某钢厂高炉直吹管烧穿事故的原因分析
发布日期： 2018-08-29 17:37:00 阅读量（2596） 作者：
随着高炉大型化和强化冶炼，高炉送风装置的工作条件更加恶化，直吹管发红与烧穿的事故时有发生，严重影响着高炉的安全生产。2008年12月6日，国内某大型钢厂2号高炉有1根直吹管烧穿，1min不到整根直吹管就全部被烧毁，仅剩下弯头，风口小套烧坏并喷出红焦，幸好高炉及时放风，才避免了事故扩大。
一、直吹管现状调查
高炉使用的直吹管分为3类，Ⅰ类为本厂制作的直吹管，Ⅱ类和Ⅲ类分别为高炉中修时和其他送风装置一起招标进厂的直吹管。
对2009年1季度各高炉发红烧穿的直吹管进行调查发现：
(1)380m3高炉，有少数直吹管，其与弯头接触部位因漏风在接触面发红，其他部位未见发红现象;
(2)1500~2000m3高炉的Ⅰ类直吹管出现局部发红，但未出现烧穿现象;
(3)1500~2000m3高炉的Ⅱ类和Ⅲ类直吹管发生烧穿的较多。
Ⅰ类直吹管在使用过程中发红的原因主要是直吹管内衬浇注料被吹损变薄所致，这表明本厂的直吹管内衬浇注料强度不能满足高风温、高风速的要求。Ⅱ类直吹管发红、烧毁、烧穿的原因主要是直吹管裂纹较多，尤其在枪包部位出现较多裂纹，引起直吹管内衬浇注料突然脱落，整根直吹管被烧毁(见图1(a))。Ⅲ类直吹管发红、烧毁、烧穿的原因主要是直吹管内衬浇注料质量较差，在前端头部位的耐火材料较薄，在高风温、高风速的条件下，耐火材料抗冲刷能力不足，被高速气流冲刷侵蚀、剥落，导致前端头部位发红。当该部位的煤枪磨烂后，部分煤粉在喷枪头部位聚集、结焦，达到一定量后急剧燃烧，造成该部位温度迅速上升，这是直吹管前端头烧穿的主要原因(见图1(b))。
图1被烧毁和烧穿的两类直吹管
(a)整根直吹管烧毁;(b)吹管前端头烧穿
二、直吹管烧损原因分析
(1)管内衬耐火材料质量差是导致直吹管烧损的主要原因。对Ⅰ类和Ⅲ类直吹管耐火材料进行取样化验，其结果见表1,
表1高炉直吹管内衬浇注料的物理性能
Ⅲ类直吹管内衬浇注料主要成分为黏土质熟料，骨料为焦宝石熟料，细粉料为高铝细粉和氧化铝粉，黏结剂为铝酸盐水泥(耐热水泥)。黏土质熟料有良好的保温性能，但超过600℃后产生晶型转变，1100℃线变化率为0.6%,导致直吹管内衬浇注料在使用过程中产生膨胀并剥落，同时在直吹管冷热变化时容易产生裂纹。由于Ⅲ类直吹管内衬浇注料高温耐压强度较差，在高风速、高风温的条件下，直吹管内衬浇注料磨损很大。Ⅱ类的个别直吹管使用仅3h就出现直吹管前端发红现象，被迫对直吹管进行打水以防止烧穿。
Ⅰ类立吹管内衬浇注料的骨料为焦宝石熟料，细粉料为铝矾土和氧化铝粉，黏结剂为高温黏结剂。由于其保温性能稍差，在高风速、高风温条件下使用1个月后发红，说明高温耐压强度仍然不能满足高炉送风要求，为此必须提高直吹管内衬浇注料质量。
枪包耐火材料开裂脱落导致直吹管发生烧穿、烧毁。由于Ⅱ类直吹管的枪包较小，枪包部位的耐火材料很薄，再加上煤枪的振动，易造成枪包部位的耐火材料产生较多的裂纹并脱落，在高风温、高风速的条件下枪包突然烧穿，直吹管在很短的时间内就烧毁，仅剩下直吹管后端的小半截。
(2)喷煤枪磨烂后煤粉在直吹管前端燃烧，造成直吹管前端烧穿。Ⅲ类直吹管的枪管夹角大于12°喷煤枪插不到风口前端的中心线，喷煤枪被迫在直吹管前端部位拐弯防止煤粉喷烂风口小套。但是由于喷煤枪采用普通的不锈钢管,耐热耐磨性能不足，喷吹烟煤时容易结焦堵煤，造成煤枪严重氧化烧烂。另外，煤粉中含有小部分的煤矸石颗粒，很容易在喷煤枪打弯处磨损并泄漏煤粉燃烧，造成直吹管前端烧穿。
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