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    淺談鐵合金護爐管理及延長壽命措施

    2022-01-30 12:23:00

      摘要:鐵合金爐體作為生產的核心設備,它的使用壽命直接關系到企業的成本和效益,為提高爐體的使用壽命,公司結合過去行業工作者總結的經驗,開展了內養與外護的總結和探索,制定了一系列的措施,形成了一套內部護管理體系。

      鐵合金冶煉是在高溫下進行的多相物理化學過程,爐內耐火材料工作條件十分惡劣。無渣法冶煉反應坩堝區的溫度可達2000~3000℃,而有渣法冶煉的高溫區同時還發生各種侵蝕作用。我公司硅鐵和硅錳主要使用碳磚砌筑,碳磚具有熔點高、抗熱震性好、高溫強度高、不為合金和爐渣浸潤等優點,缺點是易氧化,在400℃以上暴露在空氣中的碳磚即可發生氧化,在600℃以上二氧化碳和水蒸氣對碳制品起氧化作用。高碳鉻鐵主要使用的是鎂磚砌筑,鎂磚具有強度高、耐高溫,而且主要應用在堿性爐渣冶煉,鎂磚的荷重軟化溫度在1550℃。截至目前,硅錳6#爐和鉻鐵8#爐爐齡全部都在7年以上,中間經歷了幾次中修,如何延長爐齡是保證企業效益的一項重要指標。公司自在2015年后全部開始實施護體系管理,運行至今,爐體運行基本穩定,對于爐體損壞及維護總結了幾方面的經驗,并制定了一系列的管控措施。

      爐體損毀原因及分析

      1、電極工作端長期過長,爐底耐火材料大量消耗,導致爐底溫度異常上升或發生爐底燒穿的后果。

      2、電極工作端長期不足,高溫區上移,靠近電極高溫區域爐墻溫度異常上升,爐眼出鐵口周圍被沖刷較嚴重區域發生燒穿鐵爐渣的后果。3、渣型不合理,堿度控制不符合要求,鐵水過熱嚴重,造成爐體的化學侵蝕,損毀爐體耐火材料。4、長期停爐后開爐,爐體極容易出現膨脹崩裂的現象,如果頻繁啟停爐,會明顯觀察到爐體鋼板受到溫度變化而開,需要及時進行修補。5、氧氣吹氧開眼作業對爐眼及爐壁損耗極大,無論是碳磚還是鎂磚,在高溫條件下能夠發生氧化反應,并且形成的假爐壁無法起到保護作用,大大加速了爐體的惡化。6、爐體漏水及物料水分嚴重超標,在進入爐內后雖然有一部分能夠蒸發,但是剩余部分則會隨著高溫分解,并形成氧氣,對爐壁進行侵蝕。7、由于達到泰曼溫度而發生的侵蝕,高碳鉻鐵與爐渣接觸的工作層鎂磚,承受著高溫鐵水和爐渣的化學侵蝕及機械沖擊、其成分及礦物組成均發生變化,鎂磚發生反應的溫度雖然低于熔點,但開始呈現擴散作用。結合以上幾方面的原因,從物理、化學、機械等幾方面因素總結主要是:1、熔蝕現象:耐火材料的工作溫度超過其耐火度就會發生熔蝕。熔蝕常發生在靠近電弧區的爐墻、電極端部的爐底等部位。通過對地測溫貼片及熱電偶數據分析,爐底電極端底部溫度最高,同時如果電極工作端過長,則爐底溫度明顯上升。2、化學侵蝕:耐火材料爐渣、金屬熔體、粉塵、廢氣及其他物質之間的各種各樣的化學反應稱為化學侵蝕。化學侵蝕的類型有氣-固反應、液-固、液-液反應和氣-液反應。當耐火材料的工作溫度接近和超過其耐火度,金屬對火材料的化學侵蝕就更為突出。3、機械作用:在工作層,高于荷重軟化溫度的耐火材料極易受到金屬和爐渣的機械作用力而發生損耗。4、剝落落和崩裂:受到急冷急熱作用或不均勻的熱負荷,耐火材料內生的熱應力超過其結構強度而發生局部損壞。在長時間停爐并開爐后,爐體膨脹崩裂特別明顯,出鐵口溜槽也能夠觀察到這種現場。

      爐體護措施

      針對以上問題,公司分別從來“爐內養護和爐外保護”兩方面入手,制定了以下措施:

      (一)內方面1、合理控制放量,不能以強壓電極來作為崗位任務指標,應該結合爐底溫度和爐壁溫度及各項參數情況探索合理電極壓放量,如果發現爐底溫度異常升高,或者爐壁發紅和升高的現象,及時調整放量,并進行降溫處理。2、完善技術操作標準,對于硅錳堿度控制和鉻鐵的鎂鋁比控制全部納入標準,并在采購和配料過程提前控制,如果無法達到條件,可適當配入一些蛇紋石、菱鎂礦和石灰等避免出現大幅度偏差。3、在硅鐵爐眼上方附加硅渣,從后期眼的眼深度看,具有一定的效果,但是要合理控制硅渣配入總量。4、無水碳質爐襯修補料進行堵眼和爐體維護,最大限度提升爐眼及周圍爐墻使用壽命。(二)外護方面1、采用人工測溫和電子設備結合的方式。公司建立了分級護體系人工測溫跟蹤要求,對于不同的溫度區間范圍設置了人工測量的頻次和要求,同時在爐體不同區域安裝了爐體測溫貼片,分別能夠對爐體時時溫度進行跟蹤測量和數據記錄,并形成曲線,通過人工和電子數據能夠對爐體運行有一個較為準確的評價。2、規范開堵眼機堵眼作業標準,在爐眼堵眼作業一定要堵深堵實,開眼過程中嚴格控制氧氣使用。3、各爐體對溫度較高區域通過架設軸流風機和壓縮風管強制冷卻措施,達到降低爐底溫度,通過控制熱平衡,控制泰曼溫度對爐壁損耗。4、公司前期嘗試8-2#爐眼區域固定式熱成像儀,從使用效果來看熱成像儀對于爐體較薄弱區域定期進行監測,數據圖像較為直觀,效果較好,如果條件較好的情況下可以嘗試新設備的使用。

      礦熱爐爐役后期通過養和外護的手段,達到良好的護爐效果以維持爐體穩定運行。從目前來看,建立有效的護體系和運行制度,同時結合目前主流的先進設備,是一項投入小,產出高,能夠創造市場效益和安全效益的工作。

     

    來源:冶金技術網

    編輯:溫曉霞

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