宝钢不锈钢2500m 3高炉冷却板破损分析
高炉冷却设备破损分析

炉冷 却设 备破 损 的主要 原 因如下 。
1 1 高温烧 蚀 . 冷 却壁 热 面的最 高工 作 温度应 低 于 7 9C, 0  ̄ 失
去 砖衬 保 护后 , 却 设 备 在 10 冷 00~10  ̄ 高温 30C的 条 件下 工作 , 当热 负荷 超 过 一 定值 时 , 烧 坏 铸铁 会 冷 却壁 。特 别 是 原 燃 料 条 件 较 差 的 高 炉 , 缘 气 边
在炉身下部至炉腹部位高温 区冷却设备破损数量
达到 2 % 以上 时 , 量 降 低 约 1% 、 比升 高 1 0 产 0 焦 0
~
1k/ 左 右 。 5gt
炉腹 至 炉 身 下 部 是 破 坏 作 用 最 强 的部 位 , 因 此 砖衬 的侵 蚀 速 度 最 快 , 般 只 能 保 持 4~5个 一
械磨损 、 和化 学 侵 蚀 等 综 合 的破 坏 作 用 。根 据 宝
钢技术 中心 和北 京 钢 铁 研 究 总 院 的研 究 结 果 , 高
炉况造成大 的影响。如果冷 却设 备破 损数 量较
多, 破损后 又 不能及 时 查 出并 关 水 , 造成 炉况 太 将 凉甚 至导 致 炉 缸 冻 结 。与 此 同时 , 却 板 破 损 后 冷 不 能起 托 砖作用 , 衬脱 落 , 合 理 的操 作 炉 型 受 砖 使
目前 , 国 高 炉 炉体 的 长 寿 问 题 仍 然 没 有 完 我 全 解决 , 一般 在开 炉一 年 以后 冷 却 板便 开 始 破 损 。
宝钢3号高炉冷却壁本体管破损的分析 (1)

宝钢3号高炉冷却壁本体管破损的分析王天球 陈金锋(宝钢炼铁部)摘 要 本文分析了宝钢3号高炉冷却壁本体管破损的原因,提出减少破损的对策。
关键词 高炉 冷却壁 本体管 破损Analysis of Body Pipe Damage for BaosteelNo.3 BF Cooling StaveWang Tianqiu Cheng Jinfeng(Baosteel Iron Making Department)ABSTRACT The cause of body pipe damage are analyzed in Baosteel No.3 BFcooling stave.The countermeasures to decrease body pipe damage are proposed.Key Words Blast furnace(BF) Cooling stave Body pipe Damage1 前言宝钢3号高炉有效容积为4350m 3,1994年9月20日投产。
2000年以来,各项技术经济指标屡创新高,其中10月份,利用系数:2.415,铁水含Si :0.247,一级品率达100%,全月无休减风。
但也暴露了一些问题,主要是:冷却壁本体管破损较多。
为确保高炉稳定顺行,减少本体管破损,需要对其破损的原因进行认真的分析,寻求可行的对策。
2 本体管破损的概况3号高炉炉体冷却系统引进新日铁第三、四代全冷却壁方式,按位置及水管性质分成本体系和强化系。
本体系包括从炉缸H5以上到炉身S5的直管水冷部分,共11段冷却壁,圆周方向分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区,每区由A 、B 、C 、D 四根集管供水。
自1996年1月30日本体管开始破损以来,至2000年11月30日总共损坏本体管97根,集中在炉腹(B1),炉腰(B2、B3),炉身中下部(S1、S2、S3、S4),如图一。
图一 冷却壁本体管各段破损数量(根)3 6 24 2 68 12 0 20 4060 80B1S1S4破损本体管数量(根)值得关注的是:2000年1-11月破损76根,占总数的78.35%,如表一。
高炉铜冷却壁破损的原因分析与防治

高炉铜冷却壁破损的原因分析与防治简介:高炉是冶金工业中最重要的设备之一,其内部温度高达1500℃以上,铜冷却壁是高炉内部的重要部件,用于冷却炉壳和炉渣,并承担炉体结构的支撑。
但是,在高炉的长期运行过程中,铜冷却壁易于受到高温、低温循环、冲击氧化等因素的影响,导致破损、龟裂、剥落等问题的出现,严重影响高炉的正常使用和生产效率。
本文将从破损的原因和防治措施两个方面,对高炉铜冷却壁破损的问题进行深入分析,旨在为高炉的运行维护提供有益的指导和参考。
1.高温氧化高炉运行时,铜冷却壁处于高温环境中,其表面易被高温氧化,形成氧化层。
不仅会使铜冷却壁表面光洁度降低,还会增加其表面粗糙度,从而使其在高温和冷却循环时发生应力效应,加快焊缝、裂纹等破损问题的出现。
2.冲击和振动高炉生产过程中,炉渣和废气等在铜冷却壁表面冲击和摩擦,同时由于高炉本身的振动和传感器的振动,都会造成铜冷却壁的破损问题,尤其是在焦炭振动大的情况下,更容易对铜冷却壁造成破坏。
3.低温循环高炉中在铜冷却壁内部通过循环水来降低温度,但是这个温度调节不能过于频繁,水温过低会导致铜冷却壁出现裂纹或者破坏,这是因为高温和低温循环对铜的热胀冷缩有很大的影响,常见的破损问题就是因为温度的改变造成的。
4.热载荷高炉的运转过程中,烟气、高温熔渣等会对铜冷却壁造成很大的冲击,同时在产生冲击的同时,还会伴随着大量的热载荷,极大地按照了冷却壁的承载能力,长时间的高温作用下,容易造成铜冷却壁变形甚至失去原有的力学性能,出现裂纹破损等问题。
1.加强涂层处理为了使铜冷却壁具有出色的抗氧化和安全性能,一般在铜冷却壁表面喷涂特殊的涂层,以充分提高其表面光洁度和耐磨性,抵御氧化和腐蚀。
建议在涂层设计方案的选定阶段,需要充分考虑涂层的抗冲击性和耐蚀性,同时加强表面清洗,以减少铜冷却壁在运行过程中出现的破损问题。
为了降低铜冷却壁受振动和冲击的影响,在生产过程中,需要采用合适的振动衰减装置或冲击吸收垫,以减少铜冷却壁受冲击和振动的影响,可以有效地避免其破损。
高炉冷却设备破损机理分析及预防措施

高炉冷却设备关系到高炉的正常生产及炉役寿命。
一般要求冷却设备要有足够的冷却强度以保护砖衬和炉壳,同时,部分冷却设备还有支撑内衬,形成工作内型的作用。
所以,冷却设备一旦损坏,将严重危及高炉生产。
由于冷却设备不可替代的作用,研究冷却设备的破损原因,寻找有效的防护措施是高炉安全生产以及高炉长寿的必要保证。
作者从几个方面探讨了日照钢铁公司冷却设备损坏的原因及应该采取的预防措施,制定相应标准。
1冷却壁破损原因及预防措施高炉耐火材料是直接接触炉料、煤气或者铁水炉渣的,在不同的部位,要求拥有不同的抗侵蚀机理,其质量好坏和选型正确与否,直接关系到内衬的寿命及冷却设备的寿命。
如日照钢铁公司1~4号高炉的炉底、炉缸所用耐火材料为小炭块加陶瓷杯,从选型上就劣于大炭砖加陶瓷杯。
7~10号高炉虽然选用了大炭砖加陶瓷杯的形式,但由于所用耐火材料材质较差,高炉开炉不久就出现了炉底、炉缸温度高的现象,进而威胁冷却设备。
而11—14号高炉吸取以前高炉的经验教训,则选用了国内较好的炭砖和陶瓷杯,开炉生产至今,炉衬温度稳定,冷却设备水温差正常。
因此,高炉从设计之初就应该考虑采用优质的耐火材料,这是冷却设备寿命延长,高炉长寿的先天条件之一。
选用优质耐火材料后,砌筑质量也非常重要,特别是高炉的內型尺寸要严格按照工艺要求。
如1号高炉在砌筑时,由于风口中心与高炉炉顶中心的偏差超过设计范围,在投入生产以后的操作中,高炉长期偏料,操作非常困难,装料制度被迫采取发展边缘气流方针,由于煤气流的强烈冲刷,炉衬很快被侵蚀,冷却设备随后逐步损坏,虽然经过几次喷补造衬来弥补,但效果不佳,最后被迫于采取中修的办法重新砌筑砖衬来纠正炉型。
其次,冷却壁缝隙处理要得当,若冷却壁与炉壳之间有缝隙存在(高炉砌筑结束后灌浆不饱满所致,一般要求烘炉后、开炉前进行二次灌浆),煤气就会从填充缝穿过,使冷却壁由原来的单面受热变成双面受热,使冷却壁寿命大大缩短。
所以,在施工过程中要严把质量关,特别是主要工艺参数如:风口中心、高炉中心、炉顶中心等绝对不能超过工艺要求,一般业内有“砌筑出中心,操作出炉型”的说法。
宝钢不锈钢2 500 m3高炉冷却板破损分析

摘要对宝钢不锈钢2500m3高炉冷却板破损情况进行了分析,认为冷却板破损的主要原因是冷却板的设计及安装不合理、冷却水水质控制不好、高炉休风率高等。
采取的主要对策和防范措施有:增加冷却水量,强化冷却;压浆造衬;加强设备维护,减少非计划休风率;加强水质管理,定期清洗冷却系统;控制高炉边缘煤气流等。
关键词高炉冷却板冷却系统维护1冷却设备的特点和现状宝钢不锈钢2500 m3高炉于1999年10月8日建成投产。
设计利用系数2.0,高炉一代炉龄12年,无中修。
根据高炉各部位热负荷的分布情况,2500m3高炉采用了多种冷却设备:炉底采用水冷管,炉缸及风口带采用光面冷却壁;炉腹采用强化型球墨铸铁镶砖冷却壁,冷却壁设有双层冷却水管,其凸台和角部设有水管强化冷却;炉腰至炉身下部采用双路六通道纯铜冷却板;炉身中部采用单路四通道纯铜冷却板,炉身中上部采用单路四通道钢冷却板,炉身上部采用3段球墨铸铁镶砖冷却壁并结合长条型炉喉钢砖。
冷却设备的特点是板壁结合,并可对损坏的冷却板进行更换。
冷却系统由清循环冷却系统和纯水密闭循环冷却系统两部分组成。
清循环冷却系统分为高压、中压净循环水两部分。
高压净循环水主要供水部位为风口小套、十字测温、炉顶洒水装置和炉顶气密箱冷却。
中压净循环水所供部位为风口中套、风口段冷却壁、炉缸冷却壁、热风炉区域用水。
纯水密闭循环冷却系统主要用于炉底水冷管、炉腹冷却壁、炉腰至炉身冷却板和炉身上部铸铁水冷壁等。
炉腹冷却壁、炉身冷却板、水冷壁的给排水系统为串联系统,冷却板的给排水分成6个并联子系统,每层给排水分成4个区域,每个区域的给排水管路上设有调节阀和电磁流量计,操作中可根据每个区域的热负荷调节其冷却强度(见图1),具有调节灵活等特点。
缺点是局部增大水量会影响其他区域的水流量。
近年来,随着高炉冶炼技术的不断提高,2500m3高炉各项技术指标不断改善,见表1。
随着冶炼强度的提高,2500 m3高炉炉体热负荷呈上升趋势,水温差波动频繁,2002年相继出现冷却板烧坏现象,且每年递增,2005年更是达到了45块。
宝钢3号高炉冷却壁破损机理的热态试验研究_曹传根

上形成一层不稳定的蒸汽膜 , 使汽泡下的管子局部
蒸干 , 汽膜破裂后 , 又被水湿润 , 引起持续的干湿
交替 ,形成热应力循环 [ 2] ,即在传热面上产生的干湿
交替与蒸干现象。 因此在高热流强度的区域建议使
用高水速 , 因为高水速可以降低出水温度和冲击冷
却水管内表面由于局部沸腾而出现的气泡 , 可防止
T , T c—— 与 t 和 tc 分别相对应的绝对温度 , K。
这样 , 冷却壁壁体与冷却水之间的传热总热阻
R = R1 + R2+ R3 + R4 冷却壁壁体与冷却水间的换热系数
h4 =
1 R
=
R1 +
1 R2 + R3 +
R4
当 v→∝ , 有 T→∝及 R1→ 0且
h4 → R2 +
除了要求高炉操作稳定外 ,对冷却壁本身来说 , 为了承受较强的热冲击 ,关键要改进冷却壁的结构 , 提高冷却壁本身的冷却能力。 4 结果分析 4. 1 热态试验与实际高炉生产的比较
从本试验炉的工作特点来看 ,试验炉内辐射换热 对炉内换热系数起着重要的作用。 这是由于在实验 中 , 炉膛将被烧得通红 , 且为空腔 , 炉内烟气的流速 较小。 在实际高炉生产中 , 高炉内炉料密布 , 煤气流 在炉料间隙中通过 , 因此主要以对流换热为主 , 辐射 的影响较小。但在相同的炉温下 , 炉内的总换热系数 基本上相同 ,这可从试验数据的全面热平衡中计算得 到: 高炉炉料对冷却壁的总换热系数为 232 W / ( m2 · ℃ ) , 而计算的结果是 260 W / ( m2· ℃ ) 左右。由 此可见 , 本试验得到的数据是合理的。 4. 2 宝钢 3号高炉带凸台冷却壁损坏原因分析
高炉铜冷却壁破损的原因分析与防治

高炉铜冷却壁破损的原因分析与防治高炉是冶炼铁和炼钢的重要设备,而高炉铜冷却壁作为高炉内部的重要零部件,承担着冷却炉料和空气的作用,有着至关重要的作用。
在高炉正常运行过程中,铜冷却壁破损问题一直存在。
本文将从原因分析和防治措施两个方面进行阐述。
一、原因分析(一)原材料的选用高炉铜冷却壁一般采用无氧铜作为主要原料。
如果使用的无氧铜含有过高的杂质,或者成分不合格,就会影响到冷却壁的使用寿命。
如果原材料的熔炼温度不够高,会导致铜冷却壁的晶粒粗大,降低了材料的韧性和强度,使得冷却壁容易出现开裂和脱落。
(二)冷却壁的设计和制造工艺高炉铜冷却壁的设计和制造工艺直接影响到其使用寿命。
如果设计不合理或者制造工艺不到位,就会导致冷却壁存在裂纹、气孔、夹渣等缺陷,从而影响到冷却壁的整体性能。
(三)高炉操作参数的管理高炉的操作参数直接影响到冷却壁的使用寿命,主要包括高炉操作温度、气体流量、炉料质量等。
如果操作参数设置不合理,可能会导致冷却壁过热、气体侵蚀、炉料侵蚀等问题,从而加速冷却壁的破损。
(四)工作环境的影响高炉内部的工作环境也会对冷却壁的破损产生影响。
高炉内部存在有害气体、金属水蒸气等,会加速冷却壁的氧化腐蚀,从而缩短其使用寿命。
二、防治措施为了提高高炉铜冷却壁的使用寿命,应当选用优质的无氧铜作为原材料,并对原材料进行严格的质量把关,确保铜冷却壁的主要成分和杂质含量符合要求。
在冷却壁的设计和制造工艺中,应当采用先进的工艺技术和设备,确保其表面光洁度和内部质量达到标准要求。
对冷却壁进行严格的质量检验,确保没有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
对高炉的操作参数进行合理设置和调控,避免过高的温度、过大的气体流量等因素对冷却壁造成损害。
适时对冷却壁进行冷却和清理,防止炉料残渣的侵蚀。
高炉铜冷却壁破损问题是高炉运行中不可避免的。
但是通过对原因进行分析,并采取相应的防治措施,可以有效地延长铜冷却壁的使用寿命,减少破损对高炉运行的影响。
高炉冷却壁破损原因分析

好 些 ( 图 3 示 ) 1~4段 冷却 壁完好 无损 。 如 所 。 01
主要 是 高 炉 所用 焦 炭 品种 改 变 ,高 炉 顺行 较 差 ,
收 稿 日期 :0 0 0 — 8 2 1— 8 2 文 章 编 号 :0 0 15 2 1— 2 作 者 简介 : 波 ( 9 5 )男 , 门从 事 高 炉 设 备 点 检段 、、 81 ~ O段
光面球墨铸铁冷却壁
轧 制 四通 道 铜 冷 却 壁 双 层 水 冷 镶 砖 球 墨 铸 铁 冷 却 壁 特 种 喷 涂 料 S3 4 SC砖 iN 一 i
1 、2 1 1 段
1 、4段 3l
单层水冷镶砖球墨铸 铁冷却壁
倒 扣 球 墨 铸 铁 冷 却 壁
好 , 分 5段铜 冷 却 壁下 部 燕尾 槽磨 损 严 重 , 7 部 5段 l、
12 下部 工艺 孔漏 水 , 图 2所示 。 4 如 炉 身 8 9两段 球 墨 铸铁 镶 砖 冷 却 壁 破损 最 严 重 , 、 勾 头全 部 损坏 , 砖基 本 不 存 在 , 镶 几乎 全 部 露 出水 管 ,
炉底 至炉 喉共设 置 1 冷却壁 。 照炉 内纵 向各 区域 4段 按 不 同的工作 条件 和热 负荷 大小 ,采 用不 同结 构形 式 和 不 同材 质 的冷 却 壁见 表 1 。
表 I 全 冷 却 壁 ( 铁 + ) 案 主 要 特 征 铸 铜 方
部 位 1 3段  ̄ 冷 却 壁 结 构 光 面低 铬 铸 铁 冷 却 壁 砖 衬 材 质
E p r n e x h n e经 验 交 流 x ei c sE c a g e
高炉冷却壁破损原 因分析
魏 波 ,童 静 ,陈 先利 ( 阳钢铁集 团 有 限公 司炼 铁 厂 , 南安 阳市 4 5 0 安 河 5 0 4)
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铸铁镶砖冷却壁 , 冷却壁设有双层冷却水管 , 其凸台 和角 部设有 水 管强 化 冷 却 ; 腰 至炉 身下 部 采用 双 炉
路六 通道 纯铜 冷却 板 ; 身 中部 采用 单 路 四通 道 纯 炉 铜冷 却板 , 身 中上部 采用单 路 四通道钢 冷却 板 , 炉 炉 身上 部采 用 3段球 墨铸 铁镶砖 冷却 壁并 结合 长条 型
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3 ・ 9
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次 和 16处 ( 表 2 。 6 见 )
表 2 宝钢 不锈钢2 1 m3高炉冷却异 常现象统计 50 1
年份 冷却板损坏 , 块 炉皮发红次数 , 炉皮与法兰管开裂 , 次 次
20 0 0盈 1
原 设 计 冷 却 板 炉 皮 开孔 尺 寸
王 屹 刘泽 民 陈 奕
( 山钢 铁 股 份 有 限公 司不 锈 钢 分 公 司 ) 宝
摘
要 对 宝钢不锈钢 2 0 m 高炉冷却板破损情况进行了分析 , 为冷却板破损 的主要原 因是 冷却板的设计 及安 50 认
装不合理 、 冷却水水质 控制不好 、 高炉休 风率高等 。采取 的主要对 策和防范措 施有 : 增加冷却水量 , 化冷却 ; 浆 强 压 造衬 ; 加强设备维护 , 减少非计划休风率 ; 加强水质管理 , 定期清洗冷却系统 ; 控制 高炉边缘煤气 流等。 关键词 高炉 冷却板 冷却系统 维护
炉喉钢砖 。冷却设 备的特点是板壁结合 , 并可对损 坏 的冷 却板 进行 更换 。
冷却 系统 由清循 环冷却 系统 和纯 水密 闭循 环冷
却系统两部分组成。清循环冷却系统分为高压 、 中
压净 循环水 两 部分 。高压 净循 环水 主要供 水 部位 为
风 口小套 、 十字 测 温 、 顶洒水 装 置和炉 顶气 密箱冷 炉
20 年 01 20 0 2年
20 0 3钲
】 7
5 1
图 3 冷 却 板 安 装 孔 切 割 示 意
20 0 4年
1 8
7 O
4 7
2 2 原设计 方 面的原 因 .
20 0 5年
4 5
8 8
16 6
( )托 台设计 不合理 。为安 装冷却板 构筑平 台 , 1 在2 0 m 高 炉炉壳 内, 设计 有 3层 环形 托 台 , 3 50 共 这 层铁 质托 台分 别 位 于 冷 却 板 的 P 2一P 、1 3 P5一P6 1、 P0一 3 层之 间。为确保 高炉炉 型结构 和 高炉 的致 3 P1 密性 , 砖衬与炉壳 、 托台与砖衬 的间 隙之 间 , 用填充 泥 浆捣实 ( 图 45所示 ) 如 、 。在施 工 中, 台下方及 内侧 托 的填充泥浆 , 由于施 工 空 间的 限制 , 本 无法 实现 捣 根 实捣严 。此 隐 患在 高 炉生 产 一 段 时 间 后 , 暴 露 无 便
调节其冷却 强度 ( 图 1 , 见 ) 具有调节灵 活等特点。
缺点 是局 部增 大水 量会影 响其 他 区域 的水流 量 。 近 年 来 , 着 高 炉 冶 炼 技 术 的 不 断 提 高 ,50 随 2 0
1 高 炉各 项技 术指 标不 断改 善 , 表 1 T I 见 。
却板 烧坏 现象 , 每 年 递增 ,0 5年更 是 达 到 了 4 且 20 5 块 。伴 随冷却 板 的烧坏 , 皮发红 、 皮与冷 却板法 炉 炉 兰管开 裂 等 现 象 也 明显 增 加 ,05年 分 别 达 到 8 20 8
此 区域 。②冷 却板 之间 和前端 的砖 衬 已大部 侵蚀 和 脱 落 , 却板基 本裸 露 在 炉 内 , 炉料 直接 接 触 ( 冷 和 如
分 成 4个 区域 , 个 区域 的给 排 水 管路 上 设 有 调 节 每
阀和 电磁流 量计 , 作 中可根 据 每 个 区域 的热 负 荷 操
随 着冶 炼强 度 的提 高 ,5 0m 高炉 炉体 热负 荷 2 0 ’ 呈上升 趋势 , 温 差 波 动 频 繁 ,0 2年 相 继 出现 冷 水 20
疑 。首先是 P 5一P 6环 带 区 域 的 砖 衬 温 度 ( 电 1 1 热
冷 却 板
通 过对 所更 换 冷却 板 和炉 皮 发 红 、 裂部 位 的 开
调查发现 : ①冷却板损坏主要集中在水量较难控制 的炉身 P6一 2 段 , 皮 发 红 、 裂也 主 要 集 中 在 1 P1 炉 开
1 冷却 设备 的特 点和 现状
宝钢 不锈 钢 2 0 高 炉于 19 50 m 9 9年 l 0月 8 日
建 成投 产 。设 计利 用 系数20 高 炉一代 炉龄 1 ., 2年 ,
无 中修 。根据高炉各部位热负荷 的分布情况 , 50 2 0
m 高炉采 用 了 多种 冷 却 设 备 : 底 采 用 水 冷 管 , 炉 炉 缸及 风 口带 采用 光 面 冷却 壁 ; 炉腹 采 用 强 化 型球 墨
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第 25卷 第 6期
2006年 l 2月
炼 钦
I RONM AKI NG NhomakorabeaVo 1.25 .No. 6 De e e 2 0 c mb r 0 6
宝钢 不锈 钢 2 0 高 炉 冷 却板 破 损 分析 0 5 m3
图 1 宝钢 不锈 钢 2 0 m 高炉 冷 却 设 备 布 置 及 流 程 50
表 1 宝钢不锈钢2 0 高炉冷却板破损分析及对策 50
却 。 中压净循 环水 所 供 部 位 为 风 口中套 、 口段 冷 风 却壁、 炉缸冷 却壁 、 风炉 区域用 水 。纯水 密闭循 环 热 冷 却 系统 主要 用 于炉底 水 冷管 、 炉腹冷 却壁 、 炉腰 至 炉身冷 却 板 和 炉 身 上 部 铸 铁 水 冷 壁 等 。炉 腹 冷 却 壁 、 身 冷却板 、 冷 壁 的 给 排水 系统 为 串 联 系统 , 炉 水 冷却 板 的给排 水分 成 6个 并 联 子 系统 , 层 给 排水 每