安钢6号高炉炉缸安全隐患的治理

遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患概况：高炉有效容积:450m3,14个风口，1个铁口，1个渣口，1999年元月开炉投产，2007年10月1日第二代高炉大修开炉，炉缸采用焙烧碳块陶瓷杯砌筑，水冷炉底。高炉各项指标均处于较高水平，高炉炉底、炉基温度在可控范围之内。2008年10月10因限产停炉，2009年6月23日开炉。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患安全隐患：2010年~2011年底，高炉炉底、炉缸钢壳先后出现了三次开裂，主要有三条竖缝，已威胁到高炉安全生产：①在4#风口下方有约2.7m竖缝，主要分布炉底一层冷却壁处，稍向上延伸至二层冷却壁。11#风口下方有约3m竖缝，还有一处横缝近2m，主要分布炉底一、二层冷却壁处在6#风口下方有约2m竖缝，主要分布炉底一层冷却壁处。。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患项目炉容点火生产大中修情况开炉服役（年）某钢5bf40219982006停炉-2007.6.19（大修）2007.6.194.4后烧出安钢6bf4501999.1.222007.8.2—10.1（大修）2009.6.234安钢7bf4502002.5.282008.2.29（中）3.8遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患安全隐患：2011年10月22日6#风口下部炉缸一层冷却壁处又突然开裂，火苗窜出有半米高1.5米长，高炉再次休风处理。右图第一张是休风以后拍下的照片，第二张是休风后补焊时拍下的照片，裂缝大约有70cm宽。考虑到安全生产和高炉限产，决定10月26日紧急降料面停炉，对安全隐患进行治理。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患停炉后,针对炉缸各部位渣皮厚度及分布状况进行统计测量：1、炉缸直径：选取炉缸不同截面直径最大及最小处进行测量。2、渣皮厚度：选取过去破损调查经验判断铁水环流冲刷最严重的部位进行测量。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患数据一:炉缸直径数据二:渣皮厚度1→8#4→11#5→12#7→14#标高8.8m5500554054105530标高8.5m5440545054105500标高7.8m5310528052005270数据三:风口渣皮数据四:铁口通道数据一:炉缸直径数据二:渣皮厚度选取标高8.8m,8.5m,7.8m三处,对炉缸不同截面直径最大及最小处进行测量。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患数据三:风口渣皮数据四:铁口通道数据二:渣皮厚度数据一:炉缸直径以标高7.8m处炉缸截面渣皮厚度进行测量。3-4#风口下方230mm;7#风口下方200mm;11#风口下方190mm;遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患数据三:风口渣皮数据四:铁口通道数据二:渣皮厚度数据一:炉缸直径0501001502002503003504001234567891011121314由图中可以看出：3、9、13#风口渣皮较厚，1、2、4、6、11、14#风口渣皮较薄，渣皮最大厚度相差120mm,渣皮在风口间分布比较均匀.遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患数据三:风口渣皮数据四:铁口通道数据二:渣皮厚度数据一:炉缸直径铁口孔道长1m。铁口区域内衬剩余400~550mm，较其它部位薄了150~200mm，说明铁口区域侵蚀较其它部位严重,侵蚀模拟图如左图。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患风口渣皮厚度铁口通道炉缸直径炉缸最大直径5540mm，与砌筑尺寸5300mm相比差值为240mm，若除掉渣皮厚度200mm，实际侵蚀了310~350mm,剩余厚度490~530mm，说明炉缸工作状态良好风口平面渣皮最厚处为360mm，渣皮最薄处为240mm，相差只有120mm，沿着圆周方向渣皮厚度较均匀，铁口区域内衬较其它部位薄了150~200mm；铁口区域水温差较高，应加强冷却遗留问题探讨停炉后炉缸状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患1#-8#风口对应炉缸侵蚀情况遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患7#-14#风口对应炉缸侵蚀情况遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患2011年10月6号高炉第二层冷却壁水温差0.00.51.01.52.02.53.010-110-210-310-410-510-610-710-810-910-1010-1110-1210-1310-1410-1510-1610-1710-1810-1910-2010-2110-2210-2310-2410-2510-26日期水温差，℃1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#16#•从上图可以看出，2#冷却壁水温差最高，2#冷却壁为两块串联到一起，最高水温差为2.53℃，平均每块冷壁最高水温差为1.26℃，属较高温差，位置铁口两侧，其它水温差在正常范围之内。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患2011年炉底温度在540~605℃之间,炉基温度在132~140℃之间，基本稳定。时间炉底/℃炉基/℃2011年1月5561402011年2月5431342011年3月5651342011年4月5861352011年5月5881322011年6月6051382011年7月6011392011年8月5621332011年9月5621372011年10月552136遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患炉缸状态可以,可以持续生产炉底温度和水温差分析炉缸直径分析风口铁口分析砖衬侵蚀情况不太严重,除铁口区域外，碳砖基本未受到侵蚀因素三:工艺要求因素四:应力分析因素一:炉壳材质因素二:焊缝质量遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患炉壳钢板做化学成分分析化学成分分析6炉炉壳成分：碳0.15硅0.23锰0.52磷0.016硫0.024，成分符合Q235B拉伸试验试样尺寸450*50，试验结果：Re:328N/mm2（屈服点≥225N/mm2）；Rm:460N/mm2（抗拉强度375-500N/mm2）；A%:28.9（伸长率≥25%）碳素结构钢蠕变碳素结构钢蠕变温度为：300-350℃，此处钢壳未达到蠕变临界点。钢材材质和机械性能满足生产需求，不是开裂原因因素三:工艺要求因素四:应力分析因素二:焊缝质量因素一:炉壳材质遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患第一次先对1层冷却壁4、6、11#风口开裂处炉壳及附近未开裂焊缝抽检10%进行超声波探伤，焊缝未发现异常，结果合格。第二次对第一层、第二层、风口处未开裂全部竖焊缝、环焊缝共进行30处超声波探伤抽查，发现15处存在不同程度的气孔夹渣类缺陷，但气孔夹渣类缺陷是焊接过程中常见的缺陷，不具备十分严重的破坏性，故气孔夹渣类缺陷不是造成焊缝撕裂的主要原因。焊缝质量满足生产需求，不是开裂原因因素一:炉壳材质因素四:应力分析因素三:工艺要求因素二:焊缝质量遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉缸安全隐患日期风量万m3/h热风压KPa顶压KPa压差KPa风温℃氧量m3/h2007年二季度6.1319189102105620322011年二季度6.662291261039845161序号项目单位设计指标通用指标1炉顶压力kPa60--8080-1202风口前风压kPa180180-2203富氧率%2-34风量m3/min130015006高炉2007年和2011年主要操作参数6高炉设计工艺参数比对可以看出：高炉实际使用风压较高，超出设计范围。因素三:工艺要求因素四:应力分析因素一:炉壳材质因素二:焊缝质量遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患从风口取样观察，炉内熔融物有K、Na、Pb、Zn等碱金属存在，碱金属入侵炉缸碳砖并循环富集，炉缸碳砖形成脆化层膨胀，砖衬抗热震性较差，推断脆化层较厚，易产生脆化膨胀，向外张力扩大。冷却壁与碳砖间捣料层较薄，在应力较大时，未能有效起到缓冲作用，导致炉壳开裂。应力巨大，是炉壳开裂主要原因遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患可以不大修，按照设计风压生产除铁口，炉衬侵蚀不严重钢壳结构性能满足要求消除钢壳应力集中遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患炉缸处理炉壳加固炉底灌浆预警预控确定炉缸处理方案:针对炉壳开裂针对炉衬捣料层变薄，窜煤气针对生产后预防维护遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控1、在第一带钢壳上部和第二代钢壳下部结合处适当位置打一带环箍，宽150-200mm，板厚20mm。2、在第三带钢壳上部和第四代钢壳下部结合处适当位置打一带环箍，宽150-200mm，板厚20mm。3、对现有开裂焊缝及附近焊缝打加强横拉筋板，高200mm，长600mm.4、对第一带、第二代钢壳未开裂立焊缝打加强横拉筋板进行预防，高200mm，长600mm，间距500mm。5、加固完毕后，焊接打浆管进行灌浆处理。遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控4#风口部位遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控6#风口部位遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控11#风口部位常温固化料塑性料遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控采用新型的压入料和浇注料相结合，对炉基煤气窜漏通道进行封堵，以治理煤气窜漏，消除应力安钢和瑞普同创联合开发的塑相密封治理炉底煤气专利技术遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控炉缸安全生产维护预案:炉底煤气值超标治理预案;炉壳温度升高控制预案;炉底温度异常升高治理预案;炉底状态监控制度.高炉煤气流制度;提高水压，加强炉缸冷却制度;铁口失常控制预案.加装“扣碗”封堵煤气遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控安装14个无线传输测温器安装视频监控炉缸加装热电偶两块冷却壁之间，安装4根热电偶，穿过炉皮，插入炉底碳砖30mm炉底一、二层28块冷却壁结合部位，均匀安装14个测炉壳温度的无线传输器，输入微机在炉缸四个方向加装摄像头,实施视频监控炉缸冷却壁套管和冷却壁进出水管之间跑煤气，用铁质“扣碗”焊接，封堵煤气。预控措施在线监测，分析趋势遗留问题探讨停炉后炉缸炉壳状况及分析炉缸治理效果炉缸处理方案6号高炉炉缸安全隐患实施一:炉壳加固实施二:炉底灌浆实施三:预警预控调整风口布局调整炉料结构，排碱控制K、Na、Pb、Zn入炉，每隔半月适当提炉温在0.55%，下调炉渣碱度，提高渣中MgO,排碱9×Ø114mm﹢5×Ø100mm，改为7×Ø114mm﹢7×Ø100mm,长度260mm风口由3个增加为5个。所有测温点输入微机，在线监控。配