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    燃料比再降3~5kg/t!柳鋼5號高爐濕法噴注造襯及風(fēng)口澆注技術(shù)應用分析

    發(fā)布時(shí)間:

    2022-12-30

    來(lái)源:

    作者:

      摘要 本文主要介紹了2022年在柳鋼5號(1500m³)高爐上應用華西第六代濕法噴注造襯、風(fēng)口區整體澆注的情況以及投產(chǎn)后高爐的運行情況。柳鋼5號高爐開(kāi)爐投產(chǎn)后燃料消耗顯著(zhù)下降,入爐焦比降至554kg/t,燃料比由546.5kg/t降至513.6kg/t,高爐煤氣泄漏、冷卻壁漏水問(wèn)題解決,各項指標水平提高。

      關(guān)鍵詞:冷卻壁 燃料比 濕法噴注、整體澆注

      1.柳鋼5號高爐停爐前狀況

      柳鋼煉鐵廠(chǎng)5號高爐有效容積1500m³,設22個(gè)風(fēng)口,兩個(gè)鐵口,采用串罐式無(wú)料鐘爐頂,炭磚+碳復合磚爐底爐缸結構,薄壁爐襯,軟水密閉循環(huán)+工業(yè)水冷卻系統,重力+干法布袋除塵,爐喉十字測溫等設備。為進(jìn)行對標降耗,針對高爐維修前原燃料消耗偏高的情況,圍繞爐役后期高爐燃料消耗偏高等不足,煉鐵廠(chǎng)制定多重優(yōu)化方案,為達到爐溫和爐型的精細化管理,清除煤氣滲漏、冷卻壁漏收等高爐“頑疾”,深入節能降碳目標方向,于2022年9月對5號高爐停爐進(jìn)行修理。據業(yè)內統計,華西科技高爐爐襯濕法噴注造襯技術(shù)已經(jīng)成為快速修復高爐的方案,柳鋼在新技術(shù)的運用上當仁不讓?zhuān)x擇該技術(shù)為此次項目的主要施工方案。

      2.濕法噴注造襯技術(shù)

      華西第六代濕法噴注造襯技術(shù)(專(zhuān)利號:201010179044.7)是高爐長(cháng)壽煉鐵技術(shù)發(fā)展水平的標志之一,是智能造襯、節能降耗造襯更為快捷有效的方法。該技術(shù)對高爐爐腹、爐腰、爐身進(jìn)行噴注,可以快速恢復合理爐型、提高產(chǎn)量、降低能耗,開(kāi)爐后產(chǎn)生氮氣與爐壁二次結合,不斷地智能化維護爐型造襯,優(yōu)化高爐燃料消耗,高爐各種指標性能良好,被國內外鋼鐵企業(yè)所采用。

      2.1 技術(shù)優(yōu)勢

      (1)華西第六代濕法噴注造襯技術(shù)完全采用溶膠結合,使材料間的結合具備親和性,材料結構得到進(jìn)一步的優(yōu)化,摒棄傳統的加水結合工藝,解決了傳統工藝上水料結合差,粘結后容易脫落的現象。

      (2)根據數年來(lái)的施工反饋,施工反彈率≤5%,且噴注時(shí)不產(chǎn)生粉塵及有毒有害氣體,不污染環(huán)境,從而避免出現因粉塵影響TRT的正常運轉。

      (3)高壓噴射形成的內襯,在高爐內襯形成高致密的內襯體、氣孔率低、密度大,具有抗侵蝕性和耐磨性,從而實(shí)現快速掛渣,迅速達產(chǎn)的目的。

      (4)穩定邊緣氣流,提高高爐冶煉強度有明顯作用。

      (5)快速恢復合理爐型、提高產(chǎn)量、降低能耗,是高爐長(cháng)壽的一種更為快捷有效的方法。

      (6)智能造襯、節能降耗造襯,高爐開(kāi)爐后會(huì )產(chǎn)生氮氣,與爐壁二次結合不斷地智能化維護爐型造襯,從而使煤氣流往高爐中心匯聚流通,從而達到節能降耗的效果。

      2.2 材料優(yōu)勢

      (1)利用金屬(Si/Al)的延展性實(shí)現塑性成型,利用高爐內的氮化及還原氣氛實(shí)現使用中原位合成高溫增強相(Si3N4/SiAlON),與非氧化物基材形成完美的鑲嵌結構,同時(shí)實(shí)現:

      ◆優(yōu)異的抗化學(xué)侵蝕性能

      ◆使用過(guò)程中具有自修復功能

      ◆良好的抗熱震性能

      (2)以金屬-非氧化物復合材料體系為基底,通過(guò)非氧化物表面改性,采用溶膠凝膠成型工藝實(shí)現:

      ◆良好的流動(dòng)性

      ◆快速干燥性能

      ◆干燥后的整體穩定性

      華西第六代塞隆高強復合噴注料,解決了傳統水泥結合噴涂料的缺陷。具有優(yōu)異的耐磨性能,良好的化學(xué)穩定性,抗折強度更高,導熱性能更好,同時(shí)具備優(yōu)質(zhì)的造渣能力。

      3.柳鋼5號高爐施工過(guò)程

      3.1 高爐風(fēng)口整體澆注

      3.1.1 風(fēng)口帶整體澆注優(yōu)勢

      高爐爐缸風(fēng)口整體澆注技術(shù)是一項重造陶瓷杯的新技術(shù),其特點(diǎn)在于緊貼炭磚或冷卻壁直接進(jìn)行支模澆筑,澆注后“陶瓷杯”與炭磚或殘襯組合磚形成整體結合,致使爐缸和風(fēng)口結構更加緊密;不存在傳統陶瓷杯與碳磚間的填充層,使爐缸整體傳熱效率得以有效保證和提高,達到傳熱平衡,1150℃鐵水凝固等溫線(xiàn)向陶瓷杯內偏移,爐缸內能夠形成“自生”渣鐵保護層;保護爐襯安全,避免熱量傳遞不出造成的爐缸燒穿隱患等問(wèn)題的發(fā)生。爐缸安全長(cháng)壽得以實(shí)現。

      風(fēng)口區域,清理凈渣鐵后進(jìn)行澆注。殘余組合磚被封閉在澆注料中,或整體澆注的風(fēng)口,避免了磚縫的影響,降低風(fēng)口竄煤氣的風(fēng)險。

      3.1.2 澆注材料選擇

      風(fēng)口帶高溫區澆注料采用耐高溫、抗渣鐵侵蝕、耐熱震、抗沖刷的HX-RJ溶膠結合剛玉碳化硅澆注料;所有材料均不添加水泥,以山西優(yōu)質(zhì)致密剛玉、碳化硅為主要原料,以美國進(jìn)口硅溶膠為結合劑。加入少量速凝劑,保證強度的同時(shí),減少澆注料的雜質(zhì)含量。

      由于該澆注料的材料純度非常高,結合劑為納米級硅溶膠,澆注料的燒后線(xiàn)變化非常小,實(shí)際檢測都在+0.1-0.2%,依靠硅氧鍵形成閉合的環(huán)、鏈、網(wǎng),繼而再形成立體的網(wǎng)狀結構,這種立體網(wǎng)狀結構能夠更大限度提高材料的強度和致密度,抵抗鐵水環(huán)流的沖刷,增大抗渣鐵侵蝕能力。

    圖一 5號高爐風(fēng)口區澆注示意圖

     

    3.2 高爐風(fēng)口整體澆注

    3.2.1 施工工藝流程

    爐壁處理-設備就位-照明-爐內錨固件及掛網(wǎng)-洗爐-噴注整體施工

    為保證更佳的噴注效果,采取以下的技術(shù)措施保證:根據爐內襯不同部位的內徑尺寸不同,調整機械手與爐墻的距離。根據各部位的內徑尺寸,噴涂操作手根據與墻面的距離,進(jìn)行調整位置、角度等。噴注過(guò)程中料、速凝劑、風(fēng)三要素的主要參數:風(fēng)壓及風(fēng)量,出料量和速凝劑加量,均依實(shí)際情況及時(shí)調整。速凝劑液體量控制在0.5-1.0%。為保證順利開(kāi)爐及開(kāi)爐后的快速順行,回彈料將及時(shí)從風(fēng)口處清出,而不形成堆料。

    圖二 5號高爐風(fēng)口區澆注施工圖

    3.2.2 噴涂材料選擇

    爐身中上部低溫區采用耐機械磨損,抗熱震的(HXNCS-1)莫來(lái)石噴注料;風(fēng)口帶上方和爐腹-爐身下部的高溫區采用抗渣鐵侵蝕,耐熱震,使用溶膠結合的剛玉碳化硅噴注料(HXNCS-2)效果比較理想。

    圖三 5號高爐濕法噴注造襯示意圖

    圖四 5號高爐濕法噴注造施工

    3.3 烘爐

    安裝好鐵口導風(fēng)管及中小套后,10月8日14:36用撥風(fēng)烘爐,15:36用風(fēng)機送風(fēng)烘爐,10月17日8:42休風(fēng)時(shí)烘爐結束。升溫速度不大于15℃/小時(shí),控制在10℃/小時(shí);降溫速度不大于30℃/小時(shí)。采用的烘爐完成標準為:

    1)爐身熱電偶溫度達到110℃

    2)爐頂水份儀測量的爐內爐氣水份與大氣水份接近。

    圖五 5號高爐烘爐曲線(xiàn)

    4.開(kāi)爐后5號高爐運行情況

    5號高爐在10月26日正式開(kāi)爐,開(kāi)爐后爐況順行,走料正常,鐵水一級品率達100%,入爐焦比降至554kg/t,較維修前焦比下降了4~5kg/t,有效燃料比由546.5kg/t降至513.6kg/t,較維修前下降了3~5kg/t。軟水溫差長(cháng)期穩定在4~6℃,爐內中心氣流穩定可控,煤氣利用率得到較大提高,高爐利用系數3.07 t/m3·d,風(fēng)溫1028℃,各項技術(shù)經(jīng)濟指標喜人。

    5.結語(yǔ)

    柳鋼5號高爐從冷卻壁開(kāi)始漏水,煤氣泄漏,逐漸擴大范圍。研究論證,制定停爐方案,再到風(fēng)口帶整體澆注,噴注整體施工,開(kāi)爐恢復生產(chǎn),整個(gè)過(guò)程是比較成功的操作方法。華西濕法噴注造襯技術(shù)是一種快速修復高爐爐襯的方式,該項技術(shù)能控制適宜的爐墻冷卻可以降低高爐熱損失,從而降低燃料比,適宜的冷卻保證爐型相對穩定,尤其是消除了爐身中下部爐墻粘接,高爐走料順暢,爐況強化優(yōu)化,降低了燃料比,并保持爐況長(cháng)期穩定順行,目前得到鋼企的廣泛認可。據了解,進(jìn)入12月份,柳鋼5號高爐焦比,燃料比指標優(yōu)化。

    6.參考文獻

    1] 朱仁良. 寶鋼大型高爐操作與管理[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社. 2015.

    2] 周傳典. 高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社. 2018.

    3] 袁武均 鐘波 . 柳鋼高爐降低燃料比生產(chǎn)實(shí)踐  煉鐵交流.2021.5.