开炉

2019-03-11 19:03:00
一、开炉准备 高炉开炉实际上就是炼铁生产的开始,而炼铁生产又是个系统。炼铁生产包括原、燃 料的准备,烧结(球团)过程、炼焦工序,然后到高炉冶炼。炼铁生产实质是近代钢铁生 产的前半段。高炉冶炼工序是前工序的综合与加工,高炉生产的水平的高低实质上是炼铁 生产各工序质量水平的综合反映。炼铁生产是一个系统,因此,高炉所表现出的水平不仅 仅是高炉本身的工作水平而是整个炼铁系统的水平。因此,高炉开炉(炼铁生产开始)时 从宏观上应考虑以下几个方面的问题:一是与高炉有关的各工序的生产准备状况;二是高 炉系统设备的安装、试运转及联动试车状况;三是操作人员对设备、工艺的掌握状况。 为统筹考虑各工序的工作并对各项工作做到心中有数,开炉前应做好以下工作: 1、编制高炉开炉工作进度表(开炉工作网络图) 为保证开炉工作有条不紊地进行,事先要编制开炉工作进度网络图,以协调各部门之 间的工作,达到最佳配合。下图是一个供参考的原料、烧结、高炉三单元生产准备进度表。 实际编制时应更详细些。 2、设备检查与试运转 无论大修或新建高炉,均应按规定对设备进行检查和试运转。试运转包括单机、联动 及带负荷联动试车等方式。试车时间要足够长,使问题能尽量暴露在投产前。以运转中发 现的问题要详细记录,以便逐次安排解决。 3、操作人员培训 在安装、检查初试车过程中,要抓好对操作人员的培训,尤其是新建高炉或有新设备、 新工艺采用时更有必要。操作人员不仅应该参加整个安装、调试及试运转工作,最好还应 进行必要的操作演练和反事故训练,以确保高炉投产后各岗位人员能熟练操作,应付各种 意外情况。 1 4、开炉应具备的条件 (1)新建或大修高炉项目已全部竣工,并验收合格,具备开炉条件。 (2)高炉应按六大系统进行验收。六大系统包括:上料系统、本体系统、送风系统、 煤气清洗系统、热风系统和炉前系统。 各系统应按机械、电气、依靠表、自控(计算机) 、液压专业进行逐项验收。 本体系统除按上述专业外,还应包括“冷却系统(供水系统)。 ” (4)各岗位照明齐全,安全设施齐备。 (5)易损备件准备齐全。例如风口套、渣口套、吹管、炮嘴、钻头和钻杆、堵渣机 头等主要易损备件。 (6)准备好高炉生产日报表和各种原始记录纸。 (7)制订各岗位工序的工艺操作规程、安全规程、设备维修规程等文件。 二、热风炉烘炉 1、热风炉烘炉应具备的条件 (1)热风炉系统工程竣工并验收完毕、气密耐压试验合格; (2)新建高炉热风炉烟囱应先烘烤 3 天。 2、热风炉烘炉 (1)确定热风炉烘炉方法 确定烘炉的方法是指用煤气、木柴或设置前炉。 (2)制定烘炉曲线并绘制 热风炉烘炉曲线的制定原则: 根据热风炉各部位耐火材料的晶型转变温度确定缓升温 度区间、保温温度区间和升温速度。 ~120℃——一般为机械水蒸发温度 300℃——深部机械水蒸发温度;270℃粘土砖体积膨胀率为 300~800℃——耐火材料晶型转变温度,573℃粘土砖体积膨胀率为 >800℃——耐火材料工作温度 2 (3)烘炉操作 第一,先用木柴烘烤燃烧室 8~10 小时(保证燃烧室温度,防止煤气熄火) ;也可不 用木柴烘烤,但用煤气烘烤时应首先用小火烘烤。 第二,引煤气到燃烧器进行自然燃烧烘炉; 第三,用引风机进行强制燃烧烘炉。 (4)烘炉注意事项 ? 烘炉期间要严格按照烘炉曲线规定的升温速度进行升温,尽量避免拱顶温度波动 (特别是 300℃以下) 波动范围不得超过-5~+10℃, , 一旦温度超前要保持恒温, 等待进行曲线;温度低了要顺延烘炉时间,不得提高升温速度,切勿反复加热。 ? ? 烘炉期间若烟道温度高可调节热风炉下部人孔开度,以降低烟道温度。 用高炉煤气进行烘炉,燃烧室温度低于 800℃时,燃烧室内应设置明火,防止高 炉煤气熄火。 (可用木柴或焦炉煤气) 。 ? 采用陶瓷燃烧器的热风炉应先对燃烧器进行烘烤(电热法) 。待燃烧器到一定温度 后,再通入煤气燃烧,以此烟气来烘烤热风炉。 三、高炉烘炉 1、 高炉烘炉的目的 主要作用是缓慢地除去高炉内衬中的水分,提高内衬的固结强度,避免高炉开炉时升 温过快、水汽快速逸出砌体爆裂和炉体剧烈膨胀而损坏设备。高炉烘炉的重点是高炉炉缸 3 和炉底。 2、高炉烘炉曲线的制定 当今高炉烘炉操作的发展趋势之一是适当延长烘炉时间,以保证烘炉效果。宝钢 1 号 高炉烘炉为 13 天,升温、降温速度一般控制在 9~10℃/h;武钢 3200m3 高炉计划烘炉 16 天,其中升温 2 天,保温 10 天,降温 4 天,升降温速度为 5~10℃/h。南朝鲜浦项 4 号高 炉 3795 m3 烘炉时间为 18 天。这些虽说都是大高炉,但适当延长烘炉时间对小高炉同样有 意义。 高炉烘炉曲线的制定原则: 根据高炉各部位耐火材料的晶型转变温度确定缓升温度区 间、保温温度区间和升温速度。 ~120℃——一般为机械水蒸发温度 300℃——深部机械水蒸发温度、粘土砖在此温度膨胀系数大 600℃——烘炉结束温度 温度低于 300℃升温速度可 /小时; 温度大于 300℃升温速度可 /小时控制。 按 10~15℃ 按 15~30℃ 3、铁口煤气导出管 (1) 煤气导出管的作用有三 个方面: 一是烘炉时部分热风经此排出,利于炉底及铁口区干燥; 二是开炉送风后部分煤气经此排出, 利于炉缸 下部加热、液态渣铁下渗和出第一次铁。 三是可根据送风后经此吹出或流出物的情况, 估计炉内的熔炼进程。 煤气导出管的形状如图所示: (2)煤气导出管的尺寸 煤气导出管可用直径为Φ 159 ㎜(或小一点) 的钢管制作, 其长度为炉缸半径加炉墙厚度再延长 至出铁口外约 500 ㎜;倒出管应设置成二段式,外段可伸入铁口内~500 ㎜;导出管高度 应较风口二套前端口径小,以便通过它送入炉内安装。伞形帽在炉内安装,用以防止开炉 4 料进入。 除设 3~4 个带伞形帽的进气口外 (也可不用) 还在导出管的周身钻多个直径 10~ , 30 ㎜的进气孔。安装导出管时应略倾斜,炉内段略高,以利于开炉后熔渣的流出。 4、铁口泥包 在炉内安装好煤气导出管后,用炮泥或捣料将铁口通道与导出管之间的空隙添满并捣 实,成为铁口通道砌转的泥衬。然后,在炉缸内铁口周围以相同的材料敷筑成泥包。见下 图 泥包形状似半球,厚约 1m。泥包厚度加铁口通道长度应不小于该高炉正常铁口深度。 泥包用来防止烘炉时烧坏铁口区炭砖,以及开炉后保护铁口区域炉墙,因此要求泥包 敷筑坚实成一个整体,并与炉墙紧密粘结。 5、烘炉导管 (1)热风烘炉的方法 热风烘炉可有二种基本方案,一是直接从风 口吹入热风;二是在风口设置到向管的方法。 直接从风口吹入热风,要在炉缸设置一钢架 上置铁板,高度超过风口,该挡风铁板与炉墙的 间隙为~300 ㎜。 风口设置导向管,烘炉弯管伸向炉缸的臂分 长、短两种,按单双号风口交叉布置。一部分伸 入炉缸半径的 3/4 处,另一部分伸入炉缸半径的 1/4 处。如图所示。 也可将烘炉弯管伸向炉缸的臂分三种,其中一根伸入高炉炉缸中心,余按单双号风口 交叉布置,一部分伸入炉缸半径的 1/2 处,另一部分伸入炉缸半径的 1/4 处。 6、烘炉时高炉本体所处状态 ? ? ? 高炉本体各灌浆孔、探瘤孔应全部打开,以利于水汽的排除 关闭高炉炉顶眼睛阀 冷却壁进出水管与炉壳分开(有膨胀器除外) 、炉顶平台与支柱间的螺丝应处于松 5 烘炉导管安装示意图 弛状态 ? ? 降低冷却系统水量到正常水量的 1/4 烘炉前安装好炉体膨胀指示装置,以便准确炉体膨胀量 7、烘炉操作 (1)烘炉风量 烘炉风量各生产厂也不相同,有的厂从正常风量的 1/4 开始,然后逐渐增大至 3/4 或 正常风量;有的厂则开始用风量较大,然后减小。为保护碳素砌体及炉顶设备,先用较大 风量和较低风温是适宜的。 (2)烘炉时的热风走向 一般是通过炉顶放散阀排放,轮流开启其中一个(每间隔 4 小时轮换一次) 。也可通 过重力除尘器放散阀排放。 (3)烘炉期间定期取烘炉废气样测定其湿分含量。当废气湿分含量与当地大气湿分 含量相近后,再延续烘炉不少于 16h。 (4)严格按烘炉升温曲线进行升温,严禁出现热风温度大幅度波动。 四、开炉料 1、开炉料质量 开炉操作难于正常生产。因此对开炉料的质量要求高一些,各种理化性能数据亦应齐 全。不少高炉开炉时,采用吃“小灶”的办法,显然是合理的。 开炉料一般用:烧结矿和生矿、或烧结矿和球团矿的炉料结构 (1)含铁炉料应使用还原性好,磷、硫低的原料。 含铁量不宜过高,以获得较为理想的炉渣成分。使用烧结矿显然比使用生矿合理,尤 其是使用自熔性烧结矿或高碱度烧结矿,对还原、成渣更有利。但烧结矿品位往往偏高, 渣量偏小,不利于冲淡渣中 A1203 含量。搭配使用一些品位较低的生矿可弥补此不足。马钢 高炉通常使用 80%左右的烧结矿,20%左右的生矿。 烧结矿强度虽不如生矿,但因开炉料焦炭负荷极轻,加矿部位又在料柱上段,故不必 担心在炉内产生较多粉末的问题。 (2)焦炭强度一定要好,粒度应均匀;其次硫分、灰分要低;水分也不宜高。 加入锰矿是为了改善造渣、提高脱硫效率。锰矿大都易碎,尽可能选择好一些的。 2、开炉配料计算 (1)全炉焦比 6 全炉焦比是指装满全炉后所有炉料的综合焦比。全炉焦比要大大高于高炉的正常焦 比。 开炉时,预热炉料,炉衬要消耗相当多的热量。日 本户火田 4 号高炉 1978 年 10 月开炉时测得, 预热炉料及 炉衬的显热占点火送风后 16 小时总热收入的 2/3,其 热收支状况见右图。此项巨额热量应由开炉料提供,这 是全炉焦比高的根本原因。 此外,在确定全炉焦比时还应考虑到: 1)高炉容积越小,焦比越应高些。这是由于小高炉 预热炉衬所需热量占的比例更大,同时散热损失也大。 2)全焦法开炉的焦比,在同等情况下要比枕木法低。因木料占去高枕木法的木料占 去高炉近 20%的容积,使开炉料中的重负荷段变成开炉后的续料,从而使它的全炉焦比值 升高。 应强调适宜的全炉焦比。把全炉焦比高低作为评价高炉开炉操作水平的一个重要指 标,从而竞相压低全炉焦比的做法有片面性。实际上全炉焦比高低对开炉能耗的影响相当 有限。因为它只涉及到装炉料部分,同时开炉时对热量又有额外需求,多加一些焦炭正是 物尽其用,用在其时。考虑到各种难以预料的因素,使全炉焦比向偏高一方取择,事属合 理。马钢 300m3 高炉开炉时全炉焦比通常在 2.5—2.8t/t 范围。我们认为同类高炉取此范 围的上限水平,可能是合理的。 (2)正常料焦比 从降低开炉期间能耗的角度来说,更应强调的是后续料焦比以及提高焦炭负荷的速 度。 开炉料中除净焦、空焦外,通常采用组成相同的同一种带负荷料(正常料),在其间插 人不同批数空焦的方法,来完成沿高炉高度方向上焦炭负荷的递变布置。装炉料的最后一 段,往往即为连续若干批的正常料。点火料动后所加的续料,亦为此料。常见的情况是到 出第 1 炉铁前都使用此料(这无疑有些浪费,往往是后期炉温猛升的主要原因)。因此正常 料焦比的高低与开炉中后期的炉温,总的能耗有很大关系。 鉴于目前开炉中后期炉温偏高的特点, 正常料焦比趋于取低值, 现一般为 0.9~1t/t。 (3)配料计算 (略) 7 户火 号高炉开炉送风 田4 16 小时后的热收支图 3、料段安排 装炉料的料段安排,应依据不同时间、不同区域的需要,提供不等的热源;并且应符 合高炉正常生产时炉料在炉内布置的模式。否则较高的全炉焦比将不能充分发挥作用,甚 至有导致开炉失败的可能。 (1)净焦是骨架,是填充料。众所周知,高炉生产的主要反应区是在风口以上区域。 在风口以下的炉内空间多为焦炭所充填。这里的焦炭,就个体讲虽然以后将不断被替换更 新,并也参与一些反应,但从整体讲不妨将其视为只起简单的骨架作用。故全焦法开炉时, 在装炉料安排上就遵循这一模式,即炉缸和死铁层均应装入不带熔剂的净焦。 同理,由于软熔带之下有炉芯“死焦堆”存在,炉腹的一部分也应装净焦,一般以 1 /2 左右为好。 (2)空焦是提供开炉前期所需巨额热量的主要热源。如前述.炉腹 1/2 高度以下的 净焦实际上只起填充高炉下部空间的作用,那么开炉前期所需的巨额热量只能由热风显 热,以及燃烧在此范围以外的焦炭来获得了。这就是确定空焦数量及其所处位置的依据。 但因高炉开炉是个非稳态过程,影响因素复杂,目前只能根据经验来决定空焦数量,一般 均加至炉腰上沿附近。这大约是点火送风以后 2~3 小时的焦炭消耗量。 空焦数量也不宜过多。空焦过多不仅增加能耗,还会导致局部升温过猛危害炉衬。模 拟实验表明,升温速度高于 5℃/min,将造成粘土砖砖衬剥落、断裂。 (3)矿料在可能条件下要装在较高位置,以尽量推迟第一批渣铁到达炉缸的时间。 开炉时,炉底炉缸是逐渐被加热的,故应避免渣铁流入尚未充分加热的炉缸。同时矿料在 抵达高炉下部之前,亦应得到较充分的预热与还原,至少不以块状生料进人炉缸。凡开炉 炉缸温度低,铁口难开或铁水高硫,大量生矿过早进入尚未准备就绪的炉缸,往往是原因 之一。因此将矿料布置在距风口较高的位置上,是一个重要的原则。 矿料的位置, 实际上是空焦高度的另一种表述。 所以空焦除有提供热量的主要功能外, 尚有间隔矿料的作用。 (4)空焦的熔剂宜晚加。用于焦炭灰分造渣的熔剂宜晚加,不要与空焦同步加入。 前苏联 3200m3 高炉已有人提出,熔剂应加在风口 5~8m 以上。 这样做的道理是:①减少石灰石在高温区分解耗热的可能性;②推迟焦炭灰分成渣, 可以延长渣铁口的喷吹时问。而这对加热炉底炉缸甚为重要。 国内在这方面实践不多,可考虑尝试。例如可将炉腹上部的空焦所带熔剂后移,甚至 将炉腰空焦所带熔剂后移,改在随矿料一起加,在矿料前一、二批中补足所欠的熔剂。 8 带负荷料的分段可从简。由于净焦,集中加入的空焦数量较大,余下供插于正常料间 的空焦批数所剩不多,故空焦段以上的带负荷料的分段可以简化。例如可采取两段或三段 过渡。 4、开炉装料 (1)全焦法开炉。小高炉有效高度较低,以及我国森林资源紧缺的国情,全焦法开炉 是一种可取的技术,现已在小高炉上普遍应用并获得成功。 全焦法开炉给开炉顺行带来一些困难,但在送风制度上相应调整是可以克服的。特别 是近年开发出来的带风装料,使用烘炉管点火等配套技术,大大改善了开炉进程。 (2)带风装料。所谓带风装料,是指在烘炉后期的凉炉阶段,将风温降到 200~300℃ 时,不再降低。此时若一切开炉条件具备,即在送风情况下装料。这不仅可以预热炉料, 且可吹出部分粉末,减少炉料的压实率。如从装炉到点火中间不再休风,效果更佳。带风 装料法的缺点是不能进入炉内对烘炉结果进行检查,也不易在炉喉进行料面测量工作。 采用带风装料时,要加强对炉料的检查,不得有木片、棉纱一类易燃物夹杂其间,以 免在未装至规定料线就发生自动点燃现象。马钢高炉已多次采用此法,迄今尚未发生此类 事故。 (3)装料制度。装料以及点火送风料动后一段时间内所采用的装料制度,应以有利顺 行为主。在保持中心通路的同时,边缘应有适当发展。马钢高炉开炉时,大多采用半倒装 (焦矿矿焦↓),有时配 20~30%的正花装(矿焦矿焦↓)。开炉料矿批取正常时矿批重的 60~70%,300m3 高炉开炉料矿批重约在 3.5~4.0t 左右。 目前,我国高炉开炉装料方法有带风装料方法和不带装料方法。在高炉开炉时,应根据本厂具体 情况进行选择。两种装料方法各具特点,如下表 带风与不带风装料方法比较表 方法 带风 装料 优点 装炉过程中可预热炉料;吹出部分粉 末;提高料柱透气性;降低炉料压实 率。 1、可进入炉内进行料面测定工作; 2、可检查烘炉结果; 3、可 上 系 设 重 荷 用 进 。 与 料 统 备 负 试 时 行 装料过程中炉料破碎率高;料柱透气 性差,炉料压缩率高;开炉焦比高。 缺点 人不能入炉对烘炉结果进行检查;不 能在炉喉进行料面测量工作。 不带风 装料 五、高炉布料测定(方案) 1、高炉布料测定的意义: 9 2、高炉布料测定的内容及方法 (1) 节流阀开度与炉料流速的关系 在高炉装料进行过程中, 可测定节流阀开度与炉料流速的对应关系。 可设计一个表格, 内容包括测定的炉料品种、重量、节流阀开度、节流阀漏料时间、布料流槽布料圈数。此 项工作可在装料初期进行,并可多测定几次,也可在装料后期同其他测定工作一同进行。 如下表所示 最后统计出节流阀开度与炉料流速的关 系式,绘制成曲线。如右图。 在实际生产中可通过上述关系来开启节 流阀,达到控制布料圈数,实现多环布料。 在测定过程中,要密切注意易造成节流 阀卡料时的最小开度。 (2) 流槽倾角、料线与炉料堆尖位置 的关系 在装料后期可进行此项工作的测定。 测定 内容包括:炉料的品种(烧结矿、焦碳) 、溜槽倾角α o、α c、烧结矿堆尖距炉墙的距离和 焦碳距炉墙的距离。 一般情况下,当α o 与α c 同角时,焦碳落点位置位于较烧结矿落点位置外侧约 100 ㎜, 这是因为无种炉顶在布料溜槽旋转力的作用下, 由于焦碳与烧结矿的比重不同,产生的这种同角 布料落点不同的效果。一般要求α o、>α c、 (即布 矿角大于布焦角)约 20~50,使矿石堆尖位于焦 碳堆尖的外侧,防止焦碳堆尖的阻挡作用,避免 矿石更多的布到高炉中心,造成边缘比中心发展 的“馒头型”煤气分布。 在最后几批料时,测定不同α o、α c 角、不 同料线时的堆尖位置,并绘制出曲线图所示。 通过上图可以看出,布料溜槽倾角α 在一定 范围内每增加 10,炉料在炉内落点向炉墙外移的 距离。所以物种炉顶布料,对α 角的控制是至关 10 重要的。而料线增减 100 ㎜,相当于布料角度增减的度数。 (攀钢高炉料线每增减 1m,相 当于布料角度增减 2 ~3 ) 。 在上图中,按等面积标示出了炉喉五个区,根据布料要求,应控制落点在靠近炉墙的 环带区域,即②③④区,因此料线不同,α 角控制范围不同。其适宜的α 角如下表。在高 炉开炉初期宜援用下限值,随后视情况逐渐增大。 (3) 料面形状的测定 料面形状的测定主要是测定:烧结矿、焦碳在炉喉内沿径向和圆周各点的炉料厚度; 料面形状中心与高炉中心线的偏离程度。 一般情况下,炉料沿圆周方向分布较均匀,料面形状中心与高炉中心线基本重合;料 线较深(在碰撞点以上) ,容易出现中心无矿区。这是因为:此时原始料面不规则、料线 太深,布料规律不强所至。因此,高炉料线较深又一时赶不上料线时,应及时适当缩小α 角。 0 0 通过测定料面形状可以得到炉料沿炉喉径向分布的情况,在α o-α c=20~50 的情况下, 边缘 o/c 差不多是中心的两倍,亦即边缘相对重,中心轻。这种 o/c 比的分布对提高高炉 煤气能利用较好。 (4) 炉料粒度分布的测定 在最后 6~10 批料的装料过程中,测定炉料粒度分布。 按等面积将炉喉横截面分成 5~6 等份,在各环带中间设置炉料取样槽(桶) 。高炉装 料时,首先在槽下取样并做炉料粒度组成分析,然后将该段炉料装入炉内,并让炉料自然 落入取样槽内。一段料装入完毕,将取样槽取出,测定各取样槽内炉料的粒度组成。从而 测定出炉料在炉内不同位置的粒度组成(或粒度偏析)情况。 (5)炉料自然堆角、堆比重的测定 自然堆角、堆比重的测定较容易,不在赘述。需要指出的是:同一种炉料,因粒度组 成不同,可使炉料的自然堆角发生较大变化,从而导致高炉布料的反常。 (见高炉布料规 律一书) 六、高炉送风操作 1、点火方法 点火方法现有人工点火、热风点火和烘炉导管热风点火三种。 人工点火:一般是在直吹管前端置木创花、废油布之类引火物,点燃时自然通风,人 工引燃引火物,待风口前木柴普遍燃着后送少量风,然后再逐渐加风至开炉风量。 11 风口热风点火:从风口送入温度约 700℃(高于焦炭着火温度)的热风,使木柴(或焦 炭)自燃的开炉点火方式。一般情况下,使用全焦开炉时,送入热风 15-20min 后,风口 即明亮。 烘炉导管点火:利用烘炉时设的风口至炉底的导向管,送入温度约 700℃(高于焦炭 着火点)的热风的开炉点火方式。用此种风口全部点燃约为 35min。 (全焦开炉) 该法的优点是: (1)由于对烘炉导向管做了固定联接等改进,改善了对炉底、炉缸的烘烤; (2)带风装料需花费 1—2 个班时间。在这么长的时间内一直有近 300℃的鼓风吹向炉底, 并由此折而向上,对下炉缸的内衬和炉料加热十分有利; (3)点火开始的一二十分钟内,向炉底吹送温度更高的热风(>700℃),而且在短时间 内导向管出口附近还可能有少量焦炭燃着,这些因素对加热下炉缸亦有利。 至于说到用导向管点火,将使焦炭从风口燃起变为从炉底燃起,还需确证。而且果若 如此,则点火伊始,焦炭即在炉底熊熊燃烧,恐于炉底砖衬不利。由此,今后是否应把导 向管端头与风口的间隙进一步缩小,堵严,以求风口着火时间更晚,需慎重。 2、送风制度 (1)风量:全焦开炉时,风量为正常风量的 60%以上。 (2)风口面积:可按风量比例缩小,以保证正常鼓风动能或风速。缩小风口面积的 方式可采用: 1)堵部分风口;2)风口内加砖衬套。 (3)风温:一般采用 700~750℃。 七、炉前操作 1、点火送风前,先安装好铁口煤气导出管(两段式) 。 2、送风后,待从渣、铁口有煤气喷出时将煤气点燃,防止煤气中毒。 (渣铁口应尽量 喷吹) 3、铁口有渣铁喷出时,拔出铁口煤气导出管。 4、启动泥炮,堵上铁口(注意打泥量要少,以防铁口过深,难开) 。 5、做铁口泥套,并烤开。 6、渣口继续喷吹,待有渣喷出时,堵上渣口。 7、估计渣面到达渣口部位时,抬起堵渣机放渣(未渣时,重新堵好渣口) ;开炉前期 渣铁分离不好时,以不放渣为好。 12 8、估计炉缸由有一定数量铁水时,出第一次铁。 (出第一次铁的时间,应视料段安排、 风量大小等情况现场确定,通常应在点火后十四五个小时) 9、出第一次铁后,视渣铁分离情况,决定堵铁口打泥量及第二次出铁时间。 八、高炉冷却 比较各种冷却方式的冷却能力可能从:1、炉壳表面温度;2、冷却壁厚度方向中心温 度;3、炭砖背面温度(冷却壁端面) 冷却壁损失的原因(断裂和蚀坏) 铸铁性能不良。 灰口铸铁在长期高温作用下,其金相组织、机械性能和化学成分都发生了变化。见下 表 冷却壁使用后铸铁性能的变化 项目 HT15~33 背面 受热面 C,% 3.2~3.9 3.03 Si,% 1.5~2.5 1.99 0.44 Mn,% <1.0 0.76 0.57 P,% <0.3 0.05 0.036 S,% 0.048 0.025 σ ,MPa 1.417 0.46 HB 163~229 97.7~99.5 球墨铸铁发能如灰口铸铁见下表 耐热铸铁和球墨铸铁的性能 种类 σ ,Mpa σ 0.2 HT20-40 (鞍钢) >1.76 QT50-5 (鞍钢) >4.90 >3.73 >5 181~204 480 3036 17.1 0.2517(800℃) 0.105 低铬铸铁 (日本) 1.47 球墨铸铁 (日本) 3.92 1.96 ,Mpa σ 5,% HB 抗热震次数,次 高温强度,Mpa 高温延伸率,% 抗氧化 热导率,W/(m·℃) 207~285 30~40 1.48 2.0 0.3592(400℃) 0.093 30~40 600 40.7~46.5 29.1~34.9 2、铸造时水管渗碳。冷却壁中水管断裂的原因之一是铸造过程中水管渗碳。武钢使 用后取样分析,水管渗碳深度约 4.64mm,梅山的水管含碳量达 0.45~1.0%。为防止水管 渗碳,铸造前在水管表面涂一层涂料。下面是二种涂料的配方: 苏联涂料:铝粉 20%,水玻璃 8%,水 70%。 日本涂料:Al2O329.6%,SiO222.2%,SiC22.2%,硅酸钾 7.4%,水 18.6%。 却壁结构不合理: 包括:几何尺寸镶砖厚度,水管直经及分布。 13 镶砖厚度,在冷却壁热流密度一定时,应选择适宜的镶砖厚度和面积,使冷却壁热面 温度低于铸铁相变温度。 可通过传热计算求得。 以首钢的例子、马钢的例子,说明之。 2)几何尺寸:挠度过大,可传冷却壁断裂,首钢提出高温区冷却壁长度不超过 1.4~ 1.7 米。 镶砖冷却壁是将耐火砖镶在冷壁内。由于铁水冷却产生收缩,而耐火砖又具有不可压 缩性,所冷却壁的筋条和边框间产生拉应力,据首钢测验,应力值达 3.33Mpa,超过灰口 铸铁的强度。所以现在冷却壁都取消了边框、竖筋,只保留横筋。在横筋间隔中填入捣打 料。 管分布及直径。 凸台易损。凸台都为单独供水。唐钢凸台设计成 。冷却壁中水管的比表面达 0.9m2/m2(冷却壁中水管的表面积与冷却壁覆盖炉盖的面积之比)。 直径及分布形式的确定依据此表面的大水来确定。 冷却方式: 工业水冷却:采用半级循环冷却方式,达到水尽其用。 对水质应有要求。 对水温、水压、流量的控制应依据雷诺数和平共处热流强度。各部水压比炉内压力高 0.5kg+/cm2(0.05MPa),水速不低于 0.8m/s。 管经及温差如下表: 高炉冷却器配管管径及水速 炉容,m 项目 炉缸 风口附近 炉腹 炉腰 炉身 风、渣口大套 风、渣口中套 风、渣口小套 3 55~100 管径,mm 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 水速,m/s 1.5 1.5 1.2 1.2 1.0 2.0 2.5 2.5 31.75 255 管径,mm 31.75 31.75 31.75 25.4~31.75 25.4~31.75 31.75 水速,m/s 1.5 1.5 1.5 1.3 1.0 1.0 2.0 2.0 600~1000 管径,mm 31.75 31.75 31.75 31.75 31.75 31.75~38.1 水速,m/s 1.5~2.0 1.5~2.0 2.0 2.0 1.0~1.5 1.5~1.7 1.5~2.0 2.5~3.0 14 高炉各部冷却器进出水温差参考值,℃ 炉容,m 3 50 — — 10~14 100 — 10~14 10~14 10~14 255 10~14 10~14 8~12 10~14 4~6 <4 3~5 3~5 600 10~14 10~14 8~12 8~12 3~5 <4 3~5 3~5 >1000 10~14 8~12 7~12 7~10 3~5 <4 5~6 7~8 炉身上部 炉身下部 炉腰 炉腹 风口附近 炉缸 风、渣口大套 风、渣口二套 4~6 <4 3~5 3~5 4~6 <4 3~5 3~5 2、汽化冷却: 1)循环倍率:单位时间内循环量与产汽量之比,是衡量系统设计是否合理及能否正常运 行的指标。 15
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