高炉出铁口炮泥的损毁机理和铁口的操作与维护

的更 高要求
, ,
、
保证 完整 的铁 口 泥 套和 炮头平面
铁 口 泥 套 的破 损和 炮 头平面 的烧损 会给 堵 口 作业 造成 不 良后果 在 炉 内压 力和 液压 炮
活塞推 力 的 双 重 压 力 下 致使炮 泥 从 破 损 处 冒
,
。
确保高炉 生 产能够 安全
职称 工 程 师
,
、
顺行
。
赵 军 硕士
,
、 。
些 铁 口 的维护措施 关键词
对 炮泥在使用过程 中的研 究和 高炉安全 顺行操作有一 定 的指 导 作用
、
热机械作用
热化 学侵性
、
铁 口 的维护
、
二次 压 入技 术
前言
近 年 来 随着高炉操 作技术 的变 化 和 革 新
,
。
能够 迅 速 烧结并有烧结强度
,
开 口 性 良好
,
开 口 机钻 头容 易钻孔
。
使高炉不 断地 向大型化和长 寿化 发展 同 时 由
于 高温 高压 操 作 使铁水温 度 升 高
,
,
炮 泥 在 铁 口 孔道 内的损 毁 机理
热机 械作用
出铁 时
,
出铁量和
流速增大
,
出铁 时 间延长 对 高炉 出铁 口 用 炮
,
。
铁 口 通 道 被打 开
,
,
炽 热的铁水 和
泥 的要求 也 越来越 苛刻
、 、
作 业 方 式 因 为此 作业 方 式是将 新泥 推 入 孔 道
,
,
主 要有
、
、
、
内 将孔 道 内的硬 壳顶 开
挥 发物膨 胀 外溢
、
,
,
新泥 受热后水 分 和
。
、
,
同 时发 生 物 化 反 应
,
此时
,
,
等
,
在 高 炉 熔 渣 中也含 有 多 种成 分
、
、
,
如
、
将液压 炮瞬 间抬起
瞬 间的 泄压 与抽 力 使 未
一
年
,
而 出铁 口 内侧 附近 的 高 炉侧 壁 及 炉 缸 区 域 衬
砖 由于 出 铁 时 受 高压 铁 水 和渣 水 的反 复冲 刷
和 侵蚀
,
和变 形
,
失去 结构强 度 和 完整 性
,
。
成 为高炉炉衬 的薄 弱 环 节
。
,
从而 影 响
当铁渣 出完煤气 导 出时 重 新用 铁 口 炮泥 堵铁 口
,
充 炽热 的铁 水和 熔渣 对炮泥 产生物 理 和化 学 作 用 使炮 泥 损毁 炮泥质 量 差 就会 在使用 中
出现 潮 铁 口
口 工 作情 况
, ,
。
,
制
“
,
高速 流 动 的渣 铁 在 炉 墙 铁 口 泥 包 处 形 成
”。
涡流
对 泥 包 形 成 更 大 的 冲刷
、
磨损
。
、
最
断铁 口 和 铁 口 浅等 问题 恶 化铁
使炮 泥脱 落 新 堵 塞 的
,
受铁 口 内外温 度 的作用 使炮 泥 烧
, ,
。
便 于 泥 炮操 作 和 形 成 铁
结速 率 不 等 在铁 口 内产 生 热 应力 出现 裂纹
,
若裂纹扩 展 到 整个铁 口 截面 就会发生 断铁 口
,
良好 的 体积稳定性 小
,
在高温 下 体 积 变 化
现象
。
不 会 由 于 收缩渗 漏 铁 水
、
、
、
烧 结 成 陶 瓷 和 碳 结 合 相 的堵 泥 在 双 重 作 用 力
,
等
,
出 铁期 间
,
铁 口 炮 泥 与熔 渣 长 时 间接触
, ,
下
。
,
喷射 出孔 道
,
,
使炉 缸 的渣 铁液 与气 流受 到
。
易发 生 化 学反应 降低其熔 点 产 生 化学 侵蚀
,
・
剧 烈 的冲击 而 破坏 了 泥 包 与 孔 道 的完 整 性 和 强度
熔渣在炉 内高压 力 的作用下
,
以很大的流速 从
℃左 右
炮 泥 的作 用
以前炮 泥 的主 要 功 能是堵住铁 口 和 稳定 出
铁 口 涌 出 使铁 口 孔道 炮泥承 受 了
的高温 侵蚀
,
。
由于 受 到 铁 口 孔 道截面 积 大 小的
铁 高炉 出铁 口 每天 都要反 复 多次被打 开和 填
。
限制 高速 流 动 的渣 铁 在孔道 截面积 大小 的 限
能承 受 高温 铁 渣 溶液 的
炮泥 的烧结收缩产生 缝 隙 这 样就 使得熔 融 液 体易渗入 这 些 缝隙之 中
在 熔 流强烈 的冲刷 下 铁 口 炮泥
, , ,
作用 而 不 被侵蚀掉或软化 较 强 的 高温 强 度
冲刷
适 度 的可 塑 性
口 泥包
, ,
当下 次铁 口 打 开 时
。
,
可 以抵抗铁 渣 溶 液 的
,
,
铁 口 不 能见渣
,
,
经常
跑 大流 只 能放 风 或 拉风 出铁
。
影响高炉的安
全 生 产 追求 长 出铁 时间 减少 出铁 次数 是 大
,
型高炉 的努力方 向
。
开 铁 口 方 式 的影响
无 水 炮泥 烧结 强度大 开 口 较难 用合金
, ,
钻 头配 合 氧气 吹烧 开 口 时间 长 铁 口 孔 径不
开 发 与应 用
乌炉 止铁 口
绝 泥 的 报 毁 机 理 和 铁 “ 的 操 作 与 瘫护
赵 军 范咏莲 刘兴平
中冶 集 团建筑 研究总 院 工 程 材料分 院 炉 窑耐 火研 究所
摘 要 本文详细地 分析 了高炉 出铁 口 炮泥 的损毁机理
,
,
比较全 面地 总结 了 出铁操作对铁 口 的影 响 并介绍 了一
打泥 量 的稳 定 为 了 保 证 完整 适 宜 的铁 口 孔 道 深 度 与泥
包 的完整 应根据 前几 次 出铁 的炉 况 变化 和 深
,
这 样做 是为 了 增加 出 铁 口 内炮泥 的压 力 且 不
向出铁 口 挤 入 更多 的炮泥 等待和 施加 压 力 的
周 期约需几 分钟
,
依所 采 用的炮泥 而 定
年 耐 火 材 料 学术 又 流 论 文
高炉 出 铁次数少 炮 泥 在铁 口 内烧 结 完 全
,
,
有利 于 铁 口 的 维 护
。
出铁 次数 多
,
,
出铁 间 隔
,
短
,
炮 泥 在 铁 口 内烧结 不 完全
结构强 度低
,
炮 泥 抗渣 铁化 学 侵 蚀 和 机 械冲刷性 能变差 潮 铁口
,
浅铁 口 经 常 出现
,
后 将 铁 口 炉墙 端泥包 冲 成 喇 叭 口 型 铁 口 孔道
,
降低铁 口 合 格率 影响高炉的正
,
在承 受液态渣 铁 的高温 加热时 如炮 泥 的热 导
率和 透 气性不 良 就会 使孔 道 内外 的温差 应力 增大 受热膨胀不 均 致使铁 口 孔道 产 生 断裂
, , ,
,
常生 产
。
现在
,
高炉寿命延 长 至
,
潮 湿 的炮 泥 受 热 后 水 分 与 挥 发物 迅 速 的膨 胀
和 外逸 的发 生
,
和 锰 荃青石
℃
。
・
的熔 点均 低 于
产 生 巨 大 的爆 发力 而 导 致
造成 孔 道 的迅 速扩 大
,
,
“
跑 火箭
,
”
在 出 铁 期 间 会 随 着 铁 渣 溶 液 的 冲刷 而 流
,
,
,
泥包 破 裂
发
,
失
。
深 度不 准
。
当钻 到一 定深 度 角度
,
、
溅
,
可 确保 安全 的 工 作 环 境
就变大 特 别是遇 到夹铁
时
, ,
。
夹渣 泥 包 断层 面
、
结语
随着炼铁技术提 高和 高炉 强 化 冶炼
、 。
角度 会 更大 这 样很难保证 合 理 的铁 口 深
,
要
度 所 以每 次打泥 都要对 不 稳 定的 旧 铁 口 孔道
, ,
稳定 且 氧气易对 炮泥 中的
,
,
产 生 氧化 由于
。
用 氧气烧 铁 口 的操作不 当 使烧后 的孔道 偏离 设计 的铁 口 中心 线
,
而 且 孔 道 内壁 坑 洼 不齐
。
,
扩大 了孔道 的截 面面积 如果 出铁 口 孔 道粗糙
且 不规则 将导 致 出铁 时铁水 喷溅 在堵 口 时孔
。
道 内坑洼 处 的渣 铁 液无法 流 回炉缸 在 内外 压
,
力作用下 将 渣 铁 液积压 渗 入 新炮泥 内 造成
孔道 夹铁
,
,
,
开 口 困难
。
由于 铁 口 孔道泥 质 开 裂 渗 铁 既不能钻 也
,
不 能烧
,
炉子急 需 出铁 的情 况 下 采取 闷炮 的
。
,
作 业 方 式 在 日常工 作中 不 允许 随意采 用此
,
热化学侵蚀
炮 泥 中含有十 几 种杂质
、
。
炉壁 的磨损形式产生 负面影 响 一 般来说 可
以肯定 加
, ,
。
,
,
,
短 出铁 口 可 以促 进 炉壁侧流速 的增
。
会造 成 铁 口 深 度变浅 在这 种情况 下
,
。
,
要求炉
而 长 出铁 口 则避 免这 种情 况 发 生
二 次压 入 技 术
前 操作 工 保持 适 宜 的铁 口 角度 这 有利 于 保护 炉底和 出净渣 铁 有利于 孔道 的清 洁 使打入
,
,
电话
一
,
邮编
地 址 北 京 市海淀 区西 土城路 总院炉窑耐 火研 究所
一
号 中冶集 团建筑 研 究
、
挤而 出
、
,
打 入 孔 道 的泥 量 减 少
,
有利 于 孔道 的清 洁 使打 入 孔 道的炮泥 与孔道
良好粘结 成 为完整 的一 体 从而 保证 了适 宜
, ,
。
同时 随着 环 保要求的 日益 提 高 需要我们 这
些 炮泥 研 究人员研 究 出 新型环 保炮泥 来满 足
,
的孔 道 深 度和 泥 包 的完整 性
高炉大型化后 高风压 高风温 和 出铁次数 减少
。
长上 去 的原 则
逐 步巩 固
在 出铁 口 中 的炮泥 质 量 该技术也 有助 于 填充 孔道 内炮泥 缝隙并 降低 炮泥 孔 隙 减 少在 出铁
, ,
。
保持 适 宜的铁 口 角度
铁 口 角度与泥 包 形 成 的位置 有 直 接关系
位 置不 定
, ,
阶段铁 水流 带 来 的气 体 量
在 出铁 时 减 少 喷
了 高炉 整 体寿命
因此 炮 泥 除 了堵 出铁 口 和
, ,
旧炮 泥 接触新 炮泥
。
,
温 度突然 下 降至
稳 定 出铁 的作用 之外
还 被赋予 了保护 炉缸
。
、
℃左 右
这 样 反 复作 用
,
,
在 旧 铁 口 炮泥 套
延 长 高炉底 部侧砖寿命的功能 其 办法 是延 长
内部产生 巨大 的热应 力 易造 成 以铁 口 为 圆 心 的 圆 弧 形 微裂 纹
孔 道 的炮泥 与孔道 良好粘 结
,
, ,
ຫໍສະໝຸດ Baidu
炮泥 用 传 统的方式将 出铁 口 堵住 在堵 出
。
成 为完整 一 体
,
铁 口 后 泥炮 留在原来 的位 置上 并保持 活塞
, ,
从而 保证 了适宜 的孔 道 深 度 和 泥包 的完整 性
。
的压 力 过 一 段 时间后 活塞 向前移 动几 分钟
。
。
,
。
铁 口 的维 护
出铁 石
残 余 渣 铁 对 铁 口 的影 响
开发 与反 用
正 确选择 开 口 作 业 方式 保证 按时 出净渣
,
护 的关键
。
铁 全风堵 口
,
。
。
这样
,
炉 缸 铁 口 区 内才 会 有焦
保持 适宜的 出铁 口 深 度
出铁 口 深 度 是 至 关 重 要 的 因 为 出铁 口 深
,
炭柱 的存在 打 入 孔道 的炮 泥 在外 部液 压 炮打
,
在 侵 蚀 反应 中生 成 多种低熔 相 其 中铁
使孔道 扩 大 对 出净 渣 和 弥补孔道 和 泥
。
橄榄 石 青石
,
・ ・
的熔 点 只 有
・
℃
,
铁荃
包 的破损产 生 巨 大 的影 响 潮 铁 口 出 铁 的 影响
的熔 点 只 有
,
的 熔 点为 的熔 点为
,
锰 橄 榄石
潮 铁 口 出铁
,
由于 孔道 内外 温 差 的效 应
。
该技术 可 使炮 泥 在 出 铁 口 内进 一 步 压 实
。
。
度 变化选择 适 宜 的打泥 量
量
,
。 。
,
不 得 随 意 增减 泥
,
任 何 不 希望 在 炉 内蘑 菇体 中 出现 的裂 缝 和 裂
口 也 可 以被炮泥 填上
造成得 不 偿 失 如铁 口 浅 也应 本着慢慢
,
该技术有助于 提 高 已 堵
,
出铁 口 长 度 并用 炮泥 在 出铁 口 内侧 炉壁 上 形
,
新炮 泥 在 干 燥 和 烧 结过 程
,
成 泥包
,
使铁水
、
渣水 不能直接冲 击 侧砖
。
中 水分或其他结合 剂蒸发和挥 发 留下 大 量
的气孔 在新 旧 炮泥 的接触 面 上
,
。
炮泥 应 具有如 下性 能 较高 的耐火度
,
,
也 会 由于 新
进 行 修补
。
求更高质量 的无水 炮泥 来满 足 高炉 长 寿 顺行 的需要 国 内外炮泥 厂 家通过 提 高原 料 纯 度及 添 加不 同的外 加剂改善并提 高 了炮 泥 的质 量
, ,
。
,
同 时 又 要 在 新 的位 置 产 生 新 的泥
, ,
包 适 宜 的角度 有利 于 保护炉 底和 出净渣 铁
泥活塞 的推 力和 炉 缸 压 力 的双 重作用下 均匀
,
度将决定铁水 流 向出铁 口 的流 动方式 高 的铁
水 流量与传 递 到炉 壁 的 高热量 结合 起 来 将 对
,
。
地 粘结在 旧 炮泥 上
,
,
弥补喇 叭 口 形 成 完整坚
,
固 的炉墙 保 护 体 从而 保证 了正 常 的铁 口 孔道
深 度 如 出铁 不 净 打入 孔 道 的炮泥漂浮 四散
口
,
使 出 铁 口 孔 径扩 大 造 成 铁 水 急 速 冲 出 铁
,
生 跑 大 流 和 爆炸事故 所 以 严 禁潮 铁 口 出 铁
, ,
,
影 响 铁 口 稳定
。
禁 止 随意赶铁 次 缩短 孔 道 的 干 燥 时 间 潮 铁
口 必 须烤 干 后 方 可
出铁操作 对 铁 口 的影 响
出 铁 次 数 的影 响