九江1780m3高爐-

1、 九江3#、4#高爐是中冶京誠(chéng)EPC項(xiàng)目，3#高爐于2007年6月開始施工圖設(shè)計(jì)， 2008.12.27號(hào)上午11點(diǎn)18分順利出鐵，3#高爐于2012.10.27凌晨2點(diǎn)左右發(fā)生爐缸燒穿事故。此高爐連續(xù)生產(chǎn)接近4年。 九江1780m3高爐本體系統(tǒng)設(shè)計(jì)上充分吸收國(guó)內(nèi)同級(jí)別高爐設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。積極穩(wěn)妥地采用成熟的、已行之有效的爐型、耐材以及冷卻設(shè)備等。 高爐內(nèi)型高爐內(nèi)型高爐實(shí)際有效容積為1800.6m3。高爐內(nèi)型設(shè)計(jì)時(shí)特別注意適當(dāng)加深死鐵層深度，死鐵層深度h0=2100mm，h0/d21.54%。以盡可能減少鐵水環(huán)流對(duì)爐缸側(cè)墻的沖刷，減輕“象腳”區(qū)的侵蝕。 高爐冷卻結(jié)構(gòu)高爐冷卻結(jié)構(gòu)爐體冷卻結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì)采用薄壁、薄爐襯方式，爐底爐缸采用4段光面鑄鐵冷卻壁（材質(zhì)為RTCr），每塊設(shè)4根76x6冷卻水管，冷卻水設(shè)計(jì)流速1.6m/s, 水管間距240mm。冷卻壁設(shè)計(jì)表比面積為0.994。在國(guó)內(nèi)同類高爐設(shè)計(jì)中冷卻強(qiáng)度相對(duì)比較高，完全滿足冷卻要求。 高爐爐缸、爐底耐材結(jié)構(gòu)高爐爐缸、爐底耐材結(jié)構(gòu) 爐底、爐缸設(shè)計(jì)采用國(guó)產(chǎn)大塊炭磚+小塊陶瓷杯復(fù)合結(jié)構(gòu)。 爐底、爐缸耐材如炭磚和陶瓷杯設(shè)計(jì)上提出理化性能指標(biāo)完全滿足甚至高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)總包合同約定，采用招標(biāo)形式，最后確定九江3#高爐耐材采用河南科瑞的炭磚和鞏義中原的陶瓷杯 高爐本體水系統(tǒng)高爐本體水系統(tǒng) 高爐本體冷卻系統(tǒng)采用軟水密閉循環(huán)和開路循環(huán)系統(tǒng)，軟水密

3、閉循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總循環(huán)水量4030m3/h（合同附件3670），其中高爐本體冷卻壁3120 m3/h（合同附件2890）。在設(shè)計(jì)最大熱負(fù)荷條件下，最高進(jìn)出水溫差為8，軟水供水溫度45，水道專業(yè)空冷器換熱能力按10設(shè)計(jì)，系統(tǒng)完全可以安全運(yùn)行。 完善的高爐本體自動(dòng)化檢測(cè)完善的高爐本體自動(dòng)化檢測(cè) 高爐本體設(shè)置了完善的自動(dòng)化檢測(cè)，為高爐操作者提供可靠的操作依據(jù)，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，保證高爐穩(wěn)定順行。 爐底滿鋪炭磚部分設(shè)置了4層熱電偶，共73點(diǎn)。 在爐缸不同高度上布置六層熱電偶，特別是爐底、爐缸異常侵蝕區(qū)布置四層,共88點(diǎn)。冷卻壁設(shè)置11層冷卻壁壁體測(cè)溫，共84點(diǎn)。半石墨炭磚微孔炭磚3124 高爐本體

4、設(shè)計(jì)總結(jié)高爐本體設(shè)計(jì)總結(jié) 九江3號(hào)1780m3高爐設(shè)計(jì)上充分吸收國(guó)內(nèi)大、中高爐特別是同級(jí)別高爐設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上的經(jīng)驗(yàn)。高爐本體采用成熟、實(shí)用的長(zhǎng)壽技術(shù)，如高爐體結(jié)構(gòu)的選擇、爐型的設(shè)計(jì)、爐體熱負(fù)荷參數(shù)的選取、冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)以及耐材指標(biāo)的提出等方面滿足高爐長(zhǎng)壽的要求。 九江公司就3號(hào)高爐爐底、爐缸修復(fù)方案邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)多名專家進(jìn)行討論。討論結(jié)果是九江3號(hào)高爐爐底、爐缸修復(fù)方案維持原設(shè)計(jì)方案，碳磚和炭素?fù)v料選用國(guó)內(nèi)方大炭素的優(yōu)質(zhì)的碳磚和炭素?fù)v料。 3號(hào)高爐已于2012年底恢復(fù)生產(chǎn)，到目前爐底、爐缸溫度正常。 燒穿部位燒穿部位3#高爐于10月27日2：07分左右發(fā)生爐缸燒穿事故，燒穿部位高度1000mm，

5、寬度1200mm。燒穿的現(xiàn)場(chǎng)照片見圖3。燒穿部位在13#風(fēng)口與14#風(fēng)口之間正下方(高爐鐵口中心線下1600mm)爐缸第二段冷卻壁位置. 。 現(xiàn)場(chǎng)觀察從燒穿部位檢查發(fā)現(xiàn)風(fēng)口以上爐料已大部分從燒穿部位吹出，燒穿部位上方三層冷卻壁約有12根進(jìn)排水管燒壞，爐缸陶瓷杯已不存在，只剩環(huán)型碳磚，燒穿部位區(qū)域的炭磚侵蝕嚴(yán)重。爐內(nèi)侵蝕情況爐內(nèi)侵蝕情況 第79層環(huán)炭侵蝕非常嚴(yán)重，總體上此標(biāo)高區(qū)域一圈都有嚴(yán)重侵蝕，侵蝕呈現(xiàn)明顯“蒜頭狀”，其中最嚴(yán)重的侵蝕發(fā)生在遠(yuǎn)離鐵口的正南和正北方位（圖紙為0和180方位），而鐵口正下方和鐵口附近區(qū)域相對(duì)侵蝕并不很嚴(yán)重。燒穿部位附近爐墻（正南)即將燒穿部位的爐墻（正北）爐底炭磚侵

6、蝕情況，中心陶瓷墊侵蝕完畢，第4層滿鋪炭磚略有侵蝕，深度大約200300mm。爐底炭磚滲鉛嚴(yán)重，一直滲透至爐底第2層炭磚，磚縫中都有鉛。爐料含鉛負(fù)荷較重，大概是正常值的3倍。爐底清理出大約800kg左右的鉛（拆爐工人估計(jì)）。 爐底炭磚的侵蝕情況爐底炭磚的侵蝕情況爐底炭磚侵蝕情況爐底炭磚滲鉛嚴(yán)重過高利用系數(shù)、高產(chǎn)量的影響過高利用系數(shù)、高產(chǎn)量的影響九江3#高爐設(shè)計(jì)利用系數(shù)2.327t/m3.d，日產(chǎn)鐵量4142t，出鐵次數(shù)為12次，年產(chǎn)鐵量145萬t?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研3#高爐的利用系數(shù)2.62.8，出鐵次數(shù)1516次，有時(shí)達(dá)到18次。下圖是3#高爐事故前2012.10.23的生產(chǎn)報(bào)表，從報(bào)表上看10.23

7、的生鐵產(chǎn)量為5338t.利用系數(shù)達(dá)到2.9以上。追求高利用系數(shù)、高產(chǎn)量，鐵水環(huán)流加劇，增加鐵水機(jī)械沖刷和熱流強(qiáng)度，勢(shì)必加重爐缸的“象腳”侵蝕，縮短高爐壽命。 高爐操作、維護(hù)不力直接導(dǎo)致燒穿高爐操作、維護(hù)不力直接導(dǎo)致燒穿 TE12382012.10.12 TE11238溫度一度達(dá)到溫度一度達(dá)到1000TE12352012.10.12 TE11235溫度一度達(dá)到溫度一度達(dá)到1000，TE132442012.10.21 冷卻壁冷卻壁TE1324 一度超過一度超過500, 超過超過500軟水回水1軟水回水22012.10.23軟水回水軟水回水2開始漏水開始漏水入爐料有害元素入爐料有害元素znzn以及堿

8、金屬的影響以及堿金屬的影響九江鋼鐵公司九江鋼鐵公司2011.12011.1月入爐原燃料鋅負(fù)荷情況見下表月入爐原燃料鋅負(fù)荷情況見下表： 名稱單耗kg/t（Zn、Pb）%收入量kg%燒結(jié)礦（1225.3）精粉1300（0.06、0.03）（23.4、11.7）富粉（0.01、0.01）（9.1、9.1）進(jìn)口球團(tuán)97.8（0.01、0.01）（0.978、0.978）聯(lián)達(dá)球團(tuán)309.7（0.04、0.02）（6.194、3.097）銅陵球團(tuán)（0.03、0.01）（4.646、1.549）合計(jì)（44.318、26.433）從上表可以看出，如忽略燃料及溶劑中帶入的堿金屬，爐料中帶入Zn：0.44kg/t

9、、Pb：0.26kg/t。有害元素在爐內(nèi)循環(huán)富積，不僅破壞高爐的穩(wěn)定順行、降低焦炭強(qiáng)度，而且能與耐火材料形成化合物，使其體積膨脹，有的高達(dá)50%，易對(duì)爐缸炭磚的造成破壞。高爐爐缸堆積嚴(yán)重高爐爐缸堆積嚴(yán)重死鐵層中殘鐵極少死鐵層中殘鐵極少 從扒爐情況看，陶瓷墊還部分殘存，爐底僅有及其少量殘鐵，厚度約50mm，且僅局部區(qū)域有一點(diǎn)。爐缸堆積的存在，這就大大加劇了鐵水環(huán)流。從拆爐過程中可以看出，爐底陶瓷墊部分殘存，“象腳”區(qū)炭磚侵蝕非常嚴(yán)重，殘鐵量較少，這也證實(shí)了高爐由于長(zhǎng)期操作不當(dāng)，造成爐缸堆積，從而加劇鐵水環(huán)流對(duì)象腳區(qū)的侵蝕。高爐爐底爐缸炭磚質(zhì)量和碳素?fù)v料不過關(guān)高爐爐底爐缸炭磚質(zhì)量和碳素?fù)v料不過關(guān)

10、武鋼技術(shù)研究院對(duì)殘存的炭磚和碳素?fù)v料進(jìn)行了取樣化驗(yàn),化驗(yàn)的結(jié)果表明:微孔炭磚的微孔率、導(dǎo)熱系數(shù)和抗鐵水溶蝕等指標(biāo)沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求碳素倒料的導(dǎo)熱系數(shù)只有45w/mk ,沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求. 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)（燒穿前一周，再前數(shù)據(jù)無記錄）分析得知，爐底滿鋪炭磚的溫度、爐缸炭磚的溫度特別是“象腳”區(qū)炭磚的溫度、冷卻壁溫度以及軟水回水等較多數(shù)據(jù)已長(zhǎng)時(shí)間存在異常，足以說明高爐已處于極度危險(xiǎn)的狀態(tài)中，高爐操作沒有采取任何行之有效的護(hù)爐措施，導(dǎo)致高爐爐缸燒穿事故的發(fā)生。 高爐維護(hù)不力直接導(dǎo)致燒穿高爐維護(hù)不力直接導(dǎo)致燒穿 受九江萍鋼公司和中冶京誠(chéng)委托 ，由9名 煉鐵界專家組成的專家組，聽取了雙方設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)

11、運(yùn)行以及大修破損調(diào)查介紹，專家組就3號(hào)燒穿原因進(jìn)行分析,形成如下意見: 炭磚和碳素?fù)v料部分指標(biāo)未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),是造成爐缸異常侵蝕的重要原因。 生產(chǎn)過程對(duì)爐缸冷卻及侵蝕缺乏有效監(jiān)控,高爐出現(xiàn)異常未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效的措施是爐缸燒穿的原因之一。 高爐長(zhǎng)壽是一個(gè)系統(tǒng)工程：一是高爐設(shè)計(jì)時(shí)采用的長(zhǎng)壽技術(shù)，如合理的爐型、優(yōu)良的設(shè)備制造質(zhì)量、高效的冷卻系統(tǒng)、優(yōu)質(zhì)的耐火材料。二是良好的施工水平。三是穩(wěn)定的高爐操作和優(yōu)質(zhì)的原燃料條件。四是有效的爐體操作維護(hù)技術(shù)，這四者缺一不可。 爐底、爐缸耐材如炭磚和炭素?fù)v料質(zhì)量對(duì)高爐壽命起著重要的作用，九江3號(hào)高爐采用河南科瑞的碳磚和炭素?fù)v料,質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求是爐缸燒穿的重要原因。 高爐生產(chǎn)和操作維護(hù)不力是3號(hào)高爐燒穿的直接原因。 在生產(chǎn)操作中，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)爐缸的危險(xiǎn)的蛛絲馬跡，操作上采取相應(yīng)的措施以阻止燒穿事故的發(fā)生。高爐出現(xiàn)險(xiǎn)情都會(huì)有征兆，就像本報(bào)告分析的有許多溫度極度異常而被無視，高爐處在極度的危險(xiǎn)中而沒有采取任何的維護(hù)措施，最終直接導(dǎo)致爐缸燒穿。 盲目的追求產(chǎn)量，不顧