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提高高炉炉缸冷却能力的有效措施

发布日期: 2018-04-24 10:21:06    阅读量(465)    作者:

近期有些采用微孔碳砖半石墨炭砖的高炉,还有采用热压小炭砖的高炉,炉缸寿命仍然很短,只有3~4年就被迫大修。而提高高炉炉缸冷却能力与之有很大的关系。专业学者建议提高高炉炉缸冷却能力可从以下三个方面改进。

1、选择合适的炭砖导热系数

炭砖导热系数是评价炭砖质量的重要指标之一,也是提高炉缸冷却能力、减缓炉缸侵蚀的重要措施,因为在足够的冷却条件下,热量通过炭砖及时传出炉外,才能保持炭砖在较低温度下工作,保持炭砖内表凝结渣壁。

目前以电煅无烟煤为原料生产的微孔炭砖和半石墨炭砖600℃的导热系数只能达到12 W/(m·K)左右,以石墨化无烟煤生产的超微孔炭砖导热系数只能达到20~23 W/(m·K)。设计者和使用者不必提出过高的要求,否则炭砖生产者就得采用非常手段,在炭砖原料中加入大量的电极石墨,以满足这些用户对导热系数的要求,这样虽然提高了导热系数,却损害了炭砖其他使用性能,最终影响炭砖的使用效果,降低高炉寿命。为此,建议高炉设计者和使用厂家在订货中提出禁止加入石墨电极的要求。

2、提高冷却强度

近期有些采用微孔碳砖半石墨炭砖的高炉,还有采用热压小炭砖的高炉,炉缸寿命仍然很短,只有3~4年就被迫大修,冷却强度太小是重要原因之一。

如某厂1 000 m3高炉炉缸冷却壁水管直径为Φ30 mm,某3 200 m3高炉炉缸冷却壁水管直径为Φ50 mm,水量为1 200 m3/h。武钢3 200 m3高炉冷却壁水管Φ70~80 mm,水量4 500~5 500 m3/h,2 500 m3高炉水量3 500~4 500m3/h,冷却水量差距太大必然影响高炉的寿命。要实现高炉炉缸、炉底长寿,必须在采用优质炭砖、提高炭砖导热系数的同时提高冷却强度,采用软水密闭循环冷却技术,甚至也有必要在炉缸关键部位采用铸铜冷却壁。

3、提高炭素捣打料的导热系数

2005年以前国内新建的高炉对炭素捣打料的导热系数一般都不够重视,有的对炭捣料的导热系数不提要求,不检测;有的导热系数检测结果数值很低,只有3~5 W/(m·K)。微孔炭砖600℃导热系数提高到12 W/(m·K)。炭捣料导热系数仍为3~6 W/(m·K)。炭捣料已成为阻碍热量传递的绝热层。不少高炉投产后2~3年,炉缸、炉底炭砖温度超过警戒温度(>500℃),出现炭砖严重侵蚀的假象,为此有的采用钒钛护炉,有的以为炭砖或施工质量差侵蚀严重,采取了减产措施。

炭砖温度升高最大的隐患是炭砖炉衬内800~1 000℃的温度区间向冷却壁方向移近,即钾、钠、锌高富集带移向冷却壁,加速了炭砖的化学侵蚀。

某厂1座1 000 m3高炉由于炭砖和炭捣料导热系数很低(3~5 W/(m·K)),冷却壁冷却水量很小,炭砖温度升到700℃以上,炉缸严重开裂,仅生产3年多就被迫停炉大修,大修发现环形裂缝侵蚀带靠近了冷却壁,锌已大量渗透到冷却壁和炉底的炭砖和炭捣料内。锌大量生成氧化锌产生体积膨胀使炉壳严重开裂,炭砖成为粉末。虽然这是一个特殊例子,炭捣料的导热系数低不一定是出炉缸开裂事故的主要因素,但终究是缺陷之一。

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