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高爐爐襯冷卻係統設計技術

時間:2015-1-23 14:50:18

 高爐煉鐵是一個包括固、液與氣相對流動的複雜工藝過程。早期,采用的是數量眾多的小高爐,隨著技術的發展,現代高爐的容積不斷擴大,而且采用了高溫高壓等措施,實行強化冶煉,極大地提高了生產率.硫鐵含量降底很大一部分.上述目標的實現得益於采用了以下措施:

.防止爐襯燒穿和非計劃停產;
.預測和計劃爐襯重砌時間;
.優化換襯戰略,實現換襯時間最短。
2 開發新技術
  選用優質原燃料,如焦炭,富氧鼓風,爐頂高壓和高溫操作以提高爐子生產率。
  高爐爐料的科學分布和氣體的合理流動是實現穩定操作的重要因素,直接關係到爐子的生產率。采用中心加焦法可很好控製爐料合理分布點和氣體流動,有效控製粘附帶形狀和減少死鐵穿透。
  噴煤(PCI)可有效提高爐溫,降低焦比。在不影響高爐操作壓力和爐料下降的情況下已建立了低焦比操作製度。當前,在合理布料,采用優質原料和富氧鼓風技術的基礎上,高爐噴煤量已達到200~230kg/thm。然而,煤粉噴入量的增加不僅影響了焦炭破裂,死鐵層形成條件,爐缸透氣性,同時增大了爐缸耐材的熱負荷,破壞爐襯。
3 操作工藝對爐襯耐材的影響
  因為高溫高壓等工藝技術的變化使爐襯受到了更嚴峻的磨損考驗。爐腹、爐腰和爐身下部耐材的溫度較以前更高。采用銅質立式冷卻壁和控製高爐氣體流動模式已有效減少了爐牆磨損,但爐缸的脆弱仍然直接影響高爐壽命。在爐腹,爐腰和爐身下部,溫度波動和高溫熱應力造成的耐材剝落和破碎仍然是爐襯破壞的主要原因。爐缸的磨損機製有所不同,大致可歸納成以下幾種原因:
. 由於焦柱透氣性低和爐缸深度較淺引起出鐵口周圍及其下部高溫液體的流動阻礙了渣殼在工作麵的形成,加之表麵溫度的升高等原因,導致了爐襯侵蝕的加速;
. 鋅和堿金屬蒸汽通過耐材氣孔對磚體滲透造成耐材漸進碎裂,即鋅蒸汽與CO發生化學反應生成ZnO和C。ZnO和C的沉積將導致磚的膨脹和脆性,從而加快了耐材的剝落;
. 蒸汽氧化作用即風口漏水。當溫度為750℃時,C被水蒸汽氧化,造成磚化學結構的破壞從而加速磚的腐蝕;
. 當溫度在450~700℃時,CO會分解,生成的碳在耐材中沉積從而破壞磚結構,加速磚的早蝕;
. 由於爐缸壁大塊碳磚熱麵和冷麵膨脹率不相同,所以碳磚工作麵某些深度部位產生破碎和空隙引起磚體崩裂。