅锌碱金属情况粘滞层情况不定形耐材情况炉缸冷却设备情况三原因分析四总结一、6BF高炉情况介绍

韶钢6#高炉有效容积750m3，第一代炉役使用时间为2002年12月至2011年2月，使用寿命为8年3个月。大修后的高炉于2011年9月12日开炉，由于钢铁市场形势原因，开炉后两个月左右又在2011年11月16日进行封炉停炉，封炉163天。2012年4月28日又重新开炉生产，到2014年11月10日因侧壁温度高再次停炉大修，第二代炉龄使用寿命为3年2个月。

6#高炉(2代)自2011年9月开炉以来，采用全外购焦冶炼，配矿模式采用烧结矿+球团矿+生矿，入炉品位在57.5~58.5%之间。该高炉较为明显的特点是高炉入炉原料碱金属及铅锌含量较高，入炉碱金属基本在3kg/t以上，入炉Zn负荷在1kg/t左右,入炉Pb负荷在0.3kg/t左右。

原燃料条件产量情况6#高炉自2011年9月开炉以来，总产铁量190.77万吨，单位炉容产铁量2544t/m3。风量

、氧量该高炉2012年4月开炉后风量基本维持1600m3/min、富氧率2~2.5%，2013年11月发现侧壁温度高后，开始控风、停氧生产。燃料消耗及生铁含硅

该高炉整体燃料消耗水平相对稳定520~540kg/t，生铁含Si基本在0.6~0.7%。高炉炉缸温度情况该高炉2012年4月28日开炉后，铁口标高下方1.3米圆周8点温度升高明显。编号1#2#3#4#5#6#长短长短长短长短长短长短历史最高温度（℃）627557736654520413714504496381678435残厚（mm）342191392311384511编号7#8#9#10#11#12#长短长短长短长短长短长短历史最高温度（℃）522422578474613545698642541475490424残厚（mm）4143652334955485782013年9月至12月期间新装的12组双热电偶温度显示，所测量温度不断升高，高炉被迫针对性的采取堵风口、控产等措施。通过温度理论计算该部位前端炭砖残厚，炉缸西南方向炭砖厚度较薄，均在400mm以下，其中3#风口方向仅剩191mm。二、炉缸调查从整个炉缸拆除的现场情况来看，最为突出的有以下几个问题：炉缸侧壁炭砖的正常侵蚀不算严重，但几乎所有的炭砖砖缝均渗铁，部分砖缝已被渗铁穿越后直接接触捣打料或冷却壁。炉缸侧壁炭砖均出现明显的环裂现象，在环裂的部位形成渗铁、积铁现象，并存在侵蚀炭砖后逐步扩大延伸现象；整个侧面捣打料保存相对完好，除10层炭砖以上的捣打料疏松以外，下部捣打料与炭砖冷面和冷却壁热面接触较为紧密；碱金属、Zn、Pb等有害元素富集严重，几乎所有的砖缝均可见，部分捣打料面上有存积；铁口标高（第9层炭砖）以上陶瓷杯保持较完好，而铁口以下陶瓷杯被完全侵蚀，陶瓷垫被正常侵蚀了1层，还剩下1层；耐材残厚情况

6-13层炭砖热面的陶瓷杯完好，但是砖缝渗铁，铁水已渗透到炭砖砖缝中10-13层炭砖形状完好铁口组合砖残厚最薄在600-630mm第7层炭砖上表面残留厚度600mm左右0°-180°方向0°-180°方向0°-180°方向炉缸侵蚀线呈较为典型的“蒜头”状。180°铁口方向，从上往下，13-11层炭砖形状完好，且炭砖热面附有不同厚度的陶瓷杯，厚度从上到下越来越薄。铁口组合砖残厚约为600mm；第6层炭砖为陶瓷垫外围第一层炭砖，炭砖上边沿残厚约600mm，下边稍微侵蚀。第13层炭砖厚度几乎没被侵蚀铁口组合砖残留厚度最薄在600mm左右5-9层炭砖侵蚀曲线炉底侵蚀状况炭砖破损情况炭砖纵向环裂炭砖横向环裂炉缸拆除过程发现，炉缸炭砖环裂现象十分严重，普遍存在于每块炭砖。在纵向方向上，环形裂纹形成贯通的裂纹，在圆周方向上，有些相邻炭砖表面的环缝也连接在一起。

炭砖之间热面砖缝情况2#风口3#风口之间渗铁现象7号风口下方渗铁渗铁已经穿过捣打料与冷却壁接触

在第7层炭砖，这样的“凸包”至少有5处“凸包”内部结构为铁和疏松炭砖的混合2#风口下方8、9层的渗铁像“列队的游鱼”

清理出来的渗铁物质13层炭砖“鼠洞”上部12层炭砖“鼠洞”下部1#风口（铁口侧）下第12层炭砖出现一个方形的“鼠洞”，深约400mm，宽800mm1#风口下方第13层炭砖表面有一处直径约300mm，深400mm（贯通炭砖上下面）的“鼠洞”，洞内炭砖材质已经粉化，十分疏松，可轻松“掏空”至第12层炭砖上表面，该鼠洞内并没有残铁存在，但旁边砖缝存在铁皮，而且热面仍有陶瓷杯存在“陶瓷杯”状况6#高炉采用复合炉缸结构，从现场来看“陶瓷杯”结构有效的保护了第13-10层炭砖免受铁水的侵蚀，使炭砖的热面形状基本完好，“陶瓷杯”的残留厚度在13层时约为300mm。但从铁口（第9层炭砖）以下陶瓷杯则基本上被侵蚀，到第8层、第7层炭砖时“陶瓷杯”已经基本侵蚀完毕。两层陶瓷垫的下面一层仍完好无损，而上面一层陶瓷垫基本侵蚀完毕，铁水和侵蚀后的熔融态的刚玉质材料形成混合物凝结在一起。第10~13层炭砖热面的陶瓷杯仍在上层陶瓷垫已被侵蚀，下层完好碱金属、铅、锌等有害元素情况跟踪过程中发现，几乎每一层炭砖都能发现聚集成片的零零散散的白色金属，从金属光泽和柔韧性推测是冷凝后的锌，有些锌甚至穿透了炭砖，集聚在了捣打料的表面。捣打料热面有部分冷凝的锌第4层炭砖的铅片，一碰就“瘫软”粘滞层粘滞层作为炭砖热面的保护层，存在于炭砖—铁水的接触面。在炉缸的拆除过程发现，凝铁层在炭砖前180°方向（铁口区域）和90°方向（放残铁方向）较厚。而在其余部位相对较薄，这应该与放残铁有关。不定形耐材情况从现场跟踪结果来看，炭素捣打料质量差别较大，炉缸上部区域，炭素捣打料结构疏松，估计与高炉停炉后向炉缸打水有关。而炉缸下部炭素捣打料结构紧密，仅铁口附近局部区域结构疏松，而且呈黄色，可能与铁口附近灌浆有关，同时，炉缸下部的铁水引起的传热更充足，炭砖受热应力膨胀量更大，从而将捣打料挤压得更加密实。不过铁口组合砖为刚玉砖，本身不是依靠导热来保护，因此也并没有出现铁口砖的异常侵蚀。另外，发现部分部位有木炭状物质，怀疑是施工过程中放进去的木条之类的东西，在高炉生产过程中经过高温加热炭化而成。第13层炭砖炭捣料，较疏松木炭条接触不紧密铁口区域捣料疏松，铁锹轻轻即可敲散敲落

炉缸下部的捣打料较紧密灌浆料情况从切割下来的部分炉壳及冷却壁来看，两者之间的灌浆料有分层现象，从颜色来看有一定的成分差异。这也与6#高炉在运行过程中出现东北面炉壳鼓包现象相对应。依据该高炉历史处理措施来看，与多次采取炉缸压浆有直接关系。但从整体来看，灌浆料与炉壳和冷却壁之间较为致密，从而也解释了该高炉炉缸基本不存在外漏煤气的现象。冷却壁灌浆料炉壳冷却壁之间捣打料接触紧密炉缸冷却设备情况6#高炉采用开路工业水循环系统，炉缸冷却壁均为利旧，但均未有损坏。对拆除下来的冷却壁联络管内壁进行观察，发现管内壁大多存在明显水垢颗粒，仅少数水管内壁光滑。这些水垢主要成分是氧化铁，还有少量的氧化钙、氧化镁等。炉缸总冷却水量670t/h，36块冷却壁，水管2进2出，DN50*6的水管，单根水头水量平均为9.3t/h，水速达到2.28m/s。水管比表面积接近0.8，水系统的冷却能力还是比较充足的。结垢严重的水管结垢情况相对较好的水管三、原因分析从现场跟踪情况判断，韶钢6#高炉炉缸侧壁温度升高的直接原因是渗铁，尤其是在第7层、8层炭砖位置，部分位置铁水已经接触到炭捣料和冷却壁，引起周边热电偶温度的升高，迫使高炉停炉。渗铁严重的位置符合高炉停炉前的残厚计算结果。1、可能存在施工砖缝控制不严，为渗铁提供了基础条件。2、炭砖质量差，为渗铁提供有利条件。3、碱金属、铅、锌负荷高，为渗铁起到助长作用。4、陶瓷杯并未起到阻隔铁水的作用，反而不利于凝铁层的形成。5、炭砖环裂，扩大了铁水渗透的范围和强度。1、可能存在施工砖缝控制不严，为渗铁提供了基础条件。2、炭砖质量差，为渗铁提供有利条件。1、可能存在施工砖缝控制不严，为渗铁提供了基础条件。3、碱金属、铅、锌负荷高，为渗铁起到助长作用。2、炭砖质量差，为渗铁提供有利条件。1、可能存在施工砖缝控制不严，为渗铁提供了基础条件。4、陶瓷杯并未起到阻隔铁水的作用，反而不利于凝铁层的形成。3、碱金属、铅、锌负荷高，为渗铁起到助长作用。2、炭砖质量差，为渗铁提供有利条件。1、可能存在施工砖缝控制不严，为渗铁提供了基础条件。5、炭砖环裂，扩大了铁水渗透的范围和强度。4、陶瓷杯并未起到阻隔铁水的作用，反而不利于凝铁层的形成。3、碱金属、铅、锌负荷高，为渗铁起到助长作用。2、炭砖质量差，为渗铁提供有利条件。1、可能存在施工砖缝控制不严，为渗铁提供了基础条件。四、总结5、炭砖质量严格把关。尤其是对于超微孔炭砖，导热系数应至少大于12w/mk，炭砖的孔径应严格满足平均孔径小于1μm，且大于2μm的孔径不超过1%的要求。4、在新建或大修高炉时必须严格控制炭砖砌筑质量。尤其是我们韶钢这类高含量有害元素入炉的冶炼高炉。3、6#高炉停炉前的相关现象分析及侵蚀计算结果较为准确的反应了高炉的实际侵蚀状况，对于判断高炉大修和维持高炉后期操作起到了关键性作用。2、炉缸炭砖渗铁是造成6#高炉炉缸侧壁温度高而被迫停产的直接原因。炉缸炭砖渗铁受炉缸炭砖质量、炭砖施工、高炉操作以及原燃料质量等多个因素的共同影响。1、从此次6#高炉炉缸拆除跟踪结果来看，该炉缸已经达到了极其危险的状态，高炉果断停炉是及时、有效的。6、有条件的情况下应尽量控制碱金属、铅、Zn负荷入炉。4、在新建或大修高炉时必须严格控制炭砖砌筑质量。尤其是我们韶钢这类高含量有害元素入炉的冶炼高炉。3、6#高炉停炉前的相关现象分析及侵蚀计算结果较为准确的反应了高炉的实际侵蚀状况，对于判断高炉大修和维持高炉后期操作起到了关键性作用。5、炭砖质量严格把关。尤其是对于超微孔炭砖，导热系数应至少大于12w/mk，炭砖的孔径应严格满足平均孔径小于1μm，且大于2μm的孔径不超过1%的要求。4、在新建或大修高炉时必须严格控制炭砖砌筑质量。尤其是我们韶钢这类高含量有害元素入炉的冶炼高炉。3、6#高炉停炉前的相关现象分析及侵蚀计算结果较为准确的反应了高炉的实际侵蚀状况，对于判断高炉大修和维持高炉后期操作起到了关键性作用。6、炉缸捣打料、灌浆料、炉壳的施工质量不可轻视，必须严格把关，否则直接影响整个传热效果，再好的炭砖质量也难免快速侵蚀的厄运。5、炭砖质量严格把关。尤其是对于超微孔炭砖，导热系数应至少大于12w/mk，炭砖的孔径应严格满足平均孔径小于1μm，且大于2μm的孔径不超过1%的要求。4、在新建或大修高炉时必须严格控制炭砖砌筑质量。尤其是我们韶钢这类高含量有害元素入炉的冶炼高炉。3、6#高炉停炉前的相关现象分析及侵蚀计算结果较为准确的反应了高炉的实际侵蚀状况，对于判断高炉大修和维持高炉后期操作起到了关键性作用。10、高炉长寿管理必须从开炉设计初期开始参与，将整个高炉设备状况、运行参数从最原始状态就开始作为重要事项管理起来，这样才能做到真正的长寿高炉。9、高炉炉缸监测应在高炉新建时不吝成本的一步到位，如冷却水温差在线、炉缸炭砖电偶埋设等等，这样才能有效的对高炉炉缸进行监控，为高炉在整个生产运行期间的分析、措施执行提供最准确的基础数据。8、高炉应尽可能减少非计划休风或长时间