某钢高炉于2003年4月8日开炉送风,设计容积3200m3。炉底为5层满铺碳砖,其中第一、二层为国产石墨碳 砖,第三至第四层为国产微孔碳砖,最上层为日本微孔碳砖。炉缸采用陶瓷杯及日本进口微孔碳砖结构,为防止“象 脚”状侵蚀,满铺碳砖上砌筑两次陶瓷杯垫。外侧使用日本产碳砖,最外层为光面冷却壁。
投产后高炉顺行良好,利用系数在2.4左右。2011年1月18日计划休风期间炉缸漏铁转入大修,经116天大修后 于2011年5月15日点火开炉
1、漏铁情况介绍
(1)概况:新1号高炉预计于2011年1月18日8-24点计划检修16小时,实际休风时间为早8点38分。休风期间22 时左右3号铁口正下方烧穿漏铁,共计漏出渣铁20吨左右,将位于3号铁口下方的炉缸供水环管及回水管等管道烧损, 同时烧坏少量预埋电偶电缆。由于事故发生时是休风期间,未出现影响生产情况及其他紧急情况。
(2)烧穿位置:新1高炉设计共4个出铁口,此次烧穿位置位于3号铁口正下方二段24号冷却壁上部,即铁口下方2. 5m处,如图1所示。
2、烧穿前相关情况
日常生产过程中高炉已经采取了护炉措施。由于1号铁口下方环碳温度高,2009年10月年修后高炉对1号铁口下 方了进行炉外喷淋冷却,并将关键区域冷却壁通工业水进行冷却。从2010年11月高炉上钒钛矿护炉,每批添加钛球1. 5-1.8吨,控制生铁中钛含量在0.15%以上。但并未降低高炉冶炼强度。以下是发生事故前温度监测点情况:
(1)烧穿前冷却壁水温差、炉缸热流强度监测未见明显异常。
(2)设在炉缸、炉底砖衬的温度监测点未见明显异常。原设温度检测点中,炉基温度(标高2.785m,插入深度278 5mm)、一层碳砖(标高4.290米,插入深度5240~8040mm)、第三层碳砖(标高5.09米,插入深度2400-800mm)即使 第5层碳砖(标高5.895米,插入深度2360mm)也没有明显异常变化。
炉缸侧壁六层环碳(标高8.99米)及以上炉墙温度未看出明显变化趋势。铁口标高为9.5米。
炉缸环碳第二层温度随时间变化曲线,从中可看出铁口下方的测温点有明显的波动及温度升高,最明显 的是二层环碳(标高6.79米,位于二段冷却壁)和四层环碳测温点(标高7.79米,位于三段冷却壁)。二段冷却壁内二层环 碳温度监控点位于死铁层底面,正是炉缸象脚侵蚀区域。从图3温度变化曲线可以得出,2008年9月份前该层各点温 度全部在200℃以下,但9月份后该层温度各圆周方向相继上升,最高的4444点达到了580℃,比其它铁口该位置温度 高250℃左右。虽然各个铁口下测温点温度都有所升高但都在300℃以下。同时1号铁口左侧(三段冷却壁)新增一点温 度也达到了接近500℃左右,比其他铁口测温点高出很多。
新增电偶位置,强化关键区域温度监控。 铁口下方对应位置温度:1号铁口(采取措施的区域)200℃。2号铁口210℃。3号铁口(烧穿位置区域)300℃,4号 铁口350℃。
3、事故原因分析
(1)冷却能力不足。新1高炉采用除盐水密闭循环冷却方式,炉底为一路冷却水,炉缸和风口冷却壁为一路冷却 水。各部分冷却水流量与发生烧穿事故的新3号高炉对比情况见表2。从表2可知,新1号高炉炉缸冷却能力比新3号还 要低,而新3号发生烧穿事故的主要原因之一就是冷却水量不足。
表2新1号高炉与新3号高炉冷却水量对比
(2)虽然采取了一定的护炉措施,但从结果看未达到预期效果,这可能与高炉未降强度有很大关系。
(3)炉缸炉底温度检测点相对较少。新1高炉原设计位于铁口中心线下的炉缸炉底热电偶只有70支,且最关键的铁 口下方没有设计热电偶。2009年后逐渐增加约40支,尤其是铁口正下方。虽然发生烧穿漏铁情况,但很多温度点温 度都无异常增高现象,说明电偶位置不合理,没有监测到最危险、最容易发生事故的部位。
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