鞍钢高炉炉缸烧穿事故分析.ppt

延长高炉炉缸寿命的延长高炉炉缸寿命的初步认识初步认识1.高炉炉缸烧穿事故频发和几座炉缸烧穿分析。2.近几年高炉炉缸结构的进步。3.炉缸侵蚀机理初步分析。4.如何提高炉缸寿命讨论。炉缸、炉底烧穿情况炉缸、炉底烧穿情况续一续一 炉缸、炉底烧穿情况炉缸、炉底烧穿情况高炉炉缸烧穿事故统计高炉炉缸烧穿事故统计 高炉炉缸烧穿事故统计高炉炉缸烧穿事故统计 近年来国内外近年来国内外发发生生的部分高炉的部分高炉炉缸炉缸侧侧壁壁烧烧穿穿事故记录事故记录几座高炉烧穿分析几座高炉烧穿分析a.鞍钢3200m3烧穿抢修及大修破损调查b.沙钢2500m3烧穿及挖补c.美钢联情况介绍d.阳春高炉渗铁及处理简况e.北台炉底烧穿简单介绍。鞍钢股份炼铁总鞍钢股份炼铁总厂厂鞍钢新鞍钢新3高炉炉缸烧穿事故分析高炉炉缸烧穿事故分析 10炼铁总厂生产技术室目录目录 11炼铁总厂生产技术室新三高炉介绍新三高炉介绍开炉日期2005.12.28有效容积3200m3炉缸直径12.4m风口数目32上料形式皮带串罐无钟本体冷却除盐水闭路冷却热风炉形式外燃式*4设计指标日产t/d8000焦比Kg/t300煤比Kg/t200风温1200一一 12炼铁总厂生产技术室 20082008年年8 8月月2525日日2020：3030左右，新左右，新3 3高炉处于正常生产状态，炉内高炉处于正常生产状态，炉内各操作参数全部正常，炉前各操作参数全部正常，炉前2 2铁口执行出铁作业末期，突然在铁口执行出铁作业末期，突然在4 4铁口炉台下方炉缸区域出现异常响声并伴有火光，高炉值班工铁口炉台下方炉缸区域出现异常响声并伴有火光，高炉值班工长立即组织现场人员撤离并迅速减风到零（休风），同时通知火长立即组织现场人员撤离并迅速减风到零（休风），同时通知火警及上报事故。警及上报事故。2020余辆消防车辆于报警后陆续到达，对现场起火区域灭火，余辆消防车辆于报警后陆续到达，对现场起火区域灭火，由于现场火势较大，于次日由于现场火势较大，于次日5 5：4040分左右才将现场明火扑灭。分左右才将现场明火扑灭。确认：确认：4 4铁口下方炉缸烧穿，大量渣铁和炙热的炉料（焦炭、铁口下方炉缸烧穿，大量渣铁和炙热的炉料（焦炭、矿石）喷出，现场烧损严重（新矿石）喷出，现场烧损严重（新3 3高炉本体电缆、煤粉喷吹总线电高炉本体电缆、煤粉喷吹总线电缆、新缆、新2 2高炉电源电缆、计量仪表电缆、出铁场天棚、高炉电源电缆、计量仪表电缆、出铁场天棚、4 4炉前炮、炉前炮、开口机、东场及北场炉前吊车、炉前休息室、电梯等烧损。）开口机、东场及北场炉前吊车、炉前休息室、电梯等烧损。）13炼铁总厂生产技术室烧损的出铁场厂房 现场炉台下喷出的大量炉料事后统计：渣铁约900吨，炉料约2500吨 14炼铁总厂生产技术室1新新3高炉炉缸砌筑图高炉炉缸砌筑图开裂部位：开裂部位：炉缸二段炉缸二段3233#冷冷却壁却壁环碳温度环碳温度检测点检测点4点共点共8支支标高标高6.805环碳温度环碳温度检测点检测点6点共点共19只只标高标高5.890冷却壁及炉皮开裂部位冷却壁及炉皮开裂部位环碳温度环碳温度检测点检测点4点共点共8支支标高标高7.850 15炼铁总厂生产技术室受损的冷却壁：受损的冷却壁：4块冷却壁不块冷却壁不同程度受损同程度受损2 16炼铁总厂生产技术室现场积料清理烧损部位清理割除破损冷却壁拆除破损炭砖烧损部位炭砖砌筑 烧损部位冷却壁安装试水高炉装料高炉送风58.5h57h71h96h13h总计总计295.5h(12d+7.5h)17炼铁总厂生产技术室现场积料清理（现场积料清理（25/8-20：3028/8-7：00，总计，总计58.5h）利用挖掘工具和人力，将烧穿区域大量渣铁、炉料清理干净，露出烧穿部位，交付设备检修人员处理。烧损部位清理（烧损部位清理（28/8-7：0030/8-16：00，总计，总计57h）割除烧穿区域烧损的5块冷却壁，并清理烧穿部位的残渣、炉料，抠除部分烧损炭砖，露出砌筑接口。烧损部位砌筑（烧损部位砌筑（30/8-16：0002/9-15：00，总计，总计71h）利用工程剩余的UCAR炭砖重新砌筑，部分炭砖需要现场加工外型，缝隙采用炭质泥浆。总计砌筑11层，449块炭砖。烧损部位冷却壁安装、试水（烧损部位冷却壁安装、试水（2/9-15：006/9-15：00，总计，总计96h）按图纸重新制作5块铸铁冷却壁，焊接安装，外联水管焊接，试压，通水。高炉装料及送风高炉装料及送风 前准备（前准备（6/9-15：007/9-4：00，总计，总计13h）按恢复计划高炉装料，各部位单体、联合试车，各部位送电、送水、送气。18炼铁总厂生产技术室烧穿事故处理托砖梁及环碳侵蚀面按三环碳砖砌筑恢复共449块 19炼铁总厂生产技术室四四事故调查事故调查 20炼铁总厂生产技术室1炉炉缸缸环环碳碳温温度度参参数数环碳温环碳温度曲线度曲线采集区采集区间为间为2008年年7月月27日日8月月25日。日。从第从第13层环碳层环碳温度曲温度曲线看，线看，温度波温度波动不明动不明显。显。21炼铁总厂生产技术室炉炉缸缸环环碳碳温温度度参参数数环碳温环碳温度曲线度曲线采集区采集区间为间为2008年年7月月27日日8月月25日。日。从第从第20层环碳层环碳温度曲温度曲线看，线看，温度波温度波动不明动不明显。显。22炼铁总厂生产技术室炉炉缸缸环环碳碳温温度度参参数数环碳温环碳温度曲线度曲线采集区采集区间为间为2008年年7月月27日日8月月25日。日。从第从第30层环碳层环碳温度曲温度曲线看，线看，温度波温度波动不明动不明显。显。23炼铁总厂生产技术室炉炉缸缸热热电电偶偶分分布布情情况况 24炼铁总厂生产技术室环碳温度环碳温度检测点检测点6点共点共19只只标高标高5.890 25炼铁总厂生产技术室4铁口中心线铁口中心线2铁口中心线铁口中心线4铁口中心线铁口中心线2铁口中心线铁口中心线在在4铁口下铁口下方没有方没有检测电检测电偶偶环碳温度环碳温度检测点检测点4点共点共8支支标高标高6.805 26炼铁总厂生产技术室4铁口中心线铁口中心线在在4铁口下铁口下方没有方没有检测电检测电偶偶环碳温度环碳温度检测点检测点4点共点共8支支标高标高7.850 27炼铁总厂生产技术室2水水系系统统参参数数水系统水系统参数采参数采集区间集区间为为2008年年8月月11日日25日。日。从炉体从炉体水系统水系统温度曲温度曲线看，线看，温度波温度波动在正动在正常范围。常范围。只有只有25日波动日波动稍大。稍大。28炼铁总厂生产技术室炉炉缸缸冷冷却却壁壁情情况况高炉炉高炉炉底冷却底冷却采用在采用在炉底碳炉底碳砖下埋砖下埋设水冷设水冷管。炉管。炉缸采用缸采用光面铸光面铸铁冷却铁冷却壁，壁壁，壁厚厚160mm，材质，材质为灰口为灰口铸铁铸铁 29炼铁总厂生产技术室炉底碳砖炉底碳砖5 5层层,每层每层400mm400mm高，高，共共2000mm2000mm高高2000m2000mm m陶瓷杯外共陶瓷杯外共4 4环环UCARUCAR小块碳砖，总小块碳砖，总厚度厚度1914.1mm1914.1mm。其。其中里侧中里侧2 2环为低导环为低导热碳砖热碳砖NMANMA，外侧，外侧2 2环为高导热碳砖环为高导热碳砖NMDNMD。砌筑泥浆为。砌筑泥浆为C-34C-34。3炉炉缸缸结结构构分分析析 30炼铁总厂生产技术室炉炉缸缸碳碳砖砖与与冷冷却却壁壁间间捣捣料料情情况况 31炼铁总厂生产技术室炉缸耐材分析炉缸耐材分析 1、通过对NMA和NMD原砖性能检测表明，显气孔率、体积密度、耐压强度、抗折强度等性能均很好。2、使用性能中两种砖导热系数很好，抗碱性均优，透气度和重烧线变化率均正常，NMD砖表现为石墨砖的特性，存在的缺点为两种砖均不是微气孔砖，抗铁水熔蚀性差，抗氧化性较差。3、被侵蚀残留的NMD砖渗有5.84的铁，灰分增加达24.04，导热系数下降，其它性能与原砖接近，估计仅在烧穿时短时间与铁水接触造成。4、显微结构分析，NMA炭砖主要原料为电极石墨、电煅无烟煤和少量石油焦，添加剂为石英细粉。NMD 炭砖主要原料为电极石墨,添加剂为石英细粉。渗铁后的NMD砖尚未形成贯通式的大面积侵蚀。5、电极石墨具有疏松多孔结构，与冶金焦类似，与电煅无烟煤相比致密性相差很大，很容易被铁水渗透，从内部侵蚀碳砖，加速了炭砖的侵蚀。6、石英添加剂在炭砖烧成过程中，细颗粒保持原貌，未发生化学反应，对炭砖性能没有实质性的改进。32炼铁总厂生产技术室炉缸烧穿原因总结炉缸烧穿原因总结1、炉缸冷却强度不够。设计炉缸冷却循环水量1248m3/h，由于水量少，导致冷却强度偏低，不能将热量及时传递出去，造成内部炭砖出现异常侵蚀。此时二段水温差经常在1.5左右，对应的热流强度在24KW/m2，按照鞍钢院的设计思路，老区新建2580高炉（7、新4、新5）炉缸冷却水量都大于3700m3/h。另一方面，环炭设计成高导热的UCAR炭砖，更加显现冷却水量不足，炉内传递出来的大量热量无法排走的弊端2、炉缸部位相应温度检测点检测设置偏少，操作人员无法判断异常侵蚀情况。炉缸6层冷却壁未设计水温差检测装置，导致局部热流强度过大时，高炉操作人员无法掌握。炉缸环炭区域只设计了7层环炭温度检测，尤其在二段部位，只在四个方向安装了8点温度检测，且都不在侵蚀最严重的铁口下方，导致无法掌握该部位的侵蚀情况，导致炭砖侵蚀殆尽并最终烧穿。33炼铁总厂生产技术室炉缸烧穿原因总结炉缸烧穿原因总结 3、炉缸耐材设计成陶瓷杯UCAR小块环炭的形式不合理。高炉炉缸陶瓷杯耐火材料具有较高的强度与抗渣铁侵蚀性能，导热性较差，有较大的膨胀系数，在炉缸起的作用是保热。而小块碳砖导热性非常好，主要是通过冷却系统的热量传递，在表面形成1150的铁水凝固线来保护小块碳砖，由于很难精确地考虑到陶瓷杯砌体膨胀量与陶瓷杯破损时间，就有可能在高炉开炉不久产生的膨胀力使陶瓷杯砌体迅速损坏或对小块碳砖产生挤压性破坏；小块碳砖施工要求留有适当砖缝，其中的浆料炭质焦泥的固结温度大于400，因陶瓷杯砌体的存在，开炉后不能很好的进行加热固化，呈流态，当陶瓷杯破裂后，铁水容易进入砖缝，甚至出现漂移。34炼铁总厂生产技术室增加炉缸部位冷却强度增加炉缸部位冷却强度 利用检修机会压浆利用检修机会压浆采用钒钛矿护炉采用钒钛矿护炉加强检测加强检测制定预案制定预案 35炼铁总厂生产技术室增加炉缸部位冷却强度增加炉缸部位冷却强度 由于设计冷却强度低，为维护炉缸安全，千方百计提高炉缸冷却强度。1、原设计闭路水泵工作2用2备，先期改为3用1备，炉缸冷却水量由1200m3/h增加到1500m3/h。2、在线生产期间对闭路水泵、炉缸供水管线增容改造。水泵流量由2700m3/h增容到3200m3/h，并新增2条炉缸供水管线，使炉缸冷却水量增加到2900-3000m3/h左右。3、对铁口下方热流强度较高的冷却壁预留高压工业水支管（1.6MPa）。4、铁口区域下方炉皮喷淋水冷却。36炼铁总厂生产技术室增加炉缸部位冷却强度增加炉缸部位冷却强度 红线为新增供排水管线红线为新增供排水管线 37炼铁总厂生产技术室增加炉缸部位冷却强度增加炉缸部位冷却强度 增容改造后，炉缸冷却水量增加到2900-3000m3/h 38炼铁总厂生产技术室高压水出口备用管线高压水进口备用管线经验数据经验数据每单根水管由软水改为高压工业水，单管水流量增加15m3/h，水温差下降0.3-0.5。增加炉缸部位冷却强度增加炉缸部位冷却强度 39炼铁总厂生产技术室 利用检修机会压浆利用检修机会压浆 由于砌筑或生产过程中的热膨胀现象，会在炉皮与冷却壁间以及冷却壁与炉由于砌筑或生产过程中的热膨胀现象，会在炉皮与冷却壁间以及冷却壁与炉缸炭砖之间产生气塞，尤其在冷却壁与炭砖之间的气塞，会严重降低冷却效率，缸炭砖之间产生气塞，尤其在冷却壁与炭砖之间的气塞，会严重降低冷却效率，致使炭砖热面外扩，熔蚀加快。换角度说：只有消除气塞，冷却系统才会发生致使炭砖热面外扩，熔蚀加快。换角度说：只有消除气塞，冷却系统才会发生作用，将热量传递出来，利于炉缸内形成渣铁保护层，促进炉缸的安全长寿。作用，将热量传递出来，利于炉缸内形成渣铁保护层，促进炉缸的安全长寿。利用检修停炉机会，在炉缸区域冷却壁之间炉皮开孔（利用检修停炉机会，在炉缸区域冷却壁之间炉皮开孔（15-20mm，孔深，孔深到达炭砖面），用压浆机将炭质泥浆压入。到达炭砖面），用压浆机将炭质泥浆压入。原则1、压浆机压力应控制小于2.0MPa，否则容易造成炭砖内移或冷却壁变形破损。2、开孔不宜过密集，否则易造成炉皮强度下降。3、旧孔在下一次检修过程中可重复利用 40炼铁总厂生产技术室采用钒钛矿护炉采用钒钛矿护炉 采用钒钛矿护炉主要是生成高熔点的采用钒钛矿护炉主要是生成高熔点的Ti-C和和TiN，沉积在炉缸区域，进而保护，沉积在炉缸区域，进而保护炭砖，减少侵蚀。炭砖，减少侵蚀。鞍钢主要采用天然钒钛矿、钒钛球团、冷固结钒钛球团三种原料，具体使用鞍钢主要采用天然钒钛矿、钒钛球团、冷固结钒钛球团三种原料，具体使用视资源和价格因素综合考虑。视资源和价格因素综合考虑。原则1、加入量原则上要保证铁水含Ti在0.08-0.20之间，具体视炉缸水温差及炭砖温度而定。2、保证适宜的的铁水温度和炉渣碱度同样重要。3、提高焦炭的质量同样会促进护炉效果。41炼铁总厂生产技术室加强检测加强检测 加强对炉缸炭砖温度、炉缸各部位水温差的检测，给操作者提供更加强对炉缸炭砖温度、炉缸各部位水温差的检测，给操作者提供更多的基础数据，对及时采取应对措施，避免各种炉缸事故的发生无疑是多的基础数据，对及时采取应对措施，避免各种炉缸事故的发生无疑是必要也是必须的。必要也是必须的。42炼铁总厂生产技术室加强检测加强检测 原则1、采用一点双支电偶，以便检测炭砖侵蚀情况。2、钻孔深度进入炭砖150mm，两点电偶深度分别为50mm和150mm。3、铁口区域尤其铁口下方侵蚀严重的地方是安装的重点部位。（新3高炉共计新增电偶检测68支，136点）43炼铁总厂生产技术室 通过在炉缸各层冷却壁水管间安装高精度水温检测电偶，实时掌握水温差、热流强度变化，为掌握炉缸温度场变化提供数据保证。44炼铁总厂生产技术室 实时显示的各部位水温差、热流强度变化。45炼铁总厂生产技术室 实时显示的各部位水温差、热流强度曲线。46炼铁总厂生产技术室对新三高炉进行超声波对新三高炉进行超声波-回波监测，是采用应力波无损检测方法监测回波监测，是采用应力波无损检测方法监测炉况炉况沿3号高炉周向布置20条线检测线每条检测线设定多达14个检测点。聘请加拿大HATCHGON公司。47炼铁总厂生产技术室四预防及改进措施 检测每一点的剩余耐火材料厚度。通过内推法计算各试验站之间的厚度数据，最终形成每条检测线的耐火材料轮廓。下面是每条检测线上耐火材料的轮廓图。每个试验站剩余厚度、当前估算和内推的耐火材料轮廓用红色标记。这些轮廓代表的是完好耐火材料的剩余厚度。超声波-回波检测数据显示该区域没有更进一步的异常情况，说明修复工作很成功。48炼铁总厂生产技术室制定合理的事故控制预案制定合理的事故控制预案预案基本要求预案基本要求1、严密监视炉缸部位水量、水温差、炭砖温度、壁体温度变化，出现异常要及时掌握。2、控制参数变化逐级汇报并根据变化状态及时调整操作参数。49炼铁总厂生产技术室炉缸破损的大修调查炉缸破损的大修调查 50炼铁总厂生产技术室炉底、炉缸侵蚀情况炉底、炉缸侵蚀情况n用了4年后侵蚀情况非铁口区域碳砖完好（999.8mm），360mm厚度的陶瓷杯壁仍剩150170mm。（52层UCA小块，53-62层为国产SiC砖）铁口区域全由NMD（1914mm）小块和陶瓷杯壁组成。陶瓷壁全部侵蚀掉：1#铁口碳砖剩850mm2#铁口碳砖剩500mm3#铁口碳砖剩15001600mm4#铁口碳砖剩750mm二段冷却壁区域发现许多砖缝和钻铁现象，其中4#铁口南侧一块400*500铁皮厚度5mm，1#铁口区域最大砖缝7mm。也有垂直缝和纵向裂缝。明显的“象脚”侵蚀。炉底：陶瓷杯剩余厚度170420mm，呈平铺形，满铺碳砖第五层保持完整。沙钢1#2500m3高炉炉缸烧穿、修复（阶段小结）一、基本情况一、基本情况1.Vu=2500m3；购自德国蒂森克虏伯的二手设备，2004年3月16日投产。2.炉缸直径10.9m；炉喉直径8.3m；炉缸高度4.42m；死铁层高度2.203m；炉缸容积412.4m3。3.2个出铁口（东、西）；28个风口。4.全炉13层冷却壁。1层（40）和2、3层（38）低铬铸铁、光面；风口带球墨铸铁、光面；58层铜壁；912层球墨镶砖；13层球墨倒扣、光面。炉底水冷。5.炉衬。（1）炉底立砌2层国产炭砖，每层600mm；下层半石墨，上层石墨；第三层平砌一层日本产微孔炭砖，400mm；再上为法国陶瓷垫，两层各400mm；（2）炉缸环砌11层炭砖。14层超微孔炭砖（日本）；59为日本产微孔炭砖；1112层为国产炭砖；（3）铁口区为日本超微孔组合炭砖；（4）炭砖与冷却壁间为碳素捣料，60mm；（5）风口区采用刚玉莫来石大块组合砖；（6）炉缸内衬陶瓷杯。6.冷却系统采用软水密闭循环。7.烧穿处炭砖原厚度为1104mm，捣料厚度60mm。8.炉缸热电偶大部分已损坏。二、事故前生产指标二、事故前生产指标顺行状况好，强化水平较高。已开始护炉。7月份月产量190002吨，平均日产6129.1吨，利用系数2.48，综合冶强1.22，焦炭负荷4.80，焦比336.6kg/t，煤比162.5kg/t，焦丁比36.9kg/t，燃料比535kg/t。入炉品位59.39%，渣铁比295kg。风量4708m3/min，风温1189，富氧率5.93%，风压353Kpa，顶压202Kpa。三、事故简况三、事故简况1.2010年8月20日晚20：08，沙钢1#2500m3高炉炉缸烧穿。烧穿位置在19#风口正下方（西铁口正上方是15#风口），与西铁口夹角51.43；水平位置距铁口中心线1.6m；1和2层冷却壁之间。最终烧坏的冷却壁有1层25#、26#，2层23#、24#、25#。破损孔洞呈椭圆形，横向约700mm，纵向约500mm。2.烧穿后当即休风。从炉内流出渣铁约350t，并喷出焦炭。喷出物在炉台引起大火，烧坏电缆等设备，幸无人员受伤。3.烧穿前，东铁口于20：06打开，流铁约100t。4.烧穿时，正常料线，休风后料线约8m，向烧穿方向倾斜。四、拆除四、拆除1.休风后拆下一段25#、26#，二段23#、24#、25#、26#，6块冷却壁及相应的炉壳。2.扒出烧穿口内侧炉料，以求清出残存炭砖平面，便于砌筑新砖。3.清理发现残破口内存在多量未熔化、但已熔结在一起的烧结矿和球团矿，说明有软熔带以上的炉料下落到死铁层。4.残铁口向右（顺时针）约1.5m，向左逆时针，即向西铁口方向约3米；向上下各300mm的大面积内已完全或基本没有炭砖。最后向下拆到环砌炭砖第三层上平面和六层炭砖下平面，上下各有400560mm炭砖。第四和五层向右拆到二段第26#冷却壁内面约0.5m处，发现炭砖约300mm，向左侧直到二段22#冷却壁内面800mm处才发现有炭砖，而且厚度只有50100mm，连同60mm厚的炭素捣料，最薄处只有150mm。而且向高炉半径方向存在高钛物质，继续清理十分困难。烧穿孔示意图烧穿前二段22#冷却壁水温差五、修复五、修复1.经研究决定，就在上述拆出的缺口内补砌炭砖。补砌炭砖采用国产小块炭砖，长460mm。实砌厚度根据炉内炉料情况而定。上述最薄处不到100mm。2.在补砌完毕后，恢复6块冷却壁和相应炉壳。3.新砌炭砖与冷却壁之间压入炭素泥浆。4.在23#、22#冷却壁内侧沿高炉经向500150mm处发现大块高钛物质，并向西铁口方向延伸。该物质熔点极高，氧气和乙炔都不能熔化。该物质成分为(%)：Si=2.73 Al=3.12 Ca=0.18 Fe=62.8 Mg=0.12 Mn=2.13 Ti=5.08 C=23.5 S=0.035经X射线衍射实验，C的形态为石墨。分析认为是补炉物质。六、事故以前的护炉措施六、事故以前的护炉措施1.2009年8月加拿大HATCH公司对1#高炉进行无损检测，报告称炉缸炭砖最薄部位厚653mm；2.2009年12月开始护炉措施；3.使用V-Ti球，控制【Ti】=0.10.15%；4.【Si】从0.30.35%提高到0.40.45%；【S】0.03%；5.适当控制冶强，日产量从6400t降到61006200t；6.软水进水温度从40降到36；7.2010年5月安装在线水温监测仪，自动监测13层冷却壁水温差；8.8月16日西北部炉缸温度偏高，休风堵17#风口，并缩小20#风口面积；9.8月1620日向冷却壁热面压浆；10.2010年2月开始加强铁口维护，铁口深度从2.8m增加到3.5m。七、压浆七、压浆1.1#高炉于2010年8月16日休风，在炉缸四周开压浆孔72个。其中冷却壁冷面24个，热面48个；2.8月1620日进行压浆，共压浆4.3t，压入料为CC3B。压力平均20kg/cm2，瞬时超40kg/cm2；3.在8月20日上午在压浆过程中，10：54，1622#7个风口前全黑，同时风压从355Kpa突增至400Kpa，并在25#中套与大套间有焦油类物质流出。放风后发现，封口前堵塞物为焦粉掺加在焦炭间；4.8月20日上午烧穿部位13段冷却壁水温差0.9；15：00逐步升至1.8，减风回落；20：00从1急升至5.8，于20：08烧穿。八、水温差状况八、水温差状况1.2009年8月炉底炉缸13段水温差有上升趋势。采取诸项护炉措施后基本正常；2.2010年7月中旬二段22#温差0.7。8月初23#上升至1；24#、25#、26#0.8。按热流强度规定0.7为警戒值；0.9为警告值，1.2为事故值。九、烧穿原因分析九、烧穿原因分析1.远因分析。1#高炉设计寿命15年，实际使用6年5个月。寿命较短的原因：（1）1#高炉是沙钢第1座大型高炉，投产初期缺乏经验，炉况不顺，事故频繁，经常用锰矿洗炉。加上炼钢事故多发，高炉频繁休风，04、05年休风率高达59%；（2）04、05、08年由于操作制度不佳，焦炭质量低下等原因，风口大量破损。05年3月最严重时，一个班坏风口14个；08年因焦炭质量下降，3座高炉共坏风口400多个。大量水流入炉缸，对炭砖的破坏作用严重；（3）长期Zn负荷高。08年前（含08年），片面理解循环经济，Zn负荷22.5kg/t，改善后仍达到1.3kg/t左右，炉衬上涨，中缸严重上翘，对炭砖寿命极不利；碱负荷偏高；（4）铁口少。国内外很少2500m3等级高炉只有2个铁口。每个铁口流铁量较3个铁口增加50%（生产期间共出铁26404次，每个铁口13202次），增加了铁口周围炉衬的侵蚀速度；（5）较多时间焦炭质量不佳，炉缸中心焦柱透液性低，加剧铁水环流对炉衬炭砖的侵蚀；（6）铁口长期深度不足，据研究，对铁口两旁3060内的炭砖十分不利；（7）水量不足，设计水量3200t/。扣除炉底冷却后，炉体冷却用水量只有2800t左右。较国内同类高炉低；（8）设计产量630万t/年，09年产680万t，特别是2010年在护炉情况下，强度未减。2.近因分析。（1）09年10月HATCH公司无损检测结论，炉缸最薄处炭砖厚 度仍600mm，有一定误导作用，对护炉力度、压浆决策起负面影响；（2）在炭砖过薄的情况下，热面压浆压力过高，疑将残砖推向炉内。这从压浆后7#风口全黑（估计所压浆料沿残砖内侧上到风口），在风口发黑后9小时烧穿以及烧穿口内大面积已无残存炭砖可以证明（如为熔损，破损口应呈喇叭形，不应大面积无砖）。鞍钢股份炼铁总鞍钢股份炼铁总厂厂美钢联情况介绍美钢联情况介绍 69炼铁总厂生产技术室目录目录 70炼铁总厂生产技术室美钢联介绍美钢联介绍美钢联是综合性的钢铁生产企业，职工4.9万人，生产经营主要在美国，加拿大和中欧，年生产钢3170万吨，总部设在匹兹堡。公司主要生产高附加值钢板和钢管制品，用于汽车，家电，集装箱，工业机械，建筑，石油和天然气工业。受金融危机影响现生产能力只开动38，并且大幅裁员。GARY炼铁厂有三座3000-4000立高炉，烧穿的为14#高炉，有效容积3668，06年一月投产，09年4月19日烧穿。淌渣铁0.8T,无人员伤害一一 71炼铁总厂生产技术室二二鞍钢新三高炉与14高炉比较 72炼铁总厂生产技术室原燃料条件原燃料条件焦炭为中国采购的湿熄焦煤粉为全烟煤氮气喷吹。73炼铁总厂生产技术室14高炉炉缸介绍高炉炉缸介绍炉底碳砖第1-2层满铺石墨碳砖，厚度152；第3-4层普通碳砖,厚度500；第5层微孔碳砖,厚度500，第5层上面砌筑1层457高铝质陶瓷垫。炉缸环形碳砖30层小块碳砖，外侧为石墨碳砖，内侧为超微孔碳砖；之上为8层大块碳砖，外侧为石墨碳砖，内侧为微孔碳砖，侧壁厚度1414，碳砖技术指标都非常好，炉缸最内侧为陶瓷杯，厚度400；铁口和风口区域为石墨砖。炉缸检测电偶8层，同一检测位置有3支电偶，插入深度分别为102、305（406）、508（584），每层圆周方向检测点15个、45支电偶，并在铁口区域进行密集分布。74炼铁总厂生产技术室114高炉炉皮烧穿部位高炉炉皮烧穿部位 烧穿位置在3-4段冷却壁之间，32-33号风口下方，距离1号铁口左侧1800左右。偏下方800。炉缸无冷却壁，冷却方式为炉皮外加冷却水套，总水量450立 75炼铁总厂生产技术室烧穿图片烧穿图片 76炼铁总厂生产技术室冷却水套共分10个区，每个区水量45立，在进出口各有一个温度检测点。冷却面积7.366.09米冷却水套冷却水套 77炼铁总厂生产技术室烧穿原因烧穿原因 1、炉缸设计水量小，冷却能力不足，是烧穿的主要原因。14高炉炉缸冷却形式，没有冷却壁而是在炉皮外安装冷却水套，冷却水量450M3，实际热流强度达14Kw，远高于我们小于10Kw的标准，并且冷却水套的换热面积小于冷却壁换热面积20。这样导致铁水1150的凝固线一直在炭砖中，使炭砖受到侵蚀。并且没有局部的水温差监测。78炼铁总厂生产技术室拆扒后的炉缸炭砖复原图拆扒后的炉缸炭砖复原图2、在施工过程中炉缸炭砖砌筑不合理。炉缸炭砖上 下层砌筑和门砖在圆周同一方向，导致上下层砖缝联通，形成贯穿缝，很容易铁水侵入。Cold Face 79炼铁总厂生产技术室3、陶瓷杯与炭砖之间的膨胀缝28mm，用刚玉浇筑料，鞍钢高炉陶瓷杯与炭砖之间的膨胀缝80mm，用碳素捣打料，由于膨胀缝太小陶瓷杯膨胀损坏炭砖。4、检测电偶少，离烧穿部位最近的电偶距离3.2M。5、三个铁口布置在146度夹角内，铁口深度 2.4M，长期浅铁口操作，导致铁口区域环流侵蚀严重。6、发现炉缸温度升高后，钒钛矿使用量小，铁水含钛0.063，我们控制的最小量是0.080，上限是0.200，没有起到护炉的效果。80炼铁总厂生产技术室提出的整改措施提出的整改措施1、提高冷却水量至1250 M3，控制热流强度小于6Kw。2、提高钒钛矿使用量使铁水含钛0.080以上，并根据炉缸温度变化进行调整3、在炉皮上增加电偶监测和单段水温差检测。并建议聘请加拿大HATCH公司进行在线炉缸测厚。4、炉皮灌浆，采用小于400不固化的炭质灌浆料，实现同孔多次使用。事故前的灌浆料在200便固化，不能同孔多次使用，很难找灌浆的位置。5、通过提高炮泥质量，增加风口长度，来增加铁口深度至3.0M左右。由于其液压炮泥缸容积只有190升，我们的泥缸容积210升，必须通过改善炮泥质量和调节送风制度来祢补。阳春阳春1250m3高炉渗铁事故高炉渗铁事故1.基本情况：炉容1250m3，炉缸为碳砖+陶瓷杯砌体，联合软水闭环冷却。2009年12月25日点火开炉，最大利用系数2.43t/m3*d，2010年1月11日炉缸环碳温度升高迅速，5月11日开始灌浆，温度稍微有下降，6月7日，温度持续升高。2.炉缸压浆放炮炉缸压浆放炮8月4日计划休风压浆，压浆量2.5t。8月4日20：05，1#铁口左下侧5#冷却壁右侧灌浆孔压浆时放炮，冲开20个堵泥风口，喷出红焦，火苗持续10s左右。8月5日3：18复风，未灌浆孔关闭阀门。8月7日7：40，5#冷却壁28#水管水温差突升到2.5，炉皮发红，温度达到500，9：58出完铁休风、凉炉。3.挖补挖补n5#冷却壁关闭压浆孔被铁凝死，割下发红炉皮，开孔冷却壁流铁70t，1#铁口左侧9-57#、9-58#碳砖缝隙达到70mm，9层55#、56#、57#及58#四块碳砖后900mm碳砖碎裂，9-55#砖后部向左侧移动了100mm。n8月16日1：01复风生产。4.照片照片1 碳砖缝隙碳砖缝隙 5.照片照片2 碳砖缝隙碳砖缝隙6.照片照片3 修复时内部碳砖修复时内部碳砖n7.2010年1月1日炉体温度 2010年6月26日炉体温度9.渗铁原因渗铁原因1.碳砖缝隙达70mm，环碳90mm环裂，后部900mm碎裂，碳砖在施工过程堆在火车站就严重变形，钻铁都说明碳砖质量过低，（收缩与未焙烧）2.开炉半月碳砖冷面600mm温度过高，说明有热阻层过大，碳末捣料质量与施工质量未过关。3.灌浆方法、材质不当，造成放炮，对渗铁与烧穿起到推波助澜作用。北台北台350m3高炉炉底烧穿事故高炉炉底烧穿事故n1995年大修开炉，自焙烧碳砖炉缸、炉底，自然风冷，2000年6月16日23：00铁口烧穿，有5根风冷管流出50t铁水，被迫停炉扒料大修。炉底、炉缸侵蚀图炉底、炉缸侵蚀图烧穿原因共性烧穿原因共性1.冷却结构不匹配，传热受阻，冷却强度低。2.碳砖质量3.施工质量低下及有热隔层4.有害元素的侵蚀5.操作不当，如漏水等6.灌浆方法不当7.高强度及铁口长期过浅。近几年高炉炉缸结构的进步近几年高炉炉缸结构的进步1.薄碳炉底炉缸。2.碳砖的微孔化与高导热3.强化冷却系统4.加深死铁层炉缸侵蚀机理初步分析炉缸侵蚀机理初步分析1.热应力2.化学侵蚀（渗碳与熔损，氧化（CO2，H2O），有害元素侵蚀）3.机械侵蚀静压力环流提高炉缸寿命方法讨论提高炉缸寿命方法讨论1.设计、选材、制造、施工、操作、维护及管理缺一不可都作好的系统工程。2.结构合理，冷却强度，死铁层深度等。3.耐材的匹配，热面与冷却壁之间不要形成热阻层，导热系数的匹配与熔损，微孔关系，捣打料的导热系数。4.制造质量与认识。续一续一 提高炉缸寿命方法讨论提高炉缸寿命方法讨论5.施工过程：a.试水压后砌砖b.钻孔冷却壁不应用在有液区c.砖缝与泥浆捣打料施工d.灌浆方法及时机施工过程防止热阻层的形成施工过程防止热阻层的形成续二续二 提高炉缸寿命方法讨论提高炉缸寿命方法讨论6.操作a.经济炼铁与稳定b.铁口深度与炮泥c.有害杂质矿的使用与管理d.炉缸活跃7.日常监控：a.水温差b.炉缸侵蚀监测c.行之有效的数模与波长测厚谢谢！谢谢！此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！此课件下载可自行编辑修改，此课件供参考！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！