高爐爐缸安全隱患的治理

安鋼6號高爐爐缸平安隱患的治理安陽鋼鐵集團煉鐵廠2024.10.26遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患概況：高爐有效容積:450m3,14個風(fēng)口，1個鐵口，1個渣口，1999年元月開爐投產(chǎn)，2024年10月1日第二代高爐大修開爐，爐缸采用焙燒碳塊陶瓷杯砌筑，水冷爐底。高爐各項指標(biāo)均處于較高水平，高爐爐底、爐基溫度在可控范圍之內(nèi)。2024年10月10因限產(chǎn)停爐，2024年6月23日開爐。高爐概況遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患平安隱患：2024年~2024年底，高爐爐底、爐缸鋼殼先后出現(xiàn)了三次開裂，主要有三條豎縫，已威脅到高爐平安生產(chǎn)：①在4#風(fēng)口下方有約2.7m豎縫，主要分布爐底一層冷卻壁處，稍向上延伸至二層冷卻壁。11#風(fēng)口下方有約3m豎縫，還有一處橫縫近2m，主要分布爐底一、二層冷卻壁處在6#風(fēng)口下方有約2m豎縫，主要分布爐底一層冷卻壁處。。狀況調(diào)查爐缸爐殼開裂嚴(yán)重平安遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患狀況調(diào)查爐缸爐殼開裂嚴(yán)重同類型高爐比較項目爐容點火生產(chǎn)大中修情況開爐服役（年）某鋼5bf40219982006停爐-2007.6.19（大修）2007.6.194.4后燒出安鋼6bf4501999.1.222007.8.2—10.1（大修）2009.6.234安鋼7bf4502002.5.282008.2.29（中）

3.8平安遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患平安隱患：2024年10月22日6#風(fēng)口下部爐缸一層冷卻壁處又突然開裂，火苗竄出有半米高1.5米長，高爐再次休風(fēng)處理。右圖第一張是休風(fēng)以后拍下的照片，第二張是休風(fēng)后補焊時拍下的照片，裂縫大約有70cm寬。考慮到平安生產(chǎn)和高爐限產(chǎn)，決定10月26日緊急降料面停爐，對平安隱患進行治理。平安生產(chǎn)、限產(chǎn)——停爐??！遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐缸實景圖象停爐后,針對爐缸各部位渣皮厚度及分布狀況進行統(tǒng)計測量：1、爐缸直徑：選取爐缸不同截面直徑最大及最小處進行測量。2、渣皮厚度：選取過去破損調(diào)查經(jīng)驗判斷鐵水環(huán)流沖刷最嚴(yán)重的部位進行測量。遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患數(shù)據(jù)一:爐缸直徑數(shù)據(jù)二:渣皮厚度爐缸數(shù)據(jù)測量1→8#4→11#5→12#7→14#標(biāo)高8.8m5500554054105530標(biāo)高8.5m5440545054105500標(biāo)高7.8m5310528052005270數(shù)據(jù)三:風(fēng)口渣皮數(shù)據(jù)四:鐵口通道數(shù)據(jù)一:爐缸直徑數(shù)據(jù)二:渣皮厚度選取標(biāo)高8.8m,8.5m,7.8m三處,對爐缸不同截面直徑最大及最小處進行測量。遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患數(shù)據(jù)三:風(fēng)口渣皮數(shù)據(jù)四:鐵口通道數(shù)據(jù)二:渣皮厚度數(shù)據(jù)一:爐缸直徑爐缸數(shù)據(jù)測量以標(biāo)高7.8m處爐缸截面渣皮厚度進行測量。3-4#風(fēng)口下方230mm;7#風(fēng)口下方200mm;11#風(fēng)口下方190mm;N遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患數(shù)據(jù)三:風(fēng)口渣皮數(shù)據(jù)四:鐵口通道數(shù)據(jù)二:渣皮厚度數(shù)據(jù)一:爐缸直徑爐缸數(shù)據(jù)測量由圖中可以看出：3、9、13#風(fēng)口渣皮較厚，1、2、4、6、11、14#風(fēng)口渣皮較薄，渣皮最大厚度相差120mm,渣皮在風(fēng)口間分布比較均勻.遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患數(shù)據(jù)三:風(fēng)口渣皮數(shù)據(jù)四:鐵口通道數(shù)據(jù)二:渣皮厚度數(shù)據(jù)一:爐缸直徑爐缸數(shù)據(jù)測量鐵口孔道長1m。鐵口區(qū)域內(nèi)襯剩余400~550mm，較其它部位薄了150~200mm，說明鐵口區(qū)域侵蝕較其它部位嚴(yán)重,侵蝕模擬圖如左圖。遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐缸數(shù)據(jù)分析

風(fēng)口渣皮厚度

鐵口通道

爐缸直徑爐缸最大直徑5540mm，與砌筑尺寸5300mm相比差值為240mm，假設(shè)除掉渣皮厚度200mm，實際侵蝕了310~350mm,剩余厚度490~530mm，說明爐缸工作狀態(tài)良好風(fēng)口平面渣皮最厚處為360mm，渣皮最薄處為240mm，相差只有120mm，沿著圓周方向渣皮厚度較均勻，鐵口區(qū)域內(nèi)襯較其它部位薄了150~200mm；鐵口區(qū)域水溫差較高，應(yīng)加強冷卻遺留問題探討停爐后爐缸狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐缸數(shù)據(jù)分析1#-8#風(fēng)口對應(yīng)爐缸侵蝕情況遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐缸數(shù)據(jù)分析7#-14#風(fēng)口對應(yīng)爐缸侵蝕情況遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患從上圖可以看出，2#冷卻壁水溫差最高，2#冷卻壁為兩塊串聯(lián)到一起，最高水溫差為2.53℃，平均每塊冷壁最高水溫差為1.26℃，屬較高溫差，位置鐵口兩側(cè)，其它水溫差在正常范圍之內(nèi)。冷卻壁水溫差統(tǒng)計遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患2024年爐底溫度在540~605℃之間,爐基溫度在132~140℃之間，根本穩(wěn)定。爐底、爐基溫度統(tǒng)計時間爐底/℃爐基/℃2011年1月5561402011年2月5431342011年3月5651342011年4月5861352011年5月5881322011年6月6051382011年7月6011392011年8月5621332011年9月5621372011年10月552136遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐缸數(shù)據(jù)分析爐缸狀態(tài)可以,可以持續(xù)生產(chǎn)爐底溫度和水溫差分析爐缸直徑分析風(fēng)口鐵口分析磚襯侵蝕情況不太嚴(yán)重,除鐵口區(qū)域外，碳磚根本未受到侵蝕因素三:工藝要求因素四:應(yīng)力分析因素一:爐殼材質(zhì)因素二:焊縫質(zhì)量遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐殼開裂原因分析爐殼鋼板做化學(xué)成分分析

化學(xué)成分分析6爐爐殼成分：碳0.15硅0.23錳0.52磷0.016硫0.024，成分符合Q235B拉伸試驗

試樣尺寸450*50，試驗結(jié)果：Re:328N/mm2（屈服點≥225N/mm2）；Rm:460N/mm2（抗拉強度375-500N/mm2）；A%:28.9（伸長率≥25%）碳素結(jié)構(gòu)鋼蠕變碳素結(jié)構(gòu)鋼蠕變溫度為：300-350℃，此處鋼殼未達到蠕變臨界點。鋼材材質(zhì)和機械性能滿足生產(chǎn)需求，不是開裂原因因素三:工藝要求因素四:應(yīng)力分析因素二:焊縫質(zhì)量因素一:爐殼材質(zhì)遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐殼開裂原因分析第一次先對1層冷卻壁4、6、11#風(fēng)口開裂處爐殼及附近未開裂焊縫抽檢10%進行超聲波探傷，焊縫未發(fā)現(xiàn)異常，結(jié)果合格。第二次對第一層、第二層、風(fēng)口處未開裂全部豎焊縫、環(huán)焊縫共進行30處超聲波探傷抽查，發(fā)現(xiàn)15處存在不同程度的氣孔夾渣類缺陷，但氣孔夾渣類缺陷是焊接過程中常見的缺陷，不具備十分嚴(yán)重的破壞性，故氣孔夾渣類缺陷不是造成焊縫撕裂的主要原因。焊縫質(zhì)量滿足生產(chǎn)需求，不是開裂原因因素一:爐殼材質(zhì)因素四:應(yīng)力分析因素三:工藝要求因素二:焊縫質(zhì)量遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐缸平安隱患爐殼開裂原因分析日期風(fēng)量萬m3/h熱風(fēng)壓KPa頂壓KPa壓差KPa風(fēng)溫℃氧量m3/h2007年二季度6.1319189102105620322011年二季度6.662291261039845161序號項目單位設(shè)計指標(biāo)通用指標(biāo)1爐頂壓力kPa60--8080-1202風(fēng)口前風(fēng)壓kPa180180-2203富氧率%2-34風(fēng)量m3/min130015006高爐2024年和2024年主要操作參數(shù)

6高爐設(shè)計工藝參數(shù)比對可以看出：高爐實際使用風(fēng)壓較高，超出設(shè)計范圍。因素三:工藝要求因素四:應(yīng)力分析因素一:爐殼材質(zhì)因素二:焊縫質(zhì)量遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐殼開裂原因分析從風(fēng)口取樣觀察，爐內(nèi)熔融物有K、Na、Pb、Zn等堿金屬存在，堿金屬入侵爐缸碳磚并循環(huán)富集，爐缸碳磚形成脆化層膨脹，磚襯抗熱震性較差，推斷脆化層較厚，易產(chǎn)生脆化膨脹，向外張力擴大。冷卻壁與碳磚間搗料層較薄，在應(yīng)力較大時，未能有效起到緩沖作用，導(dǎo)致爐殼開裂。應(yīng)力巨大，是爐殼開裂主要原因遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐殼開裂原因分析結(jié)論可以不大修，按照設(shè)計風(fēng)壓生產(chǎn)除鐵口，爐襯侵蝕不嚴(yán)重鋼殼結(jié)構(gòu)性能滿足要求消除鋼殼應(yīng)力集中遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患爐缸處理爐殼加固爐底灌漿預(yù)警預(yù)控確定爐缸處理方案:針對爐殼開裂針對爐襯搗料層變薄，竄煤氣針對生產(chǎn)后預(yù)防維護遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控1、在第一帶鋼殼上部和第二代鋼殼下部結(jié)合處適當(dāng)位置打一帶環(huán)箍，寬150-200mm，板厚20mm。2、在第三帶鋼殼上部和第四代鋼殼下部結(jié)合處適當(dāng)位置打一帶環(huán)箍，寬150-200mm，板厚20mm。3、對現(xiàn)有開裂焊縫及附近焊縫打加強橫拉筋板，高200mm，長600mm.4、對第一帶、第二代鋼殼未開裂立焊縫打加強橫拉筋板進行預(yù)防，高200mm，長600mm，間距500mm。5、加固完畢后，焊接打漿管進行灌漿處理。遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控4#風(fēng)口部位遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控6#風(fēng)口部位遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控11#風(fēng)口部位常溫固化料塑性料遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控采用新型的壓入料和澆注料相結(jié)合，對爐基煤氣竄漏通道進行封堵，以治理煤氣竄漏，消除應(yīng)力安鋼和瑞普同創(chuàng)聯(lián)合開發(fā)的塑相密封治理爐底煤氣專利技術(shù)遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控安全生產(chǎn),預(yù)防為主爐缸平安生產(chǎn)維護預(yù)案:爐底煤氣值超標(biāo)治理預(yù)案;爐殼溫度升高控制預(yù)案;爐底溫度異常升高治理預(yù)案;爐底狀態(tài)監(jiān)控制度.高爐煤氣流制度;提高水壓，加強爐缸冷卻制度;鐵口失常控制預(yù)案.加裝“扣碗”封堵煤氣遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控安裝14個無線傳輸測溫器安裝視頻監(jiān)控爐缸加裝熱電偶兩塊冷卻壁之間，安裝4根熱電偶，穿過爐皮，插入爐底碳磚30mm爐底一、二層28塊冷卻壁結(jié)合部位，均勻安裝14個測爐殼溫度的無線傳輸器，輸入微機在爐缸四個方向加裝攝像頭,實施視頻監(jiān)控爐缸冷卻壁套管和冷卻壁進出水管之間跑煤氣，用鐵質(zhì)“扣碗〞焊接，封堵煤氣。預(yù)控措施在線監(jiān)測，分析趨勢遺留問題探討停爐后爐缸爐殼狀況及分析爐缸治理效果爐缸處理方案6號高爐爐缸平安隱患實施一:爐殼加固實施二:爐底灌漿實施三:預(yù)警預(yù)控調(diào)整風(fēng)口布局調(diào)整爐料結(jié)構(gòu)，排堿控制K、Na、Pb、Zn入爐，每隔半月適當(dāng)提爐溫在0.55%，下調(diào)爐渣堿度，提高渣中MgO,排堿9×?114mm﹢5×?100mm，改為7×?11