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一、漏水造成煙道漏水的原因最主要有沖蝕腐蝕(尤其是高溫沖蝕)、交變溫差、焊縫開(kāi)裂,導(dǎo)致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕:熱水冷卻煙道隨著環(huán)境溫度增加,金屬表而產(chǎn)生的氧化皮膜會(huì)逐漸變厚,氧化皮膜與基材間的結(jié)合強(qiáng)度會(huì)更高,足以抵抗隨后的磨粒沖擊,當(dāng)達(dá)到臨界溫度(570攝氏度)后,這時(shí)材料進(jìn)人沖蝕氧化破壞區(qū)。金屬材料具有延展性,高溫下更是如此,而氧化物則展示脆性,溫下沖蝕腐蝕破壞中,與沖蝕有關(guān)的常數(shù)可從0.8 變化到7,這與高溫下氧化或腐蝕產(chǎn)物的皮層塑性增加有較大關(guān)系,致使管壁不斷減薄,導(dǎo)致爆管漏水。2、交變溫差:煙氣對(duì)管束產(chǎn)生橫向沖刷,一方面因溫差急劇變化導(dǎo)致管束出現(xiàn)高溫膨脹與降溫收縮,產(chǎn)生外部機(jī)械應(yīng)力,由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當(dāng)管束出現(xiàn)漏水時(shí),為迅速恢復(fù)生產(chǎn),則立即將管束內(nèi)高達(dá)近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫,補(bǔ)焊后再補(bǔ)水。因此管束應(yīng)力無(wú)法消除,極易產(chǎn)生疲勞脆化,最終出現(xiàn)橫向裂紋。3、焊縫開(kāi)裂漏水形成粘結(jié)性爐膛:為確保煙氣收集質(zhì)量,減少煙氣外溢,管間采用鋼板滿(mǎn)焊作筋板隔離,焊接過(guò)程中由于焊條操作角度、電流選擇不當(dāng)?shù)?,?dǎo)致管壁局部變薄,同時(shí)滿(mǎn)焊過(guò)程中管束將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,在應(yīng)力釋放時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生變形出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致漏水。因此,當(dāng)煙道(此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等)出現(xiàn)漏水時(shí),外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫?zé)焿m,形成粘結(jié)性與粘附性的爐渣粘附在管束上。二、非正常的冶煉工藝1、由于轉(zhuǎn)爐冶煉任務(wù)繁重,操作中為多產(chǎn)鋼而采取增大裝人量而減少爐容比,提高供氧強(qiáng)度,縮短供氧時(shí)間,導(dǎo)致?tīng)t渣外溢,處理方式上,操作人員通過(guò)吹氧管用高壓氧氣強(qiáng)制吹掃熾熱的紅渣,一方面高溫下管束表面開(kāi)始氧化,出現(xiàn)高溫沖蝕,另一方面爐渣在氣流的作用下急劇磨蝕管束工作表面,造成管壁減薄變形,出現(xiàn)縱向裂紋。2、其他:冶煉中熱平衡對(duì)煙道堵塞有較大影響,又加增大裝入量,往往出現(xiàn)冶煉時(shí)產(chǎn)生的煙氣量大于系統(tǒng)抽出量,致使煙氣外溢嚴(yán)重,部分粘附性較強(qiáng)的渣就粘附在管束上,非正常的轉(zhuǎn)爐爐形也會(huì)造成影響,控制得好對(duì)影響不明顯,一且爐形出現(xiàn)扁形或爐膛過(guò)小等將會(huì)出現(xiàn)爐渣外溢嚴(yán)重時(shí)還夾帶金屬,粘附在水冷爐口上,導(dǎo)致?tīng)t口直徑變小,在風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制抽力作用下,高溫?zé)煹缼Ы饘俚脑M(jìn)入各區(qū),堵塞煙道。
從國(guó)內(nèi)外氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼科技創(chuàng)新的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,以下幾個(gè)方面值得重點(diǎn)關(guān)注。3.1、節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展鋼鐵生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步必須與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。重點(diǎn)研發(fā)各種工藝條件下優(yōu)化“負(fù)能煉鋼”的工藝與裝備技術(shù),必須采用各種綜合節(jié)能技術(shù),實(shí)現(xiàn)“負(fù)能煉鋼”。雖然轉(zhuǎn)爐煉鋼是當(dāng)代鋼鐵生產(chǎn)中耗能最少,轉(zhuǎn)爐成套工程專(zhuān)業(yè)制作大同且是唯一可以實(shí)現(xiàn)總能耗為“負(fù)值”的工序,但進(jìn)一步降低工序能耗和物耗,更加高效地實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換和回收,更加有效地利用二次能源,開(kāi)發(fā)低溫余熱回收利用新途徑等許多問(wèn)題還要進(jìn)行深入研究和優(yōu)化。主要思路有:1)流程優(yōu)化應(yīng)成為煉鋼廠進(jìn)一步節(jié)能的重點(diǎn)流程優(yōu)化主要體現(xiàn)在緊湊、高效、自控三個(gè)方面。流程功能的解析、優(yōu)化重組,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的緊湊化,即工序時(shí)間的最小化、銜接最優(yōu)化,這是最有效的節(jié)能措施;高效化是轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能的重要措施;自動(dòng)化是轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能的重要保證2)優(yōu)化節(jié)能技術(shù)提高煉鋼能源轉(zhuǎn)換效率煙氣能量的高效轉(zhuǎn)換及回收利用;連鑄坯熱送熱裝是銜接煉鋼、軋鋼兩大工序的重要節(jié)能措施;爐渣余熱回收和利用;冷卻水余熱回收利用技術(shù)是轉(zhuǎn)爐煉鋼廠進(jìn)一步提高能源轉(zhuǎn)換與利用效率的難題。3)進(jìn)一步挖掘煉鋼工序的節(jié)能潛力加大全過(guò)程保溫措施是轉(zhuǎn)爐鋼廠節(jié)能的重要基礎(chǔ);以穩(wěn)定的工藝操作,實(shí)現(xiàn)全廠低溫制度的運(yùn)行,有效地節(jié)能降耗;轉(zhuǎn)爐成套工程制作專(zhuān)業(yè)大同在全鋼鐵企業(yè)能源高效轉(zhuǎn)換利用和構(gòu)建能量流網(wǎng)絡(luò)以及優(yōu)化的總體思路下,研究轉(zhuǎn)爐煉鋼廠進(jìn)一步節(jié)能降耗的新措施。
轉(zhuǎn)爐一倒合格率是指結(jié)合煉鋼各鋼種工藝要求,在轉(zhuǎn)爐吹煉至一倒時(shí)的碳、磷和溫度達(dá)出鋼的控制要求,以保證所煉鋼種的溫度、成分達(dá)產(chǎn)品控制要求。提高轉(zhuǎn)爐一倒合格率的意義 提高一倒合格率,可提高產(chǎn)品內(nèi)控合格率和澆注溫度命中率,同時(shí)有效減少拉后吹,是煉鋼操作水平和管理水平高低的重要標(biāo)志,也是降低煉鋼生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)工作和重要抓手。提高轉(zhuǎn)爐一倒合格率的經(jīng)濟(jì)效益“提高轉(zhuǎn)爐一倒合格率 改善煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)”的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在兩方面,一是鋼鐵料消耗降低,二是合金消耗的降低,另外,轉(zhuǎn)爐一倒合格率提高后,可有效減少化學(xué)廢品和降低轉(zhuǎn)爐耐火材料消耗。鋼鐵料耗的統(tǒng)計(jì)方式1.理論基礎(chǔ):任何指標(biāo)都要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)才好對(duì)比,鋼鐵料耗的理論基礎(chǔ)是物質(zhì)不滅定律,推廣到具體的鋼鐵料耗方面為物料平衡,投入量與產(chǎn)出量之間的關(guān)系,為了統(tǒng)計(jì)方便,國(guó)家專(zhuān)門(mén)制訂了鋼鐵料耗統(tǒng)計(jì)的相關(guān)規(guī)定。2.國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗(kg/t鋼)=[生鐵+廢鋼鐵量(kg)]/轉(zhuǎn)爐(電爐)合格產(chǎn)出量(t) 。其中:生鐵包括冷生鐵、高爐鐵水、還原鐵;廢鋼鐵包括各種廢鋼、廢鐵等。凡分別管理、按類(lèi)配用下列廢鋼鐵的,在計(jì)算廢鋼鐵消耗指標(biāo)時(shí),可按下列統(tǒng)一的折合標(biāo)準(zhǔn)折合計(jì)算:a. 輕薄料廢鋼,包括銹蝕的薄鋼板以及相當(dāng)于銹蝕薄板的其他輕薄廢鋼,按實(shí)物量×60%計(jì)算,其加工壓塊按實(shí)物量×60%計(jì)算;關(guān)于輕薄廢鋼,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4223-1996中有明確規(guī)定;b. 渣鋼是指從爐渣中回收的帶渣子的鋼,按實(shí)物×70% 計(jì)算;經(jīng)過(guò)砸碎加工(基本上去掉雜質(zhì))的渣鋼,按實(shí)物量×90%計(jì)算;c. 優(yōu)質(zhì)鋼絲(即過(guò)去所稱(chēng)“鋼絲”)、鋼絲繩、普通鋼鋼絲(即過(guò)去所稱(chēng)“鐵絲”)、鐵屑以及鋼錠扒皮車(chē)屑和機(jī)械加工的廢鋼屑(加工壓塊在內(nèi)),按實(shí)物量×60%計(jì)算;d. 鋼坯切頭切尾、湯道、中注管鋼、桶底鋼、凍包鋼、重廢鋼等均按實(shí)物計(jì)算。
高爐的機(jī)械維護(hù)與保養(yǎng)高爐是冶金企業(yè),尤其是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的主要煉鋼設(shè)備,其性能的優(yōu)劣直接影響到鋼鐵的品質(zhì),因此,對(duì)于如何提高高爐的維護(hù)與保養(yǎng)水平,實(shí)現(xiàn)高爐高性能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的最大化,一直是冶金企業(yè)重點(diǎn)抓的頭等大事。目前,高爐在使用過(guò)程中,主要的故障與問(wèn)題集中在冷卻壁破損,造成冷卻壁破損的原因有很多,而且由于高爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一旦發(fā)生故障,維修技術(shù)難度大,將嚴(yán)重影響企業(yè)的正常生產(chǎn),因此,對(duì)于高爐的維護(hù)與保養(yǎng),就顯得異常重要。在日常的生產(chǎn)中,對(duì)于高爐設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng),主要集中在如何預(yù)防冷卻壁的破損方面,對(duì)此,以下一些措施可以在實(shí)際中加以應(yīng)用,以提高高爐設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)水平:(1)增大冷卻水量,提高水流速度,加大冷卻強(qiáng)度;(2)抑制邊緣煤氣流,發(fā)展中心,控制十字測(cè)溫,使邊緣煤氣溫度不大于100℃;(3)采用有效的爐外噴淋措施,保持合理的爐外冷卻,減少溫度場(chǎng)發(fā)生的變化,避免爐皮燒紅;(4)根據(jù)風(fēng)壓調(diào)整水量,以達(dá)到對(duì)冷卻壁的養(yǎng)護(hù);(5)嚴(yán)格控制軟水溫度。軟水進(jìn)水溫度嚴(yán)格控制在40士2℃,相對(duì)提高冷卻強(qiáng)度,減少冷卻壁峰值熱流時(shí)的損壞幾率,保證脫氣罐、膨脹罐工作正常,減少水中溶解氧對(duì)水管的腐蝕,延長(zhǎng)冷卻壁壽命;(6)穩(wěn)定爐溫,減小溫度波動(dòng)幅度與頻率,降低對(duì)冷卻壁的熱震;保持堿度穩(wěn)定,防止軟熔帶的波動(dòng);杜絕集中加硅石和集中加焦操作,避免影響造渣制度和減少爐溫波動(dòng);(7)日常操作中,穩(wěn)定造渣制度與熱制度,形成合理的軟熔帶,是維護(hù)冷卻壁完好的基本措施;(8)發(fā)揮多環(huán)布料作用,開(kāi)放中心氣流,兼顧邊緣氣流,是實(shí)現(xiàn)冷卻壁安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要手段;
轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝各項(xiàng)指標(biāo)取決于鐵水的化學(xué)成分,而對(duì)鐵水的主要要求是含硫量低(低于0.03%),相應(yīng)要求較高含硅(0.7%-0.9%)及具有優(yōu)化造渣所需的錳量(0.8%-1.0%)。煉鐵煉鋼各階段脫硫過(guò)程理化規(guī)律及動(dòng)力特性分析表明,在動(dòng)力方面,在鐵水中比在鋼水中更容易保證脫硫反應(yīng),因?yàn)樵诤剂枯^高及氧化度較低條件下硫具有更高的活性。然而在高爐煉鐵當(dāng)中很難脫硫,因?yàn)樵诟郀t一系列復(fù)雜的氧化—還原反應(yīng)中,深脫硫的各種熱動(dòng)力條件的能量不可避免地會(huì)增高硅含量并因此導(dǎo)致石灰及焦炭消耗的增加及產(chǎn)量的下降。因此,生產(chǎn)低硫鐵需周密策劃工藝,采用含硫最少的爐料及制備高堿度混成渣。在轉(zhuǎn)爐吹煉中脫硫也無(wú)效果,因?yàn)殇撛抵羞_(dá)不到平衡狀態(tài),渣與鋼間的硫分配系數(shù)因熔池氧化度高及碳含量低,僅為2-7。如此低的硫分配系數(shù)使得難以在轉(zhuǎn)爐冶煉中實(shí)現(xiàn)深脫硫,并導(dǎo)致煉鋼生產(chǎn)在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的巨大消耗。無(wú)論是在高爐煉鐵,還是在轉(zhuǎn)爐煉鋼當(dāng)中都保證不了金屬有效脫硫所需的熱動(dòng)力條件,因此進(jìn)行高爐煉鐵及轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的深脫硫研究,在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上都是不可取的。而合理的作法是將脫硫過(guò)程從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來(lái)。這就可簡(jiǎn)化燒結(jié)—高爐—轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程降低生產(chǎn)成本。將脫硫從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來(lái),使高爐爐外脫硫成為設(shè)計(jì)大型聯(lián)合鋼廠和重要工藝環(huán)節(jié),在冶煉低硅鐵的同時(shí)不必再為保證轉(zhuǎn)爐中的精煉進(jìn)行代價(jià)很高的高爐爐外脫硅。鐵水原始硅含量低還可降低錳含量。在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中錳的作用非常重要,它決定著及早造渣所需的條件并對(duì)出鋼前終點(diǎn)鋼水氧化度起調(diào)節(jié)作用,長(zhǎng)期實(shí)踐證明,需設(shè)法使鐵水中錳保持0.8%-1.0%的水平,因而在燒結(jié)混合料中必需補(bǔ)充錳,而這就提高了成本。燒結(jié)—高爐—轉(zhuǎn)爐各流程錳平衡分析表明,上述錳在高爐里還原、然后在轉(zhuǎn)爐里氧化導(dǎo)致錳原料及錳本身不可彌補(bǔ)的巨大損失,而且還給各生產(chǎn)流程操作增加很多麻煩。在碳含量很低(0.05%-0.07%)條件下停止吹煉時(shí),氧化度的影響如此之大,以致會(huì)把錳的最終含量定在極窄范圍內(nèi),實(shí)際上已很少再與鐵水原始錳含量相關(guān)。在這種條件下,盡管鐵水原始錳含量達(dá)0.5%-1.2%,但鋼的最終錳含量實(shí)際上都一樣(0.07%-0.11%)。因此在當(dāng)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝條件下(各爐次都有過(guò)吹操作),沒(méi)必要在燒結(jié)混合料中使用含錳原料來(lái)提高鐵水原始錳含量,更合理的作法是冶煉低錳鐵。同時(shí)為節(jié)約低錳鐵在轉(zhuǎn)爐煉鋼中脫氧的用量,研究直接采用錳礦石的效果具有重要意義。對(duì)眾多爐次進(jìn)行工業(yè)平衡計(jì)算所得工藝指標(biāo)的對(duì)比表明,冶煉鐵水不添加錳礦石,而在轉(zhuǎn)爐煉鋼中添加錳礦石,與用含錳1.13%的鐵水煉鋼,這兩種煉鋼法相比,前者每噸生鐵可節(jié)省錳礦石15.3kg.此外,還可減少錳鐵1.3kg/t鋼、石灰5kg/t,氧氣2.17m3/t的耗量,并可大大縮短吹煉時(shí)間。鐵水中硅、錳含量低及無(wú)需脫硫,這些條件會(huì)改變?cè)煸鼨C(jī)理及動(dòng)力特性,因?yàn)檫@時(shí)石灰消耗下降,渣量減少,渣堿度及氧化度增高。在這樣的條件下,渣的精煉功能只限于鐵水脫磷。這樣就能在轉(zhuǎn)爐冶煉本身中多次利用渣,使渣具有很高的精煉能力。根據(jù)這一原則開(kāi)發(fā)出轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝,即在轉(zhuǎn)爐煉鋼本身中多次(3-5次)利用后期渣(循環(huán)造渣)。采用這樣的工藝可降低石灰消耗及渣中鐵損。及早造就高堿度氧化渣,及使硅、錳含量低可提供鋼水深脫磷所需的強(qiáng)勁動(dòng)力。