CN114891941A - 一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，涉及高炉炼铁技术领域，包括以下步骤：检测高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，判断是否为气隙引起的侵蚀；对灌浆位进行确认，围绕碳砖温度最高点处选择四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点；根据不同冷却壁之间的间距对灌浆的孔道直径进行确认，根据高炉每一层的厚度确认灌浆的深度；本发明通过检测数据进行分析比较，判断高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，以此准确判断是否是气隙引起的侵蚀，便于采取针对性措施，且本发明对灌浆位置、冷却壁结构、灌浆孔径、灌浆深度、灌浆原料和灌浆压力进行确定，使得治理效果更好，更加具备针对性。
Description
技术领域
本发明涉及高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺。
背景技术
高炉炉缸内的铁水温度呈液体状态，约1500～1550℃，用密实的高导热碳砖砌筑包围，碳砖的外面是水冷冷却壁，碳砖通过冷却壁将铁水的热量传替出去，使碳砖表面形成1150℃的铁水等温结凝固体，从而起到保护碳砖炉缸的作用，气隙是指高炉炉缸在砌筑时，由于冷却壁与碳砖间的填充料未填实，或者与填充料的热膨涨系数与碳砖不一致，导致炉缸温度升高时，在碳砖与冷却壁之间产生空隙，而风口区的煤气便会进入空隙位置，从而在碳砖与冷却壁间传热形成一层隔膜，因煤气是不良导体，导热系数与碳砖相比，差约200倍，因此碳砖将铁水热量传替，并由冷却壁将热量带出去的能力大幅下降，炉内高温铁水便不断在该区域侵蚀，直至1150℃铁水等温线出现，导致该区域温度上升，炉缸安全受威胁；
由于炉缸侵蚀的因素很多，比如冲刷环流、碱金属侵蚀等，且气隙导致的侵蚀与其它侵蚀具有很大的相似性，在现有的技术上很难正确的判断出是哪种侵蚀导致，往往判断为铁水环流冲刷或碱金属过高导致，一般采取增加钒钛矿等措施护炉，但如果是气隙导致侵蚀，这些措施的效果便不明显，容易殆误时机，因此，本发明提出一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，该对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺通过对冷却热流强度、碳砖温度的比较，以及气隙侵蚀的特点，判断出是否属于气隙产生导致侵蚀，并对气隙进行根治。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，包括以下步骤：
检测高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，判断是否为气隙引起的侵蚀；
对灌浆位进行确认，围绕碳砖温度最高点处选择四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点；
根据不同冷却壁之间的间距对灌浆的孔道直径进行确认，根据高炉每一层的厚度确认灌浆的深度；
在高炉检修时，控制压力灌入灌浆料。
进一步改进在于：当碳砖温度升高，而冷却壁水温差、热流强度不升高时，判断是气隙引起的侵蚀，当碳砖温度升高，而冷却壁水温差、热流强度同步升高时，判断非气隙引起的侵蚀。
进一步改进在于：对灌浆位进行确认，具体包括对碳砖温度高位置的外表面进行测量，确认冷却壁的结构尺寸，接着围绕碳砖温度最高点处选择四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点。
进一步改进在于：根据不同冷却壁之间的间距对灌浆的孔道直径进行确认，具体为：分别测量四块冷却壁中相邻两块冷却壁之间的距离，确定最小的距离，控制灌浆的孔径小于最小的距离。
进一步改进在于：根据高炉每一层的厚度确认灌浆的深度，具体为：测量计算炉皮厚度、第一层填充层厚度、冷却壁厚度及第二层碳砖的厚度，确认灌浆的深度在碳砖与冷却壁之间的填充料内。
进一步改进在于：确定好灌浆位置及孔径、深度后，在高炉检修时，通过碳质料进行灌浆，压力控制在0.6-0.7MPa，灌入碳质料。
进一步改进在于：碳质料选择与碳砖化学成分符合并呈液体状的浆料，且控制碳质料与碳砖的传热系数相同，用于流进空隙位，封闭空隙。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过检测数据进行分析比较，判断高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，以此准确判断是否是气隙引起的侵蚀，便于采取针对性措施。
2、本发明对灌浆位置、冷却壁结构、灌浆孔径、灌浆深度、灌浆原料和灌浆压力进行确定，使得治理效果更好，更加具备针对性。
附图说明
图1为本发明的气隙产生的侵蚀机理及表现示意图；
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1、2所示，本实施例提出了一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，包括以下步骤：
检测高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，判断是否为气隙引起的侵蚀；环流冲刷或碱金属高导致的碳砖侵蚀机理及表现，就是碳砖被高温铁水侵蚀，碳砖残留减少，碳砖内的仪表温度升高，同时冷却壁导出的热量增多，冷却壁的水温差、热流强度增加，这时直接添加钒钛矿便能起到较好的护炉效果，但气隙导致的侵蚀，是因为在冷却壁与碳砖间存在煤气的阻隔，导致碳砖的热量不能有效地传替到冷却壁，由冷却壁带走，所以当是气隙导致的侵蚀，会与环流冲刷等其它方式导致的侵蚀有着一个显著区别，就是虽然碳砖温度升高，但冷却壁的水温差、热流强度却并不升高，或者升高甚少，当碳砖因侵蚀导致温度升高时，过去技术均是增加钒钛矿护炉，而不去通过热流强度、水温差的变化，进行区别判断，一旦是气隙引起的温度升高，便容易操作没有针对性，导致碳砖温度持续升高，侵蚀不断加剧，从而可能导致炉缸烧穿的安全事故，对高炉长寿是非常大的威胁，所以一旦由碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高不匹配时，便能够据此判断出，是气隙引起的侵蚀；
对灌浆位进行确认，围绕碳砖温度最高点处选择四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点；
根据不同冷却壁之间的间距对灌浆的孔道直径进行确认，根据高炉每一层的厚度确认灌浆的深度；
在高炉检修时，控制压力灌入灌浆料。
本发明分析气隙导致的侵蚀与其它导致侵蚀的机理不同，通过检测数据进行分析比较，判断高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，以此准确判断是否是气隙引起的侵蚀，便于采取不同的针对性措施，避免殆误时机；且本发明准确判断出气隙原因导致后，对灌浆位置、冷却壁结构、灌浆孔径、灌浆深度、灌浆原料和灌浆压力进行确定，使得治理效果更好，更加具备针对性，保护炉缸安全。
实施例二
根据图1、2所示，本实施例提出了一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，包括以下步骤：
当碳砖温度升高，而冷却壁水温差、热流强度不升高或者升高幅度小时，判断是气隙引起的侵蚀，当碳砖温度升高，而冷却壁水温差、热流强度同步升高且升高幅度相匹配时，判断非气隙引起的侵蚀。一旦由碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高不匹配时，便能够据此判断出，是气隙引起的侵蚀。
对灌浆位进行确认，具体包括对碳砖温度高位置的外表面进行测量，确认冷却壁的结构尺寸，接着围绕碳砖温度最高点处选择四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点。对气隙处理，首先需要对灌浆位进行精准确认。这里包括对碳砖温度高位置的外表面测量，冷却壁的结构尺寸熟悉，然后由温度最高点附近查找四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点。
根据不同冷却壁之间的间距对灌浆的孔道直径进行确认，具体为：分别测量四块冷却壁中相邻两块冷却壁之间的距离，确定最小的距离，控制灌浆的孔径小于最小的距离。灌浆的孔道直径及深度进行确认非常重要，孔径太小则效果不佳，效果太大则是容易伤害到冷却壁，而深度则是要恰好在冷却壁与碳砖之间填充料之间。一般冷却壁左右之间的距离20mm，上下冷却壁之间距离30mm，因此确定用18mm的孔径。
根据高炉每一层的厚度确认灌浆的深度，具体为：测量计算炉皮厚度、第一层填充层厚度、冷却壁厚度及第二层碳砖的厚度，确认灌浆的深度在碳砖与冷却壁之间的填充料内。
确定好灌浆位置及孔径、深度后，在高炉检修时，通过碳质料进行灌浆，压力控制在0.65MPa，灌入碳质料。
碳质料选择与碳砖化学成分符合并呈液体状的浆料，且控制碳质料与碳砖的传热系数相同，用于流进空隙位，封闭空隙。气隙的有效处理是在气浊位置灌入碳质料，碳质料与碳砖化学成分符合或者相近，且呈液体状，可以与碳砖有相同或者相近的传热系数，且能够流进空隙位，封闭空隙。
验证例：
阳春新钢铁1号高炉炉容1250m3，于2010年12月18日开炉，至今已连续生产超过10年，单位炉容产铁达10500m3/t以上，迈入高炉长寿行列。1号高炉自开炉以后，技经指标保持较好，铁水产量也屡创新。而炉缸温度在采取多项措施后，亦保持了较为稳定的状态。但在铁口区对面斜桥上料侧第1、8区，却持续走高，一度高达约800℃，对炉缸安全造成一定的威胁，在排查了温度传感方面的不可能失准后，同时根据该点位置热流强度不高，但温度较高的特点，可以判断出，1、8位置必然存在气隙的影响，见下表：
气隙点的确认对气隙处理，首先需要对灌浆位进行精准确认。由于炉缸第1.8点位置只有二个测温点，每个测温点之间相隔约3.5块冷却壁，面积约6.5m3，因此测温点高的位置未必是该区域最高的位置，因此必须在该面积区域通过测温枪查找温度最高点，然后由温度最高点附近查找四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点。
灌浆孔直径及深度确认。阳春新钢铁冷却壁左右之间的距离20mm，上下之间距离30mm，确定用18mm的孔径。在深度上，分别计算炉皮厚度，第一层填充层厚度，冷却壁厚度及第二层碳砖厚度，确认深度在205mm～300mm间。高炉检修时，通过碳质料进行灌浆，压力控制在0.65MPa，2个孔径分别灌入30～50kg灌浆料。
针对性灌浆后，有效的将气隙堵塞，该位置的测温点从之前800℃逐步下降至正常的500℃，回复至正常水平。
本发明分析气隙导致的侵蚀与其它导致侵蚀的机理不同，通过检测数据进行分析比较，判断高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，以此准确判断是否是气隙引起的侵蚀，便于采取不同的针对性措施，避免殆误时机；且本发明准确判断出气隙原因导致后，对灌浆位置、冷却壁结构、灌浆孔径、灌浆深度、灌浆原料和灌浆压力进行确定，使得治理效果更好，更加具备针对性，保护炉缸安全；同时，经过验证，通过上述针对性措施，能够有效的治理气隙。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
检测高炉碳砖温度升高与冷却壁水温差、热流强度的升高是否匹配，判断是否为气隙引起的侵蚀；
对灌浆位进行确认，围绕碳砖温度最高点处选择四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点；
根据不同冷却壁之间的间距对灌浆的孔道直径进行确认，根据高炉每一层的厚度确认灌浆的深度；
在高炉检修时，控制压力灌入灌浆料。
2.根据权利要求1所述的一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，其特征在于：当碳砖温度升高，而冷却壁水温差、热流强度不升高时，判断是气隙引起的侵蚀，当碳砖温度升高，而冷却壁水温差、热流强度同步升高时，判断非气隙引起的侵蚀。
3.根据权利要求2所述的一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，其特征在于：对灌浆位进行确认，具体包括对碳砖温度高位置的外表面进行测量，确认冷却壁的结构尺寸，接着围绕碳砖温度最高点处选择四块冷却壁之间的交汇点作为灌浆点。
4.根据权利要求3所述的一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，其特征在于：根据不同冷却壁之间的间距对灌浆的孔道直径进行确认，具体为：分别测量四块冷却壁中相邻两块冷却壁之间的距离，确定最小的距离，控制灌浆的孔径小于最小的距离。
5.根据权利要求4所述的一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，其特征在于：根据高炉每一层的厚度确认灌浆的深度，具体为：测量计算炉皮厚度、第一层填充层厚度、冷却壁厚度及第二层碳砖的厚度，确认灌浆的深度在碳砖与冷却壁之间的填充料内。
6.根据权利要求5所述的一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，其特征在于：确定好灌浆位置及孔径、深度后，在高炉检修时，通过碳质料进行灌浆，压力控制在0.6-0.7MPa，灌入碳质料。
7.根据权利要求6所述的一种对高炉炉缸气隙的判断及处理工艺，其特征在于：碳质料选择与碳砖化学成分符合并呈液体状的浆料，且控制碳质料与碳砖的传热系数相同，用于流进空隙位，封闭空隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220812 |