往鍊銅爐加廢銅怎樣保護爐體磚?鐵合金爐體作為生產bai的核心裝置,它的使用壽命直接關係到企業的成本和效益,為提高爐體的使用壽命,公司結合過去行業工作者總結的經驗,開展了內養與外護的總結和探索,制定了一些列的措施,形成了一套內部護爐管理體系。
鐵合金爐
一、前言
鐵合金冶煉是在高溫下進行的多相物理化學過程,爐內耐火材料工作條件十分惡劣。無渣法冶煉反應坩堝區的溫度可達2000~3000℃,而有渣法治煉的高溫區同時還發生各種侵蝕作用。我公司矽鐵和矽錳主要使用碳磚砌築,碳磚具有熔點高、抗熱震性好、高溫強度高、不為合金和爐渣浸潤等優點,缺點是易氧化,在400℃以上暴露在空氣中的碳磚即可發生氧化,在600℃以上二氧化碳和水蒸氣對碳製品起氧化作用。高碳鉻鐵主要使用的是鎂磚砌築,鎂磚具有強度高、耐高溫,而且主要應用在鹼性爐渣冶煉,鎂磚的荷重軟化溫度在1550℃。截止目前,矽錳6#爐和鉻鐵8#爐爐齡全部都在7年以上,中間經歷了幾次中修,如何延長爐齡是保證企業效益的一項重要指標。公司自在2015年後全部開始實施護爐體系管理,執行至今,爐體執行基本穩定,對於爐體損壞及維護總結了幾方面的經驗,並制定了一系列的管控措施。
二、爐體損毀原因及分析
1、電極工作端長期過長,爐底耐火材料大量消耗,導致爐底溫度異常上升或發生爐底燒穿的後果。
2、電極工作端長期不足,高溫區上移,靠近電極高溫區域爐牆溫度異常上升,爐眼出鐵口周圍被沖刷較嚴重區域發生燒穿漏鐵爐渣的後果。
3、渣型不合理,鹼度控制不符合要求,鐵水過熱嚴重,造成爐體的化學侵蝕,損毀爐體耐火材料。
4、長期停爐後開爐,爐體極容易出現膨脹崩裂的現象,如果頻繁啟停爐,會明顯觀察到爐體鋼板受到溫度變化而崩開,需要及時進行修補。
5、氧氣吹氧開眼作業對爐眼及爐壁損耗極大,無論是碳磚還是鎂磚,在高溫條件下能夠發生氧化反應,並且形成的假爐壁無法起到保護作用,大大加速了爐體的惡化。
6、爐體漏水及物料水分嚴重超標,在進入爐內後雖然有一部分能夠蒸發,但是剩餘部分則會隨著高溫分解,並形成氧氣,對爐壁進行侵蝕。
7、由於達到泰曼溫度而發生的侵蝕,高碳鉻鐵與爐渣接觸的工作層鎂磚,承受著高溫鐵水和爐渣的化學侵蝕及機械衝擊、其成分及礦物組成均發生變化,鎂磚發生反應的溫度雖然低於熔點,但開始呈現擴散作用。
結合以上幾方面的原因,從物理、化學、機械等幾方面因素總結主要是:
1、熔蝕現象:耐火材料的工作溫度超過其耐火度就會發生熔蝕。熔蝕常發生在靠近電弧區的爐牆、電極端部的爐底等部位。透過對爐地測溫貼片及熱電偶資料分析,爐底電極端底部溫度最高,同時如果電極工作端過長,則爐底溫度明顯上升。
2、化學侵蝕:耐火材料同爐渣、金屬熔體、粉塵、廢氣及其他物質之間的各種各樣的化學反應稱為化學侵蝕。化學侵蝕的型別有氣-固反應、液-固、液-液反應和氣-液反應。當耐火材料的工作溫度接近和超過其耐火度,金屬對火材料的化學侵蝕就更為突出。
3、機械作用:在工作層,高於荷重軟化溫度的耐火材料極易受到金屬和爐渣的機械作用力而發生損耗。
4、剝落落和崩裂:受到急冷急熱作用或不均勻的熱負荷,耐火材料內生的熱應力超過其結構強度而發生區域性損壞。在長時間停爐並開爐後,爐體膨脹崩裂特別明顯,出鐵口溜槽也能夠觀察到這種現場。
三、爐體護爐措施
針對以上問題,公司分別從來“爐內養護和爐外保護”兩方面入手,制定了以下措施:
(一)內養方面
1、合理控制壓放量,不能以強壓電極來作為崗位任務指標,應該結合爐底溫度和爐壁溫度及各項引數情況探索合理電極壓放量,如果發現爐底溫度異常升高,或者爐壁發紅和升高的現象,及時調整壓放量,並進行降溫處理。
2、完善技術操作標準,對於矽錳鹼度控制和鉻鐵的鎂鋁比控制全部納入標準,並在採購和配料過程提前控制,如果無法達到條件,可適當配入一些蛇紋石、菱鎂礦和石灰等避免出現大幅度偏差。
3、在矽鐵爐眼上方附加矽渣,從後期爐眼的堵眼深度看,具有一定的效果,但是要合理控制矽渣配入總量。
4、無水碳質爐襯修補料進行堵眼和爐體維護,最大限度提升爐眼及周圍爐牆使用壽命。
(二)外護方面
1、採用人工測溫和電子裝置結合的方式。公司建立了分級護爐體系人工測溫跟蹤要求,對於不同的溫度區間範圍設定了人工測量的頻次和要求,同時在爐體不同區域安裝了爐體測溫貼片,分別能夠對爐體時時溫度進行跟蹤測量和資料記錄,並形成曲線,透過人工和電子資料能夠對爐體執行有一個較為準確的評價。
2、規範開堵眼機開堵眼作業標準,在爐眼堵眼作業一定要堵深堵實,開眼過程中嚴格控制氧氣使用。
3、各爐體對溫度較高區域透過架設軸流風機和壓縮風管強制冷卻措施,達到降低爐底溫度,透過控制熱平衡,控制泰曼溫度對爐壁損耗。
4、公司前期嘗試8-2#爐眼區域固定式熱成像儀,從使用效果來看熱成像儀對於爐體較薄弱區域定期進行監測,資料影象較為直觀,效果較好,如果條件較好的情況下可以嘗試新裝置的使用。