L'analyse des mesures pour la longévité du foyer de haut fourneau

Le haut fourneau est contraint de prendre des mesures de protection du four en raison de problèmes de longévité du foyer, ce qui augmentera la difficulté de fonctionnement du haut fourneau et détériorera les indicateurs économiques et techniques du haut fourneau, ce qui aura un impact important sur l'ordre de production global et les avantages économiques de l'entreprise. Au cours des dernières années, des accidents de combustion des foyers de hauts fourneaux domestiques se sont produits fréquemment, et la plupart des grands hauts fourneaux ont une durée de vie d'environ 10 ans seulement, et certains sont même inférieurs.

Par conséquent, la longévité du foyer de haut fourneau reste un maillon important limitant la production sidérurgique de mon pays.

L'érosion des foyers est diverse et les raisons sont différentes

Les types d'érosion des foyers de haut fourneau sont principalement divisés en érosion des champignons, érosion des pieds d'éléphant, érosion du fond des pots, érosion à large face et érosion partielle en entonnoir. Parmi eux, l'érosion des champignons, l'érosion du pied d'éléphant et l'érosion en entonnoir appartiennent à l'érosion anormale du foyer, et le foyer avec problème de longévité se manifeste principalement dans ces trois types de formes d'érosion. Le foyer d'un haut fourneau à longue durée de vie présente généralement une érosion sous la forme d'un fond de pot ou d'une large face. L'érosion des champignons et des pieds d'éléphant est généralement relativement faible sur le fond du four, tandis que l'érosion sur les parois latérales du foyer est relativement importante. L'érosion en forme de pot et à large face est généralement relativement forte sur le fond du four et relativement légère sur les parois latérales du foyer. L'érosion en entonnoir est une érosion locale anormale du foyer, et les hauts fourneaux qui ont une longévité du foyer peu après leur mise en production se manifestent principalement par ce type d'érosion. Dans des circonstances normales, la forme d'érosion du foyer est liée à l'intensité de refroidissement, à la qualité du combustible brut entrant dans le four, à l'énergie cinétique du souffle, à la perméabilité aux liquides du tas de coke mort au centre du foyer et à la fusion force du haut fourneau.

Les principales raisons de l'érosion anormale de la sole du haut fourneau comprennent : une conception déraisonnable de la structure de la sole, une qualité réfractaire inférieure aux normes, une mauvaise qualité de construction, une mauvaise qualité des matières premières et des combustibles, et un excès important d'éléments nocifs (zinc, métaux alcalins , plomb, etc.) dans le four. Le système de base est déraisonnable, la durée du four est insuffisante et le four est ouvert trop rapidement, et les mesures d'inspection de routine, d'entretien et de protection du four ne sont pas en place. S'il y a un ou plusieurs de ces facteurs, le foyer du haut fourneau aura un problème de longévité.

Pour prolonger la durée de vie du foyer doit être entièrement réglementé

La longévité du foyer de haut fourneau est principalement due à l'effet combiné de trois facteurs : l'un est la conception et la construction, qui est la base de la longévité ; le second est l'exploitation pendant la période de production ; le troisième est la surveillance et la maintenance. De plus, la longévité du foyer de haut fourneau est un projet systématique, impliquant de nombreux maillons, tout problème dans n'importe quel maillon peut causer des dommages fatals à la longévité du foyer. Par conséquent, la longévité du foyer de haut fourneau doit être basée sur les bases et être entièrement réglementée.

Conception de foyer avec couche de fer mort. Le petit haut fourneau a un petit diamètre de foyer, une pression inférieure sur la colonne de matériau supérieure, une énergie cinétique de souffle élevée, des piles de coke mort flottant facilement et une faible circulation de laitier-fer ; les grands hauts fourneaux sont à l'opposé des petits hauts fourneaux et l'activité du foyer est relativement faible. Le tas de coke mort est facile à déposer au fond du four et la circulation de laitier-fer est forte. Par conséquent, la profondeur de la couche de fer mort des grands et petits hauts fourneaux est différente. La profondeur de la couche de fer mort d'un petit haut fourneau est généralement conçue en fonction de 20 % du diamètre de la sole, et un grand haut fourneau est conçu en fonction de 25 à 30 % du diamètre de la sole. Si la qualité des matières premières et du carburant est mauvaise, elle peut être conçue pour être plus profonde. Voir le tableau ci-joint pour la profondeur de la couche de fer mort de certains grands hauts fourneaux nationaux et étrangers. Il existe un point de vue selon lequel à mesure que la profondeur de la couche de fer mort augmente, la pression statique du fer fondu sur les briques de carbone à la jonction du carbone annulaire et des briques de carbone inférieures augmentera, ce qui intensifiera le pied et le champignon. -comme l'érosion. Mais l'impact de l'augmentation de la pression statique est beaucoup plus faible que celui de la circulation du fer en fusion. Par conséquent, la réduction de la circulation du fer en fusion est la base du contrôle de l'érosion des pieds d'éléphant et des champignons.

Conception de la structure du foyer et sélection des matériaux réfractaires. Le fond des hauts fourneaux domestiques est généralement construit avec de grosses briques de carbone, la couche inférieure est constituée de briques de carbone graphite, et une couche de briques semi-graphite + 2 couches de briques de carbone ultra-microporeuses ou 1 couche de briques semi-graphite + 1 couche de briques de carbone microporeuse est utilisée vers le haut. 1 couche de briques de carbone ultra-microporeuses et autres formes structurelles. Le carbone à anneau de foyer de haut fourneau domestique adopte principalement deux formes structurelles: de grandes briques de carbone et de petites briques de carbone, qui ont toutes deux de bonnes performances de longévité. La brique de carbone UCAR est un concept de conception à haute conductivité thermique. Cependant, ces dernières années, de nombreux hauts fourneaux domestiques utilisant des briques de carbone UCAR ont souffert de la longévité du foyer. La raison en est qu'ils n'ont pas une compréhension approfondie du concept de conception, la conception de la structure du foyer est déraisonnable et les installations de support associées ne correspondent pas. Ignorer la qualité de la construction. Pour le fond d'un grand haut fourneau, l'épaisseur peut être réduite de manière appropriée. L'épaisseur totale des briques de carbone inférieures du grand haut fourneau doit être contrôlée entre 1.2 m et 1.6 m. L'épaisseur des briques de carbone inférieures doit également faire référence à des facteurs tels que les conditions du combustible brut et le diamètre du foyer.

L'espace de 25 mm ~ 30 mm entre la paroi de refroidissement du foyer et la coque du four est généralement rempli de calcinable isolant thermique anhydre selon la conception traditionnelle pour faciliter la conservation de la chaleur du foyer. En fait, la majeure partie de la chaleur perdue dans le foyer est emportée par l'eau de refroidissement du foyer, et très peu de chaleur est dissipée à travers la coque du four. Du point de vue de la longévité du haut fourneau, des bétons anhydres à haute conductivité thermique sont utilisés à la place des matériaux isolants thermiques anhydres pour se préparer à une corrosion anormale du foyer, en ajoutant de l'eau à la coque du four pour augmenter l'intensité de refroidissement.

Conception du système de refroidissement du foyer. La capacité de refroidissement du système de refroidissement doit correspondre au matériau réfractaire du foyer et la conductivité thermique globale de la douelle de refroidissement doit être supérieure à celle de la maçonnerie réfractaire du foyer. Pour les grands foyers en briques de carbone, l'utilisation d'une douve de refroidissement en fonte grise lisse de haute qualité (conductivité thermique du substrat 34W/(m·K)) peut répondre aux exigences. Et si les briques NMD avec briques de carbone UCAR sont intégrées dans la douelle de refroidissement (conductivité thermique 40W/(m·K)~60W/(m·K)), choisissez la douelle de refroidissement aux 2ème et 3ème sections du foyer où le la circulation du fer en fusion est plus sévère. Le cuivre laminé (conductivité thermique de 360W/(m·K)) ou le cuivre coulé (conductivité thermique matricielle de 300W/(m·K)) avec une conductivité thermique plus élevée est plus raisonnable.

La conception de la douelle du foyer doit répondre à l'exigence selon laquelle la surface spécifique de refroidissement de la douelle (la surface spécifique de la douelle de refroidissement = la somme du diamètre extérieur du tuyau d'eau de refroidissement/la largeur de la douelle) est supérieure à 1. Baosteel et certains étrangers refroidissement longue durée de la sole du haut fourneau La surface spécifique atteint souvent plus de 1.20. La conception du tuyau d'eau de refroidissement doit être aussi proche que possible des tuyaux minces, ce qui non seulement améliorera l'effet de refroidissement, mais économisera également considérablement l'eau sous la même intensité de refroidissement.

Utilisez de l'eau douce ou de l'eau pure pour refroidir la paroi de refroidissement du foyer d'un grand haut fourneau. La différence entre la température de la paroi et la température de l'eau de refroidissement doit être maintenue à moins de 5°C. La quantité d'eau de refroidissement dans le foyer est principalement ajustée en fonction de la vitesse de l'eau de refroidissement, tant que la vitesse de l'eau de refroidissement du foyer et du fond du four peut être supérieure à 2.0 m/s. ; qualité du travail. Afin d'assurer la qualité de la construction, la construction hivernale doit être évitée autant que possible pour la maçonnerie à foyer ; la construction hivernale est vraiment inévitable, les matériaux réfractaires et les chantiers de construction devraient être des mesures d'augmentation de la température. Pour les foyers avec de grandes structures en briques de carbone, le levage des briques de carbone doit utiliser autant que possible des ventouses et ne pas utiliser de trous de carte ; les trous galvaniques de mesure de la température à la surface des briques de carbone doivent être aussi petits que possible et le pilonnage doit être solide; la couche de ramming de carbone doit être strictement conforme à Ramming doit être effectuée dans les spécifications de construction. Les joints circonférentiels doivent être nettoyés avant le pavage. L'épaisseur du pavage doit être uniforme. L'épaisseur du pavage doit être nivelée. L'épaisseur du pavage ne doit pas dépasser 100 mm à chaque fois. % Au-dessus, la densité d'échantillonnage doit atteindre plus de 1.65 g/cm3. Il existe de nombreux joints de brique dans la structure du foyer à charbon de bois en anneau UCAR, et la maçonnerie doit être construite en stricte conformité avec les spécifications de construction en brique UCAR.

Qualité du four. Lors du séchage du four, le volume d'eau de la paroi de refroidissement doit être réduit et la température de la paroi de refroidissement doit atteindre 60 ℃. La couche de bourrage entre la paroi de refroidissement du grand foyer à charbon annulaire et les briques de carbone utilise du goudron et de l'asphalte comme liant. Parce que la température de solidification du goudron est élevée, la couche de pilonnage ne se solidifiera pas dans la production d'un haut fourneau de première génération et peut conserver une bonne douceur Elle peut absorber la pression d'expansion des briques de carbone, de sorte que la couche de pilonnage n'a pas à atteindre trop température élevée pendant le four. Les briques UCAR sont combinées en un tout par les liaisons carbone formées après le durcissement du ciment carbone par chauffage. Le durcissement du mortier de carbone doit être chauffé à 100°C pendant 4 heures, puis à 120°C à 130°C pendant 16 heures.

Réduire l'érosion de la circulation du laitier-fer. L'érosion de la circulation des scories et de la fonte est la principale cause d'érosion anormale des foyers en forme de pied et de champignon. Les mesures suivantes doivent être prises : Premièrement, le haut fourneau doit contrôler l'intensité de fusion appropriée. La pratique a montré qu'il existe une corrélation positive évidente entre l'intensité de la fonte et l'érosion du foyer. La seconde consiste à activer le foyer et à réduire le tas de coke mort au centre. Le troisième est de maintenir un type de four régulier, d'éviter l'accumulation dans le foyer et d'utiliser soigneusement du minerai de fluorite et de manganèse pour laver le four. La quatrième consiste à contrôler un débit de fer de laitier et une profondeur de coulée raisonnables pour obtenir une coulée équilibrée et stable.

Contrôler l'enrichissement cyclique des métaux alcalins, du zinc, etc. dans le haut fourneau. Le métal alcalin dans le haut fourneau est principalement évacué hors du four par le laitier. En augmentant de manière appropriée la quantité de laitier, en réduisant l'alcalinité du laitier et la température du four, une élimination efficace des alcalis peut être obtenue. Le zinc est principalement évacué du four par les gaz de haut fourneau. En développant de manière appropriée le flux d'air central, le contrôle de l'ajout de matériaux à haute teneur en zinc tels que les cendres de sac de haut fourneau et les boues de convertisseur peut réduire efficacement l'enrichissement cyclique du zinc dans le haut fourneau.

Renforcez la surveillance du foyer et prenez des mesures opportunes pour protéger le four. Établir un système complet de surveillance de la longévité du foyer pour suivre et surveiller dynamiquement la température des briques de carbone du foyer, la température de la paroi de refroidissement du foyer, la température de la coque du four, la différence de température de l'eau du foyer, etc. Lorsque le foyer a un problème de longévité, les mesures suivantes sont prises pour protéger le four : Premièrement, il est plus raisonnable d'utiliser des billes à haute teneur en titane pour protéger le four avec des minéraux contenant du titane tels que le minerai de titane, et la teneur en titane du fer en fusion est contrôlée à 0.100% ~ 0.200%. La seconde est de renforcer le refroidissement du foyer. Lorsque la température de l'enveloppe du four ou de la douelle de refroidissement augmente, un refroidissement externe par pulvérisation d'eau est adopté. La troisième consiste à régler le système d'alimentation en air inférieur. La quatrième consiste à réaliser le jointoiement du foyer pour réduire la résistance thermique de l'entrefer. L'entretien du jointoiement doit être commencé dans les six mois ou un an après l'ouverture de la fournaise. La pression au niveau du trou de jointoiement est généralement contrôlée pour ne pas dépasser 10 kg/cm2. Le cinquième est de refroidir le four sans air. Le temps de refroidissement du four doit être basé sur le principe que l'intensité du flux thermique revient en dessous de la valeur d'avertissement, et la partie de la tuyère correspondant à la partie dangereuse doit être bloquée lorsque l'air est rétabli.

En bref, la longévité du foyer est l'intégration d'une technologie complète et il s'agit d'une ingénierie système impliquant de multiples liens, notamment la conception, l'approvisionnement, la construction, le four, l'exploitation, l'inspection et la maintenance. La conception du foyer doit suivre la théorie du transfert de chaleur, et c'est une tendance d'augmenter la profondeur de la couche de fer mort. L'achat de matériaux réfractaires ne doit pas viser aveuglément le faible coût, mais doit privilégier la qualité et faire un bon travail dans l'inspection et l'acceptation de l'usine. La construction doit être réalisée dans le strict respect du devis pour s'assurer que l'inspection est en place. La qualité du combustible brut et la capacité du four doivent être efficacement adaptées et la qualité du coke doit être hautement appréciée. La partie inférieure du fonctionnement du haut fourneau doit souffler le centre et la partie supérieure doit contrôler une plus petite quantité de coke central. De plus, il est nécessaire d'inspecter régulièrement la teneur en éléments nocifs et de contrôler strictement la quantité d'entrée dans le four. Le foyer doit former un modèle d'érosion dynamique pour surveiller et protéger efficacement le four dans le temps.

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