包钢4~#高炉冷却状况分析
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齐心协力建包钢:守望相助铸民族共同体在新中国成立之初,百废待兴。
国家确立了优先发展重工业的目标,建设以包头为主的华北工业基地成为一五”计划的重要一环。
而包钢一号平炉的建成,标志着包头钢铁工业基地迈出了坚实一步,也是民族团结进步事业在内蒙古的缩影。
在那个激情似火的年代,在那片曾经的荒滩野地上,为响应包钢为全国、全国为包钢”的口号,从中央和华北局等党政机关抽调的各族管理干部、鞍钢技术骨干、大专院校知识分子以及退伍军人,放弃了舒适的生活条件,满怀豪情地投身于包钢的建设之中,掀开了内蒙古乃至全国工业化建设崭新的一页。
正是他们,铸就了包钢的精神内核:守望相助、甘于奉献、敢于创新、自强不息。
白云鄂博,意为富饶的神山”,储存有 10 亿吨左右的大铁矿,曾是当地牧民们世代繁衍的圣地。
水是草原的命脉,没有水就没有草,就没有牛羊。
牧民们把水看得比什么都珍贵。
为了矿山的开发,为了包钢的建设,牧民们毅然贡献出水源,献出最宝贵的财富和真情。
就这样,在内蒙古和全国各族人民的支援下,包钢建设以超常的速度进行着。
1959 年 9 月 26 日 5 时 55 分,包钢一号平炉流出第一炉铁水,比原计划提前了一年时间,周恩来总理亲临包钢剪彩。
他说要带一些东西回北京,带什么呢?就带回在这样一个荒漠的草原上,我们建起这样一个工业来,建起这样一个雄伟的、美丽的高炉来。
”1960 年,时任国务院副总理的乌兰夫同志为包钢一号平炉出钢剪彩。
从出铁到出钢,包钢的建成,结束了内蒙古自治区无铁、无钢”的历史,开启了内蒙古现代工业的新历程。
包钢建设期间,党和国家领导人朱德、邓小平、彭德怀、陈毅等多次亲临考察。
这也是新中国冶金史上绝无仅有的。
第一节钢轨概述钢轨是铁路轨道的主要组成部件。
它的功用在于引导机车车辆的车轮前进,承受车轮的巨大压力,并传递到轨枕上。
钢轨必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面。
在电气化铁道或自动闭塞区段,钢轨还可兼做轨道电路之用。
一、钢轨分类1.按钢轨重量划分可分为:P43、P50和P60轨,我段暂未P75轨。
(1)P43钢轨断面尺寸图及螺栓孔位置布置图(2)50kg/m钢轨断面尺寸及螺栓孔位置图(3)60kg/m钢轨断面尺寸及螺栓孔位置图(4)43kg/m 、50kg/m 和60 kg/m 各部主要尺寸对比P43、P50和P60主要尺寸对比 表1序号 项 目 钢轨规格43kg/m 50kg/m 60kg/m 1 每米钢轨重量(kg) 44.653 51.514 60.64 2 钢轨高度(mm) 140 152 176 3 轨头宽度(mm) 70 70 73 4 轨底宽度(mm) 114 132 150 5 轨腹宽度(mm) 14.5 15.5 16.5 6 螺栓孔直径(mm) 29 31 31 7 螺栓孔距轨底距离 62.5 68.5 69 8 轨端至第1孔中心距(mm) 56 66 76 9 1孔至2孔中心距(mm) 110 150 140 102孔至3孔中心距(mm)1601401402.按钢轨材质划分可分为U71Mn 、U75V 、U75VG 、U71MnG 、U78CrV 、U77MnCr 和U76CrRe 。
目前使用最多的为U71Mn 和U75V 材质的钢轨。
钢轨材质型号的含义:(举例U71Mn 和U75VG )(1)重载铁路:应选用强度等级不低于980MPa 的热扎钢轨(U75V 、U78CrV 、U77MnCr 和U76CrRe );在半径≤1500m 的曲线地段应选用强度等级不低于1180 MPa 的热处理钢轨(可优先选用U78CrV 、U77MnCr 和U76CrRe 等)或贝氏体钢轨。
包钢安全四项制度内容(一)对组织的基建技改项目、大中修工程及日常检维修项目的安全管理负有管理责任。
(二)根据法律法规及公司管理制度,制定基建技改项目、大中修工程及日常检维修项目的安全管理考核细则,强化各类项目的安全管理。
(三)实施相关方备案制度。
负责项目方案、安全措施及相关方安全资质的备案、审核。
建立相关方信息库,了解相关方安全状况及业绩。
(四)负责相关方施工作业的检查和考核。
(五)负责相关方施工、作业现场及管理部门的监督检查,督促、检查施工单位及时消除事故隐患,纠正违章施工,保证安全施工。
(六)负责监督用工单位对劳务用工、外培、实习、工业旅游及参观人员进入现场前的安全培训教育和检查工作。
(七)对相关方在厂区驻地、作业场所的厂容厂貌进行监管,负责施工临时用地的审批,督促相关方文明施工。
(八)负责相关方用水、用电、用气(蒸汽、煤气)等能源介质的备案审批。
第十条监理方职责(一)对项目的安全工作负直接管理责任。
(二)负责对施工单位编制的施工组织设计中专项安全措施进行审查;对其存在满足不了有关法律、法规要求,或存在较大施工安全风险的,应及时向施工单位提出并限期停工整改。
(三)审查施工单位是否按照《危险性较大工程安全专项方案编制及专家论证审查办法》编制安全专项方案,并签署意见。
(四)核查施工单位和分包单位安全生产许可证和施工资质及起重设备安拆资质。
(五)核查施工现场安全员及电工、焊工、起重机械工、司机及指挥人员等特种作业人员资格。
(六)检查施工单位是否制定确保安全生产的各项规章制度和岗位责任制。
(七)检查施工单位针对施工现场实际制定的应急救援预案及工程项目危险源监控措施。
(八)检查施工单位拟投入施工使用的大型机械的检测检验、验收、备案手续。
(九)监督施工单位按照已经通过审查批准的施工组织设计和专项安全施工措施组织施工。
(十)对施工现场安全文明施工进行巡视检查,检查施工单位各项安全措施的具体落实情况。
发现存在的事故隐患,应当立即要求施工单位进行整改;情形严重的由总监理工程师下达暂时停工令并报项目管理方;施工单位拒不整改的及时向安全主管部门报告。
冷板、冷轧板知识是普通碳素结构钢冷轧板的简称,也称,俗称,有时会被误写成。
冷板是由普通碳素结构钢热轧钢带,经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。
由于在常温下轧制,不产生氧化铁皮,因此,冷板表面质量好,尺寸精度高,再加之退火处理,其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板,在许多领域里,特别是家电制造领域,已逐渐用它取代热轧薄钢板。
适用牌号:Q195、Q215、Q235、Q275;SPCC(日本牌号);ST12(德国牌号)符号:1、Q—普通碳素结构钢屈服点(极限)的代号,它是“屈”的第一个汉语拼音字母的大小写;195、215、235、255、275—分别表示它们屈服点(极限)的数值,单位:兆帕MPa(N/mm2);由于Q235钢的强度、塑性、韧性和焊接性等综合机械性能在普通碳素结构钢中属最了,能较好地满足一般的使用要求,所以应用范围十分广泛。
2、S-钢(Steel)、P-板(Plate)、C-冷轧(cold)、第四位C-普通级(common)。
3、ST-钢(Steel)、12-普通级冷轧薄钢板、标记:尺寸精度—尺寸—钢板品种标准冷轧钢板:钢号—技术条件标准标记示例:;钢板、标准号Q/BQB402,牌号SPCC,热处理状态退火+平整(S),表央加工状态为麻面D,表面质量为FB级的切边(切边EC,不切边EM)钢板、厚度,B级精度,宽度1000mm,A 级精度,长度2000mm,A级精度,不平度精度为,则标记为:钢板ECQ/BQB 402-SPCC-SD-FB/();冷轧钢板:Q225-GB912-89主要产地有:宝钢、鞍钢、本钢、武钢、邯钢、包钢、唐钢、涟钢、济钢等冷轧普通薄钢板:由普通碳素结构钢或低合金结构钢冷轧制成。
冷轧板表面质量较好。
具有良好的冲压性能。
对其要求要保证冷弯和杯试验合格,常用于汽车等行业和镀层板的原料。
冷轧优质薄钢板:主要包括各种优质钢冷轧薄板,最常用的是碳素结构钢板,尤其是深冲压用冷轧薄钢板,是由低碳优质钢08Al冷轧的薄板,钢板按表面质量分为三组;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别表示特别高级、高级、较高的精整表面,按拉延级别分为ZF、HF、F级(代表用于冲制拉延最复杂、很复杂、复杂的零件),根据钢板厚度允许偏差,又分为A、B两级精度、广泛用于汽车拖拉机工业。
包钢4#高炉冷却状况分析Ξ杜国萍1,韩淑霞1,王利庭2(1.包钢(集团)公司技术中心,内蒙古 包头 014010;2.包钢(集团)公司炼铁厂,内蒙古 包头 014010)摘 要:在对包钢4#高炉各冷却部位冷却水量和冷却水温差进行全面测试的基础上,分析研究了包钢4#高炉冷却制度特征。
提出了合理的炉体热负荷控制范围和延长高炉寿命的措施。
关键词:高炉;冷却制度;顺行中图分类号:TF32114 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2006)S0-0017-04A nalysis of the Coo ling Condition on N o.4B la st Furnace of B a otou Steel Corp.DU Guo -p ing 1,H A N Shu -xia 1,W ANGLi -tin 2(1.T echnical Center of Baotou Ste el (Group)C orp.,Baotou 014010,Nei Monggol ,China ;2.Iron -making Plant of Baotou Stee l (G roup)C orp.,Baotou 014010,Nei M onggol ,China) Abstra ct :T he cooling sys tem of N o.4blas t furnace of Baotou Steel Corp.is analyzed based on measured data on the coolingw ater flow rate and th e w ater temperature difference.T he reasonable rang e o f the h ot load o f the furnace and the measures to ex 2tende the f urnance li f e are put forw ard. K ey w or ds :b las t f urnace ;cooling system;s tab le running 包钢4#号高炉第一代炉役始于1995年11月份,第二代炉役始于2003年。
炉底砌筑4层满铺炭砖综合炉底。
炉缸部分的耐火砖衬采用美国UC AR炭砖。
炉缸冷却采用五段(第一~第五)光面冷却壁,炉腹冷却采用2段(六段一、六段二)热镶烧成铝碳砖,并在冷却壁下方各配一层冷却板(六段一层冷却板、六段二层冷却板),分内、外层冷却。
炉腰、炉身采用了较先进的冷却器,炉身冷却采用全冷。
为了摸清高炉各部位冷却状况及热流强度,对高炉各部位冷却器的冷却水量和水温差进行测定,并计算出高炉各部位热流强度,分析研究其高炉冷却特征和高炉冷却制度,以便于为合理的冷却制度控制提供依据。
1 包钢4#高炉各部位冷却制度及热负荷分析1.1 冷却水量、水温差测定及热负荷的计算高炉各部位冷却器冷却水量测定用秒表和容积容量法,冷却水温差用数字显示温度计测定。
包钢3#、4#号高炉各冷却部位冷却水量和水温差测试结果及根据测定的冷却水量和水温差计算出各部位热负荷及所占百分比见表1。
表1数据为2003年4月8日开炉至2005年9月统计分析结果。
1.2 包钢4#高炉冷却制度特征1.2.1 冷却水量分布状况及各部位水温差情况包钢4#高炉总冷却循环水量为5893.99t/h (实第32卷增刊2006年11月包 钢 科 技Science &T echnology of Baotou S teel (G rou p)Corporation V ol.32,SupplementN ov ember ,2006Ξ收稿日期666作者简介杜国萍(65)女,内蒙古包头市人,高级工程师,现从事炼铁专业研究工作。
:200-0-2:19-测),全天为141455.76t/d 。
从分布看,炉底至炉缸(即炉底、第一到第五段)的冷却水量占27.95%;炉腹至炉腰(即第六到第八段)的冷却水量占24.63%;炉身中下部的冷却水量占22.44%;炉身上部的冷却水量占5.96%;风口系统的冷却水量占19.02%。
包钢4#高炉各冷却部位冷却器冷却水进出水温差,从炉底起至高炉上部,水温差逐渐增大。
到炉腹即第六段开始,水温差增大幅度加剧,高者达9℃。
风口装置大套和小套的冷却水温差一般相差较大,但风口小套的水温差较大,达3.7~5.8℃。
详见表1。
表1 4#高炉各冷却部位冷却水量、冷却水温差及热负荷测试结果段数冷却水占比例/%冷却水所占比例之和/%冷却器冷却水温差/℃热负荷所占比例/%热负荷所占比例之和/%炉底5.09炉缸第一段冷却壁 2.25炉缸第二段冷却壁 5.60炉缸第三段冷却壁7.45炉缸第四段冷却壁 4.70炉缸第五段冷却壁2.8627.950.2~2.9 3.090.3~1.90.660.3~3.1 2.530.4~3.1 4.030.2~1.1 1.160.8~2.1 1.5813.05风口系统13.3019.02 3.7~5.826.0228.21炉腹冷却壁10.88炉腰冷却壁13.7524.63110~9109.14110~351014.6423.78炉身第四层冷却板~第十二段冷却壁22.44110~501024.56炉身第十三段~第十六段冷却壁5.96110~251010.40总计100100100100 注:冷却水量数据为2005年7月28日测定。
1.2.2 热负荷分布情况图1、图2分别为包钢4#、3#高炉沿高度方向上的热负荷分布。
从图1看出:风口大小套处的热负荷最大,炉腰、炉身下部的热负荷次之。
炉身上部主要是炉料在下降过程中对内衬的冲击和磨损、煤气流在上升过程中的冲刷以及碱金属和锌蒸汽和沉积碳的侵蚀。
炉身下部是软融带开始的位置,在该区域主要是机械冲刷、化学侵蚀和热震,而炉腹是软融带的根部,主要是靠渣皮工作。
该区域主要是渣铁水的冲刷与高温煤气流侵蚀,因此热负荷较大。
风口处于燃烧带,温度达到2000℃以上,因而风口大小套处的热负荷最大[1]。
与水温差规律相似。
图 包钢#高炉沿高度方向的热负荷分布图2 包钢3#高炉沿高度方向的热负荷分布炉腰部位没有规定值,说明过去的规定是不全面的。
与规定值相对比,炉底、炉缸、风口实际值介于规定值之间。
炉腹、炉腰、炉身以上实际值均低于规定值,一方面,说明炉腹、炉腰、炉身的实际冷却强度偏大,另一方面,说明4#炉长期边缘气流不足。
从图2看出:炉身下部的热负荷最大,炉腰的热负荷次之。
原因是炉身下部及炉腰主要是碱金属、锌蒸汽和沉积碳的侵蚀、初成渣的侵蚀、热震引起的剥落及高温煤气流的冲刷。
与规定值相对比,炉底、炉缸、风口、炉腹、炉腰、炉身中部的实际值介于规定值之间。
炉身下、上部的热负荷超过了规定值。
从三高炉长期稳定顺行的81包钢科技 第32卷14生产实践证明:三高炉的冷却强度和冶炼强度是相适应的,说明过去制订的规定值是不合理的。
1.2.3 包钢4#高炉各冷却部位冷却水温差管理表2为包钢4#高炉冷却水温差生产规定值。
从表1、2看出:4#高炉冷却水温差与该高炉生产规定值相比,炉底冷却水温差小于规定值;一段与生产规定值基本吻合;二段、三段水温差的平均值远小于规定值,但个别时候高达3.1℃,这时就需要加钛矿护炉。
四、五段多数平均水温差偏小;六段水温差的平均值小于规定值,但个别时候高达9℃,与局部气流旺盛有关;而七段水温差平均值是2.73℃,这一代炉龄设计时,七段冷却壁从未损坏。
所以说,七段冷却壁的水温差是合理的;为了延长高炉寿命,炉腰、炉身的冷却水量增加了两倍以上,因而炉腰、炉身冷却壁的水温差远小于规定值。
从这些测定结果可认为,4#高炉冷却水温差的规定值是合理的,冷却水温差的管理上多数冷却器还可以,但少数时候个别冷却器的冷却水温差太大,远高于规定值,这样很容易造成这些冷却器被破坏。
而冷却器水温差太小,又会造成水量浪费[2]。
表2 4#高炉水温差的生产规定值范围部位段位水温差/℃最高温差/℃炉底20钢<3410炉缸一段<2 2.5二段<3 3.5三段<4 4.5四段<4810五段<8810炉腹六段<8810 注:表中数据为1992—1998年高炉水温差;取自于2001年9月包钢高炉配管工岗位培训教程。
1.3 4#高炉冷却制度与3#高炉冷却制度比较1.3.1 炉缸二段、三段热负荷及冷却制度的比较为保证炉缸(炉底)的安全,包钢3#、4#高炉在吸收他人成功经验基础上引进美国UC AR公司热压小块炭砖。
据资料介绍,根据使用UCAR炭砖高炉数据所证实,其热流强度应在开炉初期3~5月趋于上升,然后趋下降,至9个月左右将趋平稳。
按资料介绍的情况,包钢四高炉数据说明并非如此(见图3)。
图3为4#高炉2003年开炉半年后二段热流强度的变化。
从图3看出热流强度始终呈上升趋势;目前,3#高炉热流强度都不算太高,都在安全范围内(见图)。
3#高炉二段冷却壁的热流强度平均值为17669.43k J/m2h,三段冷却壁的热流强度平均值为26712.38kJ/m2h;4#高炉二段冷却壁的热流强度平均值为20148.12k J/m2h,三段冷却壁的热流强度平均值为24101.55kJ/m2h。
可见,4#高炉二段的热流强度高于3#高炉。
4#高炉的碳砖侵蚀严重,建议4#高炉的二段应该加大冷却水量(图5)。
图3 4#高炉开炉半年后二段热流强度的变化图4 3#高炉2004年至今热流强度变化图5 4#高炉开炉至今二、三段热流强度的变化1.3.2 炉腹六段热负荷的比较以3#、4#高炉炉腹六段为例,表3为3#、4#高炉炉腹部位的冷却水量、水温差及热负荷情况。
由表3可知,3#、#号高炉进出水温差相近,3#高炉炉腹六段使用高压水冷却,为了让炉腹冷却壁表面91增刊 包钢4#高炉冷却状况分析:44 A形成稳定的渣皮,达到双面冷却,还采用了竖管串联的开路循环冷却。
4#高炉炉腹六段一、六段二均为高压水冷却。
这是由3#、4#高炉冷却结构、通水方式不同所造成的。
表3 3#、4#高炉炉腹部位冷却水量、冷却水温差及热负荷部位炉别水温差/℃冷却水量/(m3h-1)热负荷×106/(k J h-1)炉腹六段3高炉 1.0~9.1511.50 6.484 4高炉110~910439.04 4.5961.3.3 高炉沿高度方向上的总热负荷比较由图1、2比较可知:过去的热负荷规定值存在不全面,不尽合理的地方。
首先,炉腰部位的规定值没有;其次炉身中下部的规定值偏低。
因为3#高炉保持了长时间的高产、稳产,冷却强度和装料制度是相适应的。
3#高炉强化冶炼操作实践证明:热负荷分布是合理的。