刘云彩高炉炉缸烧穿的预防和处理

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1、高炉炉缸烧穿的预防和处理刘云彩2012.10.122012/10/1第3节灌浆、压入和喷涂造衬第4节烧穿后的修复第5节预防炉体破损参考文献第2节补炉操作第1节炉缸烧穿是一个过程，经过很长时间32012/10/1第1节炉缸烧穿是一个过程，经过很长时间高炉炉体破损，以水箱为标志，一旦水箱烧毁，炉皮变形、开裂，如果发生在炉身，则喷出煤气和火焰；如在炉腹，则喷出焦炭和炉渣。如瞬间大量向炉内漏水，可能产生大量水煤气爆炸，这种力量足以摧毁高炉。发生在炉缸，赤热的铁水流出来，遇到水，会产生爆炸，其破坏性，难以予预料。42012/10/11，炉缸在那里经常烧穿？高炉烧穿是

2、一个过程，炉衬被侵蚀，需要时间。随着砖衬的侵蚀，铁水逐渐接近冷却壁，冷却壁的进出水水温差，越来越高，因此通过冷却壁的热流强度也越来越高。图1是首钢四高炉大修停炉的实测结果。52012/10/1图1大修实测炉型（1200m3）62012/10/1图2（1983-1987）1987年大修实测炉缸状况72012/10/1四炉一个铁口，经常利用系数在2.3-2.5之间，出铁速度较快，炉缸环流侵蚀较重。图2是四炉第2代实测炉缸，它是在烧穿修复后，积极准备，一年后大修。82012/10/1开炉10年3个个月后，炉底砖侵蚀4层，侵蚀速度约13mm/月。最严重处，距炉缸二

3、层冷却壁60mm。四炉第二代，1983年6月4日开炉，30个月后，炉缸侵蚀严重，局部热流强度超过15000千卡/m2.h(62800kj/m2.h)，1986年3月5日二层冷却壁烧穿。92012/10/1图3武钢5号炉大修实测[1]武钢5高炉，3200m3，1991年10月19日开炉，2007年5月17日停炉，生产15年8个月，炉底侵蚀速度约9.6mm/月。最薄处距2段冷却壁186mm。102012/10/1图4福山5高炉[2]福山5高炉1973年投产，1983年停炉，中间经历两次石油危机。在3号风口方向下部，炉缸侵蚀严重，铁水已渗透到炉壳钢板约400mm

4、，砖衬已变质脆化。侵蚀形状，也是象脚型。112012/10/1图5施维尔根2高炉炉缸侵蚀情况[3]122012/10/1图5是斯维尔根2高炉，也是欧洲最大的高炉，1993年投产。图5给出的炉缸侵蚀情况是数学模型推算的结果，它是陶瓷杯内衬，已出铁33,79800吨，日产12300吨。炉缸直径14.9m，工作容积4769m3。从图中看到，开炉10年后炉缸侵蚀形状，和以上各高炉类似，也是象脚型。132012/10/1炉缸象脚型侵蚀，也有人叫“蒜头状”侵蚀，这一区域炉缸最薄弱，最易烧穿。这一区域的最薄弱点是冷却强度最弱的地方，两冷却壁之间，冷却强度最弱，这里是最容

5、易成为烧穿的突破点。图6是首钢高炉高炉生产的实例。从图中看到，此点距冷却壁冷却水管“最远”。显然，足够的冷却强度，可使少量渗透的铁水凝固，避免烧出；冷却强度不足，深入的铁水，会烧穿冷却壁，扩大烧穿范围。142012/10/1图6首钢2高炉1955年烧穿部位[4]并不是所有烧穿，均发生在冷却壁之间，但相对较弱的冷却强度，烧穿的几率最大。152012/10/12，“突然”烧穿的原因我们经历过多次高炉烧穿，经常处于精神紧张的担心状态，任何炉缸冷却壁水温差变化或测温元件温度变化，都会提醒我们，全面观察。我们也看到有些厂，出现意外烧穿，如鞍钢3号炉2008年8月25

6、日的烧穿，没有任何先兆[5]。162012/10/13号炉容积3200m3，2005年12页28日投产。烧穿部位炉缸砌砖厚度1914mm，即使局部烧穿，也需要很长的时间，从2010年3月停炉大修观察，炉缸下部侵蚀严重，大修是必要的。为什么没有先兆，正如鞍钢的分析，炉缸区域测温点太少，在关键的第2、3段冷却壁，仅有24个测温点，在炉缸圆周方向，相距3m多，才有一个监测点，局部侵蚀或烧穿，很难有反应。这是没有先兆的主要原因。172012/10/1高炉炉缸外层用美国著名的UK小块碳砖，内衬低导热的“陶瓷杯”，设计寿命15年，又是著名的设计院设计的，很难想到，不足

7、3年，会发生烧穿。炉衬侵蚀过程是存在的，正如鞍钢总结的，UK高石墨化的碳砖容易被铁水熔损，炉缸冷却壁炉墙强度较低，加快了侵蚀速度。设计结构的缺陷，是短命的另一原因。国外陶瓷杯材料，一般可经受3年多的侵蚀，鞍钢的陶瓷杯材料，局部显然低于3年，是施工问题还是材质问题，上不清楚，这也是出人意外的重要原因。182012/10/13，为什么炉缸侵蚀多为象脚型？高炉炉缸象脚状浸蚀，已被许多试验证明，主要是炉缸内铁水环流和应力造成的。加深死铁层，是减轻象脚浸蚀的有效措施。图7是依据高炉上推力关点[6]，推算出的高炉死铁层深度[7]。图7实际死铁层深度和推荐死铁层深度19

8、2012/10/1从图中看到，实际各国高炉的死铁层深度，差别很大。