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我国高炉安全长寿技术实现新跨越

发布日期:2019-5-30 14:41:01  信息来源:本站原创

        4月16日~5月3日,山西建邦集团旗下的通才工贸有限公司(以下简称建邦通才)炼铁厂容积为1860立方米的3号高炉停炉中修,在更换风口带以上的冷却壁和钢壳时发现,其炉缸出铁口以上部位的碳复合砖陶瓷杯结构在使用了7年之后,依然完好无损。
      4月30日,建邦集团副总经理兼总工程师武会卿在现场对观者评价说:此高炉炉缸(陶瓷杯壁)的完好程度超出了人们的想象,据此状况估算,该炉底炉缸结构还可以再使用10年以上。
      对碳复合砖的研发过程十分熟悉的全国知名炼铁专家、北京科技大学原校长杨天钧教授得知后评价说:“碳复合砖的研发和应用是具有自主知识产权的核心技术和技术集成,是高炉炉缸和炉底用耐火材料的重大革新,有力地推动了高炉安全长寿技术的跨越式发展。”
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***发明专利助炼铁界圆梦
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      该高炉炉缸炉底采用的是由河南省巩义市第五耐火材料有限公司(以下简称五耐)联合河南科技大学、北京科技大学创新研发的,并荣获多项***发明专利和冶金科学技术奖的科技成果,其中***包括一项由赵永安、校松波、张灿星、张晓雷、张亚锋研发的“碳复合砖及其生产方法”成果,两项由赵永安、武会卿、张晓雷、李明欢研发的“安全长寿高炉炉底炉缸结构一、二”成果。
      该高炉炉缸炉底结构创造出如此长的使用寿命不是偶然的。据五耐主管技术的副总经理赵永安介绍,五耐碳复合砖是普通碳砖加陶瓷杯的复合材料,建邦通才炼铁厂3号高炉炉缸采用了碳复合砖加一层陶瓷杯的双重砌筑结构,没有用碳砖,这是供需双方的创新之举。在此前,该厂2号高炉炉缸炉底仅仅采用了五耐单一碳复合砖结构,至今已生产了12年,仍在满负荷生产,单位炉容产铁量已近1.5万吨/立方米,从未进行过大修,也未护炉。而该厂3号高炉炉缸炉底采用碳复合砖加陶瓷杯的双重结构,其使用寿命比2号高炉还要长。
      在炼铁生产中,高温冶炼条件和熔融流动的铁水极易对炉缸砖衬造成损伤,几乎每年都有炉缸烧穿的严重事故发生。据不完全统计,近几年国内***有50多座大型高炉炉缸炉底发生了烧穿事故。一座3000立方米级高炉炉缸被烧穿,直接损失约5000万元,还可能造成人员伤亡,而且不少事故发生在炉役的初期,有的甚至开炉不到一年。事故的不可预知性成为生产中重大的安全隐患。因此,提高炉缸炉底砖衬的抗损伤能力,是确保炉缸炉底长寿和安全生产的技术关键。可以说,在高炉经受高温、腐蚀、冲刷、磨损、破损的条件下,如何提高炉缸炉底砖衬的抗损能力实现高炉长寿是炼铁工作者长久以来一直梦寐以求的期盼。如今,这份期盼被以五耐为首的耐材科技工作者用他们的发明专利实现了。
 
       国内炼铁界和耐材界的多位权威专家认为,五耐研发的“复合型碳复合砖+陶瓷杯型炉缸”结构具有重大意义。它既可保证整体砌筑结构稳定,又可有效克服传统的“陶瓷杯+常规碳砖”结构稳定性差、陶瓷杯寿命短两大缺陷,是具有普及技术优势的新一代炉缸炉底结构砖.
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专利技术打造陶瓷杯合格“保镖”
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      武会卿认为,确保高炉长寿是一个系统工程,***像人一样,长寿一靠遗传因素,二靠后天保养。建邦通才的高炉长寿既靠操作管理,又与炉缸用砖和砌筑技术等因素有关。以往,普通陶瓷杯的使用寿命仅为1~3年,人们认为没有办法让砌筑在炉缸壁的陶瓷杯和普通碳砖长期存在,侵蚀是早晚的事。这是因为人们一直找不到陶瓷杯的合格“保镖”——“渣墙铁壁”。而建邦通才炼铁厂3号高炉采用的双重紧密结合结构的实践充分证明,在五耐碳复合砖独具特色的传热梯度下,可在陶瓷杯前面形成“渣墙铁壁”,且长期存在。这种“渣墙铁壁”的实质***是在高温铁水与砖衬间形成一个半熔融的“渣铁壳”,将高温的铁水和耐材隔离开来,改变了整个炉衬的物理结构。这种理念和现实颠覆了以前人们认为在炉缸不能形成“渣铁壳”的思想,是炼铁和耐材界的一大创新。
 
      “该3号高炉炉缸炉底结构状态仍像一个还很年轻的小伙子。”武会卿形象地评价道。这样的结构状态为用户节省了巨额的维护费用,如果算上高炉因炉缸烧穿而造成的大修、停产,加上铁产量损失和护炉费用,***可达到近亿元。另外,从国外进口的同类碳砖每吨价格需3万~4万元人民币,而五耐碳复合砖每吨价格才1万多元。目前,全国已有105座高炉采用了五耐碳复合砖,不仅均取得了安全长寿的使用效果,而且为炼铁厂节约成本、降低消耗和维护费用立下了汗马功劳。事实证明,该产品不仅性能优于国外进口同类产品,而且完全可以替代进口产品,更可以在全国大高炉上广泛采用。
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金杯银杯不如用户口碑
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      据五耐总经理张佳磊和赵永安介绍,碳复合砖是根据炉缸的工况条件综合考虑了各种原料的搭配制成,既保留了碳砖和陶瓷杯各自的优点,又克服了它们的不足,重点解决了碳砖的抗水蒸气氧化性、抗锌侵蚀性和抗铁熔蚀性差的三大难题。在冷却设备漏水和锌负荷高的情况下,碳复合砖能够保证砖衬结构的稳定,而在冷却强度不够、铁水直接接触砖衬时,其优异的抗铁熔蚀性又能抗得住铁水的熔蚀,为冷却强度的恢复再次形成保护层赢得时间,从而确保炉缸有较长的使用寿命。而传统的碳砖和陶瓷杯只是从各自单一的方面去考虑,无法彻底解决问题。
 
      除3号高炉外,建邦集团的其余3座高炉也都采用了五耐单一碳复合砖砌筑,根据各座高炉的使用现状估计,都能再使用10年以上不用大修。建邦通才为五耐出具的用户质量报告指出,采用五耐碳复合砖结构可产生下列4个方面的效益:一是比传统结构炉缸有一定的扩容(炉缸砖衬可以薄一些),炉容可扩大15%左右;二是***性陶瓷杯炉缸的诞生,可延长高炉使用寿命2倍以上,比传统结构减少维护和投资费用3000万元以上;三是实际单位容积产铁可提高2倍以上;四是铁口炮泥用量比常规减少15%~20%(铁口内炉墙侵蚀少,泥包小)。建邦人建议,一旦其目前***长炉龄的2号高炉(2007年投产,全世界***座碳复合砖高炉)因明后年产能置换被迫停炉,希望五耐人能将炉缸的碳复合砖拉回厂里,建一个长寿炉缸砖博物馆,让更多的炼铁人与耐材人士更深入详细了解碳复合砖,从而使其在我国炼铁高炉上得到更广泛推广。

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