国外高炉炉缸长寿技术研究-冶金之家.doc

国外高炉炉缸长寿技术研究
项钟庸
(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆 401122)
摘要:高炉长寿是系统工程。介绍了国外一批长寿高炉的经验。介绍了近20多年来对长寿高炉进行的解剖;提出了在日常生产中,延缓炉缸侵蚀的措施:如炉缸侧壁形成凝结层,改进出铁制度控制铁水环流;改变死料堆的内部结构避免局部侵蚀。还提出了在炉缸不同侵蚀阶段采用相应的具体措施。
关键词:国外;高炉;炉缸;长寿
高炉寿命主要取决于耐材的侵蚀。在过去许多高炉决定寿命的因素是炉身耐材的损坏。可是,由于高炉操作条件的改变,近年来国内外有许多高炉寿命受炉底耐材侵蚀的制约。
本文介绍了停炉后对炉缸进行的解剖调查;对生产操作中的高炉炉缸侵蚀进行的研究;并简要介绍在解剖调查和生产高炉试验的基础上,进行的模型研究。
1 解剖调查及侵蚀特征
国外解体调查了几十座高炉,不但对残余砖衬进行了详细的研究,而且对残铁、凝结层、死料堆结构等等方面进行了详细的研究。国外有一部分高炉不放残铁,炉缸内的状态能够较好地保持,这也为解剖调查创造了良好的条件。
由于炉底设计和生产操作的改善,国外高炉炉缸已经很少见到蘑菇型侵蚀(见图1,A)[1-2]。目前高炉炉底、炉缸的侵蚀可以分为3种类型:锅底状侵蚀、宽脸状侵蚀和象脚侵蚀。
象脚侵蚀
象脚侵蚀(见图1,B)特点是,向炉底垂直方向的侵蚀较少,炉底和侧壁交界的角部严重侵蚀,有的象脚侵蚀炉底中心部位反而有些隆起,形如象脚。如:福山5号炉容4617m3高炉[3];福山2号炉容2828m3高炉[4];京浜1号炉容4052m3高炉[5];加古川2号炉容3850m3高炉[6];加古川3号炉容4500m3高炉[7];千叶3号炉容1845m3高炉[8];千叶1号高炉[9];水岛4号高炉[9];和歌山3号第3代2150m3高炉[10-11];鹿岛3号第1代炉容5050m3高炉[11-12];罗德罗基1、2号1000m3高炉[13];艾依莫登7号4030m3高炉3代[14];施威尔根1号高炉建于1973年,1975、1985、1989年炉缸砖衬前后更换过5次,1989年炉缸烧穿[15];西德马A高炉[16-17]。在20世纪70年代初开炉的高炉形成象脚侵蚀的较多,典型事例如图2所示。
锅底状的侵蚀
锅底状的侵蚀(见图1,D)的特点是,侵蚀主要向炉底下部发展,在炉底形成深坑,炉底侵蚀严重;有减轻炉缸环流的作用,对侧壁侵蚀较少。君津3号第1代,炉容4063m3高炉,炉役从1971年至1982年,,炉底上层敷设4层炭砖,下部有5层黏土砖,最下部设1层石墨SiC砖,[18-19]。炉底结构和侵蚀断面图见图3(a)。图3(b)表示整个圆周上平均残存厚度。,。最终侵蚀后,,,炉底中央宽阔的范围呈平坦状侵蚀[18]。
小仓2号第2代,炉容1850m3高炉,高炉炉缸侧壁炭砖完好,炉底有较厚的黏土砖内衬,(详情见后)[20-21]。小仓2号高炉第2代于1982年开炉,2002年停炉。高炉内容积1850m3,铁口3个,风口28个。死铁层深度与炉缸直径之比为19%。图4表示总炉底厚度为4250mm。炉底结构上层有7层黏土砖,下设2层炭砖[20-21]。欧洲也有锅底状侵蚀长寿的记载,并发现锅底状侵蚀能够减轻铁水环流。
为了减少铁水环流,欧美首先提出,希望在死料堆下部形成焦炭自由层(Cokefree space)死料堆漂浮在炉缸中的概念,而不要坐落在炉底上。因此首先是由欧洲在20世纪80年代提出,死铁层加深至炉缸直径的25%以上的建议,英国在20世纪90年代初投产的安妮女王号、维利亚娜女王号、伯斯女王号死铁层深度均在27%左右
[22]。国外高炉设计的死铁层不断加深,图5为日本近年高炉死铁层深度的变化[23]。最近,鹿岛1、3号改造成炉容5265m3高炉时,炉缸直径15m,,为30%。
日本5000m3级高炉的死铁层高度一般为炉缸直径的25%~30%。,%的好,%不好,%。%~%,%。%[24]。
宽脸状侵蚀
20世纪80年代后出现了“宽脸”状侵蚀(见图1,C),炉缸侧壁和炉底中心都有侵蚀,而主要影响高炉寿命的侵蚀方向仍然是炉缸侧壁。如:大分2号高炉第1代[25]、戸畑1号高炉[26]、君津2号高炉(见图6)