【正文】 .................. 14 發(fā)展高爐長壽技術(shù)的基本手段 .................................................................... 16 對長壽高爐進行調(diào)研 ......................................................................... 16 對事故多發(fā)高爐進行調(diào)查反思 ......................................................... 17 對高爐長壽技術(shù)的不同觀點進行交流 ............................................. 17 小結(jié) ................................................................................................................ 18 3 調(diào)研方式及進度安排 ............................................................................................... 19 調(diào)研方式 ........................................................................................................ 19 II 調(diào)研進度安排 ................................................................................................ 19 重點調(diào)研對象 ................................................................................................ 19 4 關(guān)于高風溫技術(shù)的調(diào)研問卷 ................................................................................... 20 5 關(guān)于高爐長壽技術(shù)的調(diào)研問卷 ............................................................................... 26 6 調(diào)查組人員組成 ....................................................................................................... 32 7 調(diào)研經(jīng)費預算 ........................................................................................................... 32 1 1 高爐高風溫 技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 鋼鐵工業(yè)是高能耗、高排放產(chǎn)業(yè)，其能耗占中國能源消費的 17％左右，是國家節(jié)能減排的重點。國外先進高爐風溫在 1250℃以上， 20xx 年國內(nèi)高爐的平均風溫 1125℃，與國際先進比較，尚有較大風溫差距。針對 高風溫的獲得、輸送和使用的問題，主要對應研發(fā)內(nèi)容為熱風爐高風溫技術(shù)、熱風管道高風溫輸送技術(shù)和高爐高風溫操作技術(shù)三項，該技術(shù)在國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)大型高爐開展 1280℃高風溫試驗攻關(guān)，并已將高爐高風溫技術(shù)研究開發(fā)成果應用于其它大型高爐上。 提高風溫后降低焦比是多種因素共同作用的結(jié)果，其原因主要有下列幾方面： 1) 鼓風帶入的物理熱增加了爐內(nèi)非焦炭的熱量收入，代替了一部分由焦炭燃燒所產(chǎn)生的熱量，因而可使焦比降低； 2) 由于風溫提高后焦比降低，一方面是單位生鐵生成的煤氣量減少，爐頂煤氣溫度下降，煤氣帶走的熱損失減少，另一方面使造渣量減少，爐渣帶走的熱損失也減少因而可進一步降低焦比； 3) 由于風溫提高后焦比降低，使高爐產(chǎn)量相應增加，單位生鐵熱損失減少，因而有促進了焦比降低 ； 4) 風溫提高后，爐內(nèi)高溫區(qū)下移，中溫區(qū)擴大，有利于間接還原的發(fā)展，利于焦比降低； 5) 風溫提高后，鼓風動能增大，有利于吹透中心，活躍爐缸，改善煤氣能量利用，從而能降低焦比。高風溫和噴吹燃料的合力所產(chǎn)生的節(jié)焦、順行作用更顯著。 風溫的條件 如上所述，在一定冶煉條件下，當風溫過高時，不僅所產(chǎn)生的節(jié)焦效果將減弱，還將對爐況順行產(chǎn)生不利影響。據(jù)此，凡是能降低爐缸溫度以及改善料柱透氣性的措施，都將有利于高爐接受高風溫，進而更大程度地降低焦比。其次，操作中要精心調(diào)節(jié)，早動、少動，以減少爐況 4 波動，并應盡可能采用固定風溫（固定在最高水平）調(diào)節(jié)噴吹量或鼓風濕度的操作方法。這些熱風爐風溫能夠達到 1200℃以上。此外，被調(diào)查的高爐僅 30％的熱風爐實現(xiàn)了雙預熱，在缺少高熱值煤氣的條件下，通過助燃空氣和煤氣預熱方式提高物理熱量，彌補化學燃燒熱量的不足，這將是提高風溫度的實施措施方法。雖然， 20xx 年全國重點企業(yè)的平均風溫已達 1150℃，但與國外先進企業(yè)相比風溫仍相差 100～ 150℃。③長壽命，一代壽命≥ 25 年。 目前，發(fā)達國家的高爐熱風爐自動控制都包括完善的基礎(chǔ)自動化和過程自動化，其中過程自動化主要是監(jiān)控和設有熱量和換爐等優(yōu)化的數(shù)學模型，對提高熱效率、節(jié)約能源、提高 風溫以及保護設備和延長爐子壽命有重要作用。 利用前置換熱器或小熱風爐加熱助燃空氣；高爐熱風爐自身預熱助燃空氣；利用煙道廢氣、高爐煤氣和助燃空氣的雙預熱等新工藝都可提高燃燒溫度。通?？s小溫度差的技術(shù)主要依靠縮短送風周期，例如：由70min 縮短為 50~60min。高風溫熱風爐的管路系統(tǒng)中，要重視關(guān)鍵部位的材料使用和結(jié)構(gòu)設計，可基本保證 1200℃以上高風溫時管道送風安全。它不僅可以降低高爐冶煉的消耗，而且有利于增加噴煤量。 現(xiàn)代高爐冶煉技術(shù)的進步，給熱風爐提 高風溫帶來了高溫熱源短缺的困難。我國首鋼等大型鋼鐵企業(yè)也正在積極開展高風溫 技術(shù)的研究。對膨脹節(jié)位移和高爐、熱風爐系統(tǒng)各部位的溫度進行實時在線監(jiān)測。減少 10%的冷風混入量，約提高風溫 15℃。通過縮短熱風爐燃燒期、送風期和換爐時間以及增加換爐次數(shù)等措施，實現(xiàn)高風溫操作。為實現(xiàn)高風溫，一般可以采取富化煤氣、煤氣和助燃空氣預熱技術(shù)等；但還需考慮高熱值煤氣的成本和腐蝕問題。由于受原燃料質(zhì)量的影響，爐況經(jīng)常出現(xiàn)不順或波動等問題，即使熱風爐能提高再高的風溫，也會由于高爐自身的因素而使高風溫的使用受到限制。因此，應當重視努力提高風溫的工作。 在目前仍然占據(jù)主要地位的“高爐 轉(zhuǎn)爐”煉鋼生產(chǎn)流程中，煉鐵工序的能耗占整個鋼鐵制造流程總能耗的 70%，這就決定了只有穩(wěn)定均衡生產(chǎn)，高爐煉鐵才能取得較好的效果，高爐長壽逐漸成為現(xiàn)代化高爐追求的目標。 長壽主要內(nèi)容 高爐長壽應包含以下目標： 1) 高爐一代壽命（不中修）在 20 年以上； 2) 高爐 的一代爐齡是在高效率生產(chǎn)的狀態(tài)下度過的，一代壽命內(nèi)平均容積利用系數(shù)在 ，一代壽命單位爐容產(chǎn)鐵量在 15000 以上； 3) 高爐大修的工期縮短到鋼鐵聯(lián)合企業(yè)可以承受的范圍之內(nèi)，例如兩個月之內(nèi)，大修后在短期內(nèi)生產(chǎn)達到正常水平，例如 7~10 天，使鋼鐵廠成為高效的鋼鐵企業(yè)。因此，高爐長壽的必要條件包括： 10 1) 合理的爐體結(jié)構(gòu)，包括冷卻形式、合理的爐型等，屬于設計問題； 2) 耐火材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和冷卻設備質(zhì)量； 3) 建設時施工質(zhì)量； 4) 高爐操作對爐體的維護狀況。高爐操作爐型是高爐一代壽命中保持高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗和長壽的基礎(chǔ)。高爐不同部位的工作條件不同，爐襯侵蝕機理不同，因此對耐火材料質(zhì)量的要求也不同。于此同時，還需要完善高爐監(jiān)測系統(tǒng)，使整個高爐爐體的侵蝕處于受控狀態(tài)。國際上煉鐵高爐壽命也尚未達到上述目標。 m3 d1 大分 2 號 5245 ~ 11826 千葉 6 號 4500 ~ 6023 13385 倉敷 2 號 2857 ~ 4457 15600 光陽 1 號 3800 ~ 15 4300 11316 光陽 2 號 3800 ~ 5151 13555 霍戈文 6 號 2678 1986~20xx 16 3400 12696 霍戈文 7 號 4450 1991~20xx 4910 11034 漢博恩 9 號 2132 1988~20xx 18 3200 15000 迪林根 5 號 2631 ~ 2040 7754 從表 1 和表 2 可知，在世界范圍內(nèi)，高爐長壽的目標尚未完全實現(xiàn)，高爐的穩(wěn)定、順行及安全生產(chǎn)仍舊是冶金工作者努力的重要方向。因此，提高高爐的設計和建設水平，是實現(xiàn)高爐長壽的根本所在。 大量事實表明，影響現(xiàn)代高爐一代爐役壽命的薄弱環(huán)節(jié)主要集中在兩個區(qū)域： 1) 爐腹、爐腰至爐身中下部； 2) 爐缸、爐底區(qū)域（鐵口、渣口又是爐缸的薄弱之處）。 13 表 3 20xx 年以來國內(nèi)部分高爐爐缸、爐底燒穿事故 廠名 /爐號 爐容 /m3 開爐時間 燒穿時間 燒穿部位 處理方法 BY3 號 350 1995 爐底燒穿， 5 根風冷管流鐵 扒爐大修 X 鋼 7 號 600 低渣口下， 1250mmx550mm 孔 休風 7 天 X 鋼 6 號 600 爐缸冷卻壁燒穿 搶修1596min M 鋼 4 號 300 20xx1105 鐵口下 ， 750x550mm 孔 休風 24 天 T 鋼 2 號 314 渣口大套下沿 休風1470min SGB8 爐缸冷卻壁燒穿 休風1596min L 鋼 1 號 380 爐缸冷卻壁燒穿 休風 4 天 N 鋼 380 爐缸熱電偶孔流鐵 80t A 鋼 3 號 3200 鐵 口下 ， 550mmx20xxmm孔，渣鐵爐料超過 20xxt 挖補，休風 12 天 T 鋼 1 號 20xx 爐缸熱電偶孔，滲鐵超過 70t FN 1280 20xx 20xx 開爐 4 個月滲鐵 20t XF 450 鐵口下 S 鋼 7 號 520 20xx 爐缸 大修 J 鋼 7 號 500 爐底燒穿 大修 XB 450 鐵口左 500mm D 冶 2 號 400 鐵口區(qū)燒穿 重新澆鑄 Y 春 1 號 1250 12 號冷卻壁溫度高，滲鐵 70t 挖補 C 鋼 1260 12 號冷卻壁界面 永久停爐 S 鋼 1 號 2500 12 號冷卻壁界面，500mmx700mm 孔，大火 挖補，停爐 11 天 FN 450 20xx 爐缸燒穿 SH 鋼 1080 20xx 爐缸燒穿 T 鋼 580 20xx DL7 號 600 20xx 20xx1 爐缸滲渣超過 100t 大修 14 表 4 近年國外部分高爐爐缸、爐底燒穿事故 廠名 爐 號 爐缸直徑 /m 燒穿時間 MittalVanderbijlpark C ArcerliaGijon, spain A CarsidMarcinelle, Belgium E HKMGermany A Azovztal, Ukraine 3 TKS Schwelgen 1 Corus Port Talbot 4 Sadauha Corex Arcelor MittalSicatsa 1 US Steel Gary 14 Salzgitter B Dillingen 5 由表 3 和表 4 可以看出，僅 20xx 年以來，國內(nèi)外就已經(jīng)發(fā)生多起爐缸、爐底燒穿事故，高爐爐缸 爐底燒穿事故已經(jīng)成為影響高爐壽命的最重要的因素，一代爐役的壽命也取決于高爐爐缸爐底爐襯的破損程度。例如日本君津 3 號高爐爐缸采用了 6 段灰鑄鐵光面冷卻壁，爐腹、爐腰、爐身中下部采用了 9 段高韌性鐵素體球墨鑄鐵冷卻壁，爐身上部 S5 冷卻壁至水冷爐喉鋼磚之間采用了 3 段球墨鑄鐵冷卻壁。國外高爐在此區(qū)域大多選擇了銅冷卻壁系統(tǒng)，我國部分新建的高爐（特別是大型高爐）也在此區(qū)域安裝了銅冷卻壁。水島 4 號高爐將可更換的銅冷卻板與外置灰鑄鐵冷卻壁的銅冷卻壁結(jié)合使用取得了 20 年的實績。 b) 陶瓷杯結(jié)構(gòu) 在爐缸碳磚熱面外砌筑優(yōu)質(zhì)耐材保護層，一般采用在爐缸碳磚熱面附加一層抗鐵水侵蝕能力強、低導熱的的優(yōu)質(zhì)莫來石或剛玉等耐火材料陶瓷杯，它既可在幾年內(nèi)保護碳磚免遭渣鐵的直接侵蝕，又降低了碳磚的工作溫度，將 16 800℃等溫線控制在陶瓷杯以內(nèi)，避免碳磚過早發(fā)生脆化侵蝕，起到了延長爐底、爐缸壽命的作用。銅冷卻壁使用工業(yè)水冷卻時，其水速必須大于2m/s，水的硬度須小于 8，避免產(chǎn)生硬質(zhì)垢，并需定期進行殺菌滅藻。因此，對現(xiàn)有長壽高爐的成功經(jīng)驗進行分析總結(jié)，并對出現(xiàn)事故的高爐進行調(diào)查和反思，形成經(jīng)驗知識，進而 豐富高爐長壽理論，是目前冶金工作者們比較實際，同時也是比較迫切需要完成的工作。這說明這些企業(yè)對高爐長