萍鋼高爐結(jié)瘤物分析

萍鋼高爐結(jié)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(jī)械及周邊鐵業(yè)機(jī)械有關(guān)。這些含有害的鐵粉資源對(duì)平鋼多個(gè)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(jié)和厚結(jié)，高粱的體積擴(kuò)張，道路堤的變形，以及對(duì)天然氣系統(tǒng)的不利影響。1厚骨腫瘤對(duì)高血脂瘤的影響和反應(yīng)1.1料體結(jié)構(gòu)與爐身結(jié)特征萍鋼一鐵廠3號(hào)高爐容積為420m3,于2003年投產(chǎn),因?yàn)樵O(shè)計(jì)為瘦長型高爐,加上長期追求強(qiáng)化冶煉,3號(hào)高爐爐況一直不順。2007年,因爐身部分爐襯嚴(yán)重脫落,對(duì)高爐爐身進(jìn)行了噴補(bǔ)造襯,之后爐況更為不順,主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):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(shí)間長,一般趕到2m左右時(shí)爐況易反復(fù);三是上部布料規(guī)律不好掌握,3號(hào)高爐進(jìn)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(shí)間維持在14t左右,同時(shí)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(hào)高爐爐況更加惡化,坐、塌料極為頻繁,爐身結(jié)廇特征明顯。2009年3月,對(duì)3號(hào)高爐進(jìn)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(shí)物圖見圖1);第二種呈灰白色,密度大,手感沉重(實(shí)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(jié)瘤物的根部(實(shí)物圖見圖3)。對(duì)上述三種瘤體進(jìn)行取樣并化驗(yàn)分析,其主要化學(xué)成分見表1。第一種瘤體的體積占3號(hào)高爐結(jié)瘤物總體積的70%~80%,其中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)45.50%,這是導(dǎo)致爐子結(jié)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(jié)瘤物體積的10%~15%,是噴補(bǔ)造襯的殘余部分,因?yàn)楫?dāng)時(shí)只噴補(bǔ)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(hào)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(dá)到37°,加權(quán)角度差達(dá)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(hào)高塊的決定1.2.1提高爐襯質(zhì)量1號(hào)高爐容積360m3,于2002年投產(chǎn)。從2007年起,1號(hào)高爐8,9號(hào)風(fēng)口之間的爐殼就出現(xiàn)裂縫,裂縫呈縱向且不斷擴(kuò)大,最大時(shí)寬達(dá)80mm,長達(dá)3m,由于爐體向外膨脹,導(dǎo)致爐缸三層第14,15號(hào)兩塊冷卻壁與爐襯完全分離。采取外加噴水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻,爐殼多次補(bǔ)焊,再外加加強(qiáng)筋板的措施后,效果仍然不好,而且每休風(fēng)一次,裂縫就明顯擴(kuò)大一次。2009年,考慮到爐缸三層第14,15號(hào)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(dǎo)出,因此對(duì)1號(hào)高爐休風(fēng)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(gè)月,爐殼再次呈縱向開裂,而且裂縫擴(kuò)大的速度比上次更快,到2011年元月,裂縫最寬處有110mm,長度達(dá)2600mm。2011年3月,1號(hào)高爐被迫停爐大修。在將冷卻壁取下時(shí),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。考慮到從一個(gè)點(diǎn)滲出過多的鉛會(huì)使熱量往此處集中,有穿爐風(fēng)險(xiǎn),因此在將鉛排到8t后就不再排了。1.2.2主要化學(xué)成分在1號(hào)高爐停爐時(shí),發(fā)現(xiàn)爐體結(jié)厚現(xiàn)象比較嚴(yán)重,爐喉下部、爐身中部以及下部都存在不同程度的結(jié)厚,尤其是爐喉下部的結(jié)厚達(dá)到了0.8m,這與停爐前1號(hào)高爐順行差、產(chǎn)量低、燃料比也低的生產(chǎn)狀況相吻合。對(duì)這幾個(gè)部位的典型結(jié)厚物進(jìn)行取樣分析,其主要化學(xué)成分見表2,結(jié)厚物的實(shí)物圖見圖4~7。經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn),1號(hào)高爐爐身下部的結(jié)厚物與3號(hào)高爐結(jié)瘤物的主要化學(xué)成分接近,外觀也相似。1.3堆低生長機(jī)制分析1號(hào)、3號(hào)高爐各種廇體和結(jié)厚物的主要化學(xué)成分,發(fā)現(xiàn)結(jié)瘤、結(jié)厚物的主要化學(xué)成分是鋅。鋅易還原且沸點(diǎn)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(dá)爐身中部時(shí)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(jié)厚與結(jié)瘤。目前,萍鋼防止鋅循環(huán)富集的主要應(yīng)對(duì)措施是發(fā)展中心氣流,因?yàn)殇\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(jī)率,從而也減少了爐墻結(jié)厚的機(jī)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(fēng)口下沿的組合磚中,引起組合磚膨脹變形,風(fēng)口中套受力后往上翹起,這種現(xiàn)象在萍鋼的各個(gè)高爐都普遍存在。風(fēng)口中套的這種翹起現(xiàn)象對(duì)下部送風(fēng)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(dòng)了10~50mm,而上沿基本不動(dòng)。中套的外徑是254mm,根據(jù)余弦定理,可以算出整個(gè)中套往上翹起的角度為2.3°~11.3°,這樣就導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)口中心線上翹。目前,萍鋼各個(gè)高爐為了活躍爐缸,普遍采取了風(fēng)口往下傾斜5°~8°的做法,而根據(jù)計(jì)算結(jié)果,只要風(fēng)口中套下沿往里移動(dòng)超過36mm,風(fēng)口就上翹了。風(fēng)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(fēng)口中套下沿往里移動(dòng)超過了36mm,高爐就要更換變形的中套,這樣才能保證送風(fēng)制度正常。圖8是萍鋼1號(hào)高爐生產(chǎn)3個(gè)月后風(fēng)口下沿組合磚膨脹情況。從圖8可以看出,本應(yīng)是圓形的組合磚凸出了20~30mm。2.2大套上翹角度風(fēng)口組合磚膨脹以后,對(duì)風(fēng)口大套內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的推力,由于杠桿作用風(fēng)口大套外部會(huì)有一個(gè)向下的拉力,所以萍鋼多個(gè)高爐的風(fēng)口大套法蘭都在上部與爐殼法蘭盤裂開,整個(gè)大套往上翹起。以萍鋼2號(hào)高爐為例,2號(hào)高爐的全部風(fēng)口大套上部法蘭盤均出現(xiàn)了開裂,有4個(gè)風(fēng)口法蘭盤最上部的螺栓被拉斷,大套與爐殼法蘭盤間隙達(dá)30~40mm,最大的達(dá)81mm。利用余弦定理同樣可以計(jì)算出大套上翹的角度,當(dāng)間隙為30mm時(shí),大套上翹的角度為1.53°,80mm時(shí)大套上翹的角度為4.07°。如果同一個(gè)風(fēng)口同時(shí)出現(xiàn)中套和大套上翹現(xiàn)象,高爐的風(fēng)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(fēng)口,這就需要較長時(shí)間的休風(fēng),而且換風(fēng)口一段時(shí)間以后這種現(xiàn)象又會(huì)反復(fù)。另一種較為可行的辦法是加大風(fēng)口小套的向下傾斜的角度,目前萍鋼用得較多是將風(fēng)口小套向下傾斜5°~8°,有的高爐可以根據(jù)實(shí)際情況加大到10°,以部分抵消大、中套的上翹影響,保持送風(fēng)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(xué)成分萍鋼每次高爐休風(fēng)時(shí),爐內(nèi)的堿金屬和重金屬因沸點(diǎn)低而蒸發(fā),其蒸氣會(huì)因高爐倒流或自然飄逸而進(jìn)入風(fēng)口小套區(qū)域,風(fēng)口小套因水冷而溫度較低,當(dāng)堿金屬氣流在經(jīng)過小套內(nèi)壁時(shí)就會(huì)凝固,形成一層黏結(jié)物,厚度在2~3mm。對(duì)這些黏結(jié)物取樣化驗(yàn),其主要化學(xué)成分見表3。這些黏結(jié)物會(huì)導(dǎo)致風(fēng)口面積縮小,在一定程度上影響送風(fēng)制度,高爐休風(fēng)時(shí)應(yīng)清理風(fēng)口小套。2.3.2葉輪黏結(jié)物對(duì)運(yùn)行的影響當(dāng)高爐頂溫過高時(shí),部分堿金屬氣體會(huì)隨煤氣流進(jìn)入TRT葉輪,粘結(jié)在葉輪上,對(duì)TRT機(jī)組的運(yùn)行造成影響。萍鋼4號(hào)高爐BTRT曾因此而被迫停機(jī),檢修時(shí)取下葉輪發(fā)現(xiàn)上面有1~2mm厚的黏結(jié)物,這些黏結(jié)物使葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡,產(chǎn)生震動(dòng)。對(duì)葉輪上的黏結(jié)物和重力除塵灰及布袋除塵灰中的堿金屬、重金屬進(jìn)行化驗(yàn),結(jié)果見表4。2.4堿土中微量元素的濃度對(duì)紅樹莓原汁入爐量的影響目前高爐的操作對(duì)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(duì)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?jǐn)?shù)和負(fù)荷情況。從表5可以看出,萍鋼高爐的堿金屬負(fù)荷處于偏高水平,鋅負(fù)荷更高,噸鐵達(dá)到1.340kg,主要原因是由于大頂山礦中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)0.35%,而大頂山礦在萍鋼的入爐料中比例達(dá)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(qiáng),當(dāng)其滲入焦炭時(shí),就