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高炉免维护铁口预制泥套使用实践

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-07-01  作者:蔡晓斌 程国存  浏览次数:404
 
核心提示:出净渣铁是高炉炉前工作的主要任务,是高炉长期高效生产的需求,而炉前工作的关键是铁口维护。正常作业时铁口区域的热负荷最大,铁口区域不仅承受着高温渣铁的冲刷,同时受到高温煤气冲刷以及化学侵蚀,因此,铁口区域是高炉本体较薄弱的部位。铁口区域泄露煤气影响出铁,使铁口容易造成喷溅、污染环境、危及作业人员安全。铁口泥套是铁口与泥炮接触的端面,要求泥套要完整,堵口时炮头与泥套严密吻合。在实际出铁作业中,若泥套质量不好造成破损,会造成堵口时冒泥,铁口喷溅,严重时会造成高炉减风、休风堵口,从而影响高炉的正常安全生产。
 高炉免维护铁口预制泥套使用实践

蔡晓斌  程国存

(安钢股份炼铁作业部)

出净渣铁是高炉炉前工作的主要任务,是高炉长期高效生产的需求,而炉前工作的关键是铁口维护。正常作业时铁口区域的热负荷最大,铁口区域不仅承受着高温渣铁的冲刷,同时受到高温煤气冲刷以及化学侵蚀,因此,铁口区域是高炉本体较薄弱的部位。铁口区域泄露煤气影响出铁,使铁口容易造成喷溅、污染环境、危及作业人员安全。铁口泥套是铁口与泥炮接触的端面,要求泥套要完整,堵口时炮头与泥套严密吻合。在实际出铁作业中,若泥套质量不好造成破损,会造成堵口时冒泥,铁口喷溅,严重时会造成高炉减风、休风堵口,从而影响高炉的正常安全生产。

目前泥套材料多为浇注料,根据现有的施工方式,浇筑料先装入铁口,经液压炮炮头挤压成型,实际是带有可塑性质的,很难保证在挤压、干燥、烘烤过程中泥套的完整性。随着高炉炉容扩大,冶炼强度提高,渣铁量加大的情况下,泥套的寿命有下降趋势,迫切需要进一步提高。因此,铁口泥套维护技术还需要不断优化,一要减轻炉前劳动强度与工作量;二要提高泥套的性能,如强度、完整性、精准性;三要提高使用寿命,减低生产成本、提高安全作业性。随着技术的发展,部分耐材厂家推出铁口泥套优化预制技术,即采用浇注振动成型制作、预先烧制成型好的泥套预制件技术,该技术应用在高炉铁口上,解决了以上存在的各种弊病,达到安全、稳定、简便、高效、长寿的应用效果。

人工制作的泥套的缺点

高炉堵铁口的液压泥炮炮头需要和铁口泥套严密接触,通过液压炮高压把耐火泥打进铁口通道,将铁口封堵上,从而完成铁口堵口的过程。由于液压泥炮压力较高,与铁口泥套接触时,会对铁口泥套造成巨大的撞击力和挤压力,因此为了保持铁口泥套的完整和接触面的平整,顺利完成液压泥炮的堵口作业,需要经常性的对铁口泥套的完整性和泥套和液压泥炮接触面的平整性进行修复。另一方面,高炉铁口喷溅、窜漏煤气也是威胁高炉安全正常生产的棘手问题之一,同时因铁口喷溅造成泥套无法修复维护,不但大大增加工人劳动强度,而且可靠性差,容易造成高炉减风或放风堵口,形成生产事故。

   传统的铁口泥套需要人工经常性的修复制作,人工制作泥套的使用现状是:

1、人工制作的泥套使用时间相对较短,工人劳动强度较大。

制作一次新的铁口泥套大约能使用20—30天时间,甚至更短,工人需要经常性的修复制作泥套,增加了炉前工的劳动强度。

  2、人工制作的泥套质量不稳定,可靠性差。

人工制作的铁口泥套受多方面的原因,质量不稳定,泥套的完整性和平整度完全靠人工凭经验制作,在使用过程中极易造成泥套破损、不完整,使液压泥炮炮头和铁口泥套之间接触不严密,造成高炉跑泥或者堵不住铁口,引发较大的生产安全事故。

  3、人工制作泥套需要消耗一定量的泥套修复耐材。

高炉免维护铁口预制泥套的优势

1、高炉免维护铁口预制泥套是通过特殊的耐材烧制成型,安装在铁口泥套部位,替代原来需要定期制作的泥套。该泥套预制件使用寿命至少一年以上,不但节省制作泥套的耐材,而且大大的降低工人的劳动强度,提高高炉安全堵口的成功率。     

2、高炉免维护铁口预制泥套安装的部位是高炉铁口最容易产生裂纹,从而导致铁口喷溅、窜漏煤气的部位。通过安装免维护铁口预制泥套,重新填补该部位的浇注料,消除内部耐火材料存在的裂纹,有治理和缓解铁口在出铁过程中喷溅的功能。  

3、高炉免维护铁口预制泥套有着优异的热震稳定性,能经受液压泥炮的高强度冲击,适应炉前恶劣的使用环境。

4、高炉免维护铁口预制泥套一体成型氮化烧成工艺,强度比普通材料更高,使用寿命更长。

5、在高炉铁口更换预制泥套时,施工便捷,利用休风期间施工,烘烤时间短,24小时即可具备条件投入使用。

6、高炉免维护铁口预制泥套比人工泥套更可靠,保持铁口泥套完整无缺,减少炉前减风、放风堵口事故,降低炉前出铁事故(安阳基地三座高炉在使用期间未发生过因铁口泥套破损原因造成的高炉减风和放风堵口现象)。

7、在更换预制泥套施工过程中,可顺便处理铁口框架内浇注料产生的缝隙,有效治理铁口窜煤气喷溅现象。   

8、安装预制泥套后可有效封堵铁口区域气隙,大大提高铁口合格率,提高出铁效率,耐侵蚀和耐冲刷以及抗氧化性能好,有利于降低炉缸侧壁温度,促进高炉顺行和安全长寿。

高炉免维护铁口预制泥套的生产工艺

选用优质刚玉质和刚玉莫来石等18种超微粉原料,混合均匀后采用 800 吨液压机压制成型,通过136小时 1500℃高温烧成,自然冷却后再进行氮化处理制成。

使用泥套预制件的经济效益分析

1、以 4000m3 高炉为例,休风 1 小时,产量损失约 400 吨,以每吨边际效益 500 元计算,每小时的直接经济损失约 20 万元。一般4000m3 高炉每年因铁口区域异常导致的减风或休风次数≥2 次,总产量损失正常在≥5000 吨,采用铁口整体解决方案后,可以带来的直接经济效益在 500 万元以上。

2、有效减少高炉定修时间

传统的铁口永久砖、保护砖,施工时间长,维护次数多,铁口整体解决方案实施后,施工时间短,维护次数少,单次维护时间明显降低,铁口区域可节省定修时间 5 小时以上。

定修提前送风带来的效益,与减少休风时间带来的效益是相同的,每提前 1 小时送风,带来的直接经济效益为 20 万元。铁口区域不一定是影响高炉定修时间的主工序,若是作为主工序,则全年可以带来的直接经济效益预计在 500 万元。

3、铁口区域材料寿命延长

铁口整体浇注,寿命可达 2 年以上,局部损坏仅需简单维护,快捷高效,铁口泥套寿命明显延长。铁口维护材料消耗量减少,炉前劳动强度减轻,工作环境改善。

 高炉免维护铁口预制泥套后,施工一次,区域寿命在 2 年以上,且只要做局部简单维护即可,且作业方便,不需要在高炉休风期间进行。

两年的总材料量=1.5 吨*4=6 吨,材料消耗降低 60%以上。

人工量=6 人*4 次*6 小时=144 人小时,人工量降低 70%以上。

人工泥套正常寿命 2 个月左右,高炉免维护铁口预制泥套泥套寿命达到 1 年以上,且整体稳定性好。减少做泥套次数,降低炉前劳动强度。

 

 
 
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