國內(nèi)與國外部分高爐炮泥使用的比較

瑞爾公司向您致敬瑞爾公司董事長徐瑞圖博士與公司全體員工2014.10.無錫國內(nèi)與國外部分高爐炮泥使用的比較大中型高爐基本度采用“無水炮泥”2000m3以上高爐日出鐵在12次左右，從日出鐵15-16次到現(xiàn)在的水平大約用了10年時間，導(dǎo)致了操作觀念，高爐順行和勞動強度的變化炮泥消耗:較高水平可以達到0.3kg/THM，不少高爐可達到0.5kg/THM水平，尚有部分高爐還在1kg/THM上下徘徊從資源節(jié)約的角度，炮泥消耗每降低0.1kg/THM,按照，年產(chǎn)生鐵7億噸計算，每年可節(jié)約優(yōu)質(zhì)炮泥7萬噸；年經(jīng)濟效益5億元，尤其是：優(yōu)質(zhì)耐火材料的資源是不可再生的！從1kg/THM到0.3kg/THM有0.7kg/THM的節(jié)約空間，近50萬噸材料的節(jié)省，近50億的經(jīng)濟效益，是大有可為的國內(nèi)高爐炮泥的使用現(xiàn)狀在這個轉(zhuǎn)變過程中，最難的是觀念的轉(zhuǎn)變目前尚需在觀念上改進的有：偏重使用大鉆頭,認為使用大鉆頭有利于快速出盡渣鐵傾向過長鐵口,打泥量過高,導(dǎo)致鐵口難開,鐵口易斷裂,紅點前移,滲鐵頻繁出鐵過程的見渣系數(shù)偏低,爐缸內(nèi)渣鐵液面高度不穩(wěn)定打泥壓力偏低,偏愛”軟炮泥”,鐵口通道充填不密實不重視開口鉆頭的質(zhì)量,開口能力弱,無法使用優(yōu)質(zhì)炮泥高爐炮泥的使用現(xiàn)狀鐵口炮泥使用的定性模型Max{M=f(n,d,g,T,P,e,s)}單次出鐵總量最大W=f(g,p,n1,n2,…)≤N1單次出鐵泥耗成本≤N1e=f(g,p,d,T,P)≈1見渣系數(shù)趨于1s=f(g,p,d,n1,n2…)≥N2鐵口深度≥N2Vout=f(g,p,d,n1,n2…)≈Vin出鐵速度近似于產(chǎn)鐵速度N=f(g,p,d,n1,n2…)≤NT日出鐵次數(shù)

≤NT(6-8)目標

約束條件選擇最優(yōu)的n:炮泥組分P:打泥壓力d:開口直徑g:壓入泥量符號定義單位M:單次出鐵總量THMW:單次炮泥成本元/次e:見渣系數(shù)%s:鐵口深度mVout出鐵量t/minVin產(chǎn)鐵量t/minN:日出鐵次數(shù)次g:打泥量kgp打泥壓力MPad開口直徑mmni炮泥組分T鐵水溫度℃P爐頂壓力kg鐵口炮泥使用的定性模型在高爐現(xiàn)有的鐵水溫度和爐頂壓力的條件下選擇最佳的炮泥構(gòu)成

開口直徑打泥壓力

單次打泥量使得炮泥成本控制在合理水平渣鐵界面控制在鐵口標高水平鐵口深度不小于設(shè)定深度出鐵速度與產(chǎn)鐵速度相匹配日出鐵次數(shù)控制在一定次數(shù)以內(nèi)爭取單次出鐵的出鐵量達到最大梯森-克虜伯公司爐前專家認為對于有4個鐵口的大型高爐理想的出鐵方式是：交替式

雙鐵口出鐵日累計出鐵時間為24小時,無并行出鐵每天出鐵次數(shù)為5次同軸線鐵口相隔30天輪換倒場見渣指數(shù)接近100%鐵水和渣的質(zhì)量排出速度符合條件：

排出量＝生成量

在這樣的理念指導(dǎo)下,TKS取得的成績炮泥使用的目標

較少的日出鐵次數(shù)N(6-8)

VinVout炮泥使用的約束條件如上模型所示，炮泥使用過程的約束條件為:單次消耗成本(炮泥的成本和泥耗）見渣系數(shù)鐵口深度出鐵速度日出鐵次數(shù)……在多鐵口出鐵的高爐，并行出鐵的時間對于炮泥的合理使用也有重要影響炮泥的成本和泥耗影響單次炮泥消耗成本的主要因素：

單次炮泥的打入量

炮泥的組成炮泥生產(chǎn)廠家：為高爐提供適配炮泥炮泥使用廠家：在合理范圍內(nèi)盡量減少一次性打泥量一般地說，高爐的容積越大，單次泥耗越低，單次泥耗與單次打泥量有顯著的相關(guān)關(guān)系日本不同容積高爐的泥耗和打泥量隨著高爐容積的增大，噸鐵炮泥的單耗有顯著下降趨勢。幾乎所有2000m3以上高爐的噸鐵炮泥單耗都在0.4kg/HTM以下日本4000m3以上高爐炮泥單耗與單次打泥量呈現(xiàn)十分緊密的相關(guān)關(guān)系2000m3級高爐的泥耗也能保持在0.5kg/THM左右巴西不同容積高爐的泥耗和打泥量隨著容積的增大，單次打泥量有所提高，但是由于單次出鐵量隨著容積的增大而增大的緣故，噸鐵炮泥的消耗卻都保持在了較低的水平。特別是800-1000m3級的高爐，炮泥的單耗也能做到僅有0.4kg/THM的水平，實在是難能可貴。國內(nèi)高爐和日本與巴西高爐打泥量的比較隨著容積的增大，單次打泥量有所提高，這個趨勢是一致的.總體而言,我國不同容積高爐的一次性打泥量均顯著較高.相比而言,日本高爐不同容積高爐的打泥量差異最小.特別是4000級以上高爐,一次性打泥量相對很低.而巴西低于3000m3以下的高爐打泥量一般均維持在較低水平.我國高爐偏向多打泥的主要原因是希望借此獲得足夠的鐵口深度.鐵口深度和單次打泥量過分強調(diào)鐵口深度是目前我國高爐比較普遍存在的操作習慣愿望：爐役后期，爐缸側(cè)壁、鐵口區(qū)水溫差升高，通過提高鐵口深度，在爐缸內(nèi)側(cè)鐵口區(qū)形成較大的泥包，護爐其實：難于實現(xiàn)

過大的泥包伸入爐缸內(nèi)經(jīng)不住鐵水的沖刷，伸入爐缸的泥包燒結(jié)強度較高，給鐵口的打開增加難度，鉆頭到達泥包末端時已經(jīng)接近被磨平，鉆開的能力已經(jīng)大打折扣特別是當開口機能力不足，為了打開鐵口就不得不依靠強行振打，導(dǎo)致泥包的開裂甚至折斷，于是滲鐵增加，紅點提前。泥包一旦開裂，修復(fù)十分困難。結(jié)果：斷裂的泥包不但不能保護爐缸，反而會加劇鐵口區(qū)耐材的侵蝕。一般，在爐缸鐵口區(qū)耐材的厚度基礎(chǔ)上增加400-600mm的泥包是比較合理的。國內(nèi)有一座高爐鐵口區(qū)耐材的厚度僅有3米左右，可是在操作中卻希望將鐵口深度做到4.2米。實踐證明這樣的鐵口深度無法達到，后來將鐵口深度調(diào)整為3.8米才逐步穩(wěn)定下來。鐵口深度S≥N2需要足夠深度不需要太深兩種泥包形狀努力做成A型VinVoutAB適度鐵口深度，適度打泥量鐵口深度：≈爐墻厚度的1.3倍或者爐墻外400-600mm泥包的作用保護爐墻維護鐵口通道鐵口過深的害處開口不易破壞泥包，引起滲鐵控制的辦法控制打泥量調(diào)整炮泥開口性能改進鉆頭質(zhì)量日本不同容積高爐的鐵口深度和打泥量2000m3以上級別的平均鐵口深度為3.45米4000m3級別以上高爐的平均鐵口深度為3.54米幾乎沒有超過4米鐵口深度的注意爐缸外殼的形狀巴西不同容積高爐的鐵口深度和打泥量3000m3以上級別的平均鐵口深度為3.2米鐵口深度與打泥量之間并不緊密相關(guān)更多與高爐容積和鐵口區(qū)耐材結(jié)構(gòu)相關(guān)脫離鐵口區(qū)耐材結(jié)構(gòu)單純依靠多打泥鐵口深度難于穩(wěn)定國內(nèi)高爐和日本與巴西高爐鐵口深度的比較鐵口深度隨爐缸直徑增大而增大,尤以國內(nèi)高爐為顯著.日本高爐最不顯著,由于日本2000及以上高爐的爐缸碳磚設(shè)計厚度差異并不大而且普遍較厚,而他們操作設(shè)定鐵口深度是根據(jù)爐缸碳磚的厚度來確定的.與巴西高爐相比,我國高爐鐵口深度普遍偏深,有過度追求鐵口深度的趨勢我國高爐的爐前設(shè)備與日本和巴西高爐向比大多能力較差,過深的鐵口會導(dǎo)致開口費勁,容易滲鐵且必然導(dǎo)致炮泥消耗的增加.過深的鐵扣也不好保持,會導(dǎo)致鐵口深度的不穩(wěn).泥耗增加.國內(nèi)高爐和日本與巴西高爐噸鐵泥耗的比較國內(nèi)高爐噸鐵泥耗偏高的趨勢顯著可見.尚有部分高爐的噸鐵泥耗在0.8到1.0公斤水平徘徊.平均來看,噸鐵泥耗要高出0.1-0.2kg,這還沒有考慮那些操作比較粗獷,容積小于1000m3的高爐日本4000級以上高爐的泥耗很多都在0.3kg以下,低的可達0.17kg水平.巴西1000-2000級高爐的泥耗高的也只在0.6-0.7kg的水平,而低的僅僅為0.4kg,中大型高爐與日本在相近的水平.中國高爐在降低噸鐵泥耗方面尚有較長的路要走出鐵速度和日出鐵次數(shù)

VinVout

巴西不同容積高爐的出鐵速度和產(chǎn)鐵速度出鐵速度略大于產(chǎn)鐵速度，但是十分靠近

合理的出鐵速度決定了單次的出鐵時間單次出鐵時間越長，日出鐵次數(shù)就越少適配的炮泥，合理的打泥壓力要控制好出鐵速度，合理地選擇開口直徑是關(guān)鍵

日本不同容積高爐的鉆頭直徑鉆頭直徑1實際平均開口直徑鉆頭直徑2統(tǒng)計公式計算的開口直徑國內(nèi)高爐和日本高爐選用鉆頭直徑的比較與日本高爐相比,我國高爐4000級以下一般選用鉆頭較大,而4000級以上則選用鉆頭較小日本高爐使用鉆頭的分級較我們要細如何合理使用鉆頭直徑設(shè)個觀念問題,調(diào)節(jié)鉆頭直徑是調(diào)節(jié)出鐵時間和出鐵次數(shù)以及出鐵量的最有效手段國內(nèi)高爐和日本/巴西高爐出鐵時間的比較與日本高爐相比,我國高爐普遍出鐵時間偏短日本高爐的平均出鐵時間最長,巴西高爐的平均出鐵時間也比我國高爐要長不少,尤以中小高爐為甚我國高爐平均出鐵時間偏短主要源于兩個原因認為使用大鉆頭就可有增加單次出鐵量,害怕高爐憋風定期打開對面鐵口,重疊出鐵時間較長國內(nèi)高爐和日本/巴西高爐日出鐵次數(shù)的比較我國不同容積高爐的日出鐵次數(shù)叫日本/巴西高爐均顯著要多,大型高爐尤為顯著,每天要出10次鐵以上似乎是一個破不了的魔咒出鐵次數(shù)與單次出鐵時間緊密相關(guān),降低日出鐵次數(shù)主要依靠提高使用炮泥的質(zhì)量,很多高爐對使用優(yōu)質(zhì)炮泥的意識有待提高,往往過度偏重采購炮泥的價格減少重疊出鐵時間選用適度的鉆頭直徑,改變使用偏大鉆頭的習慣,使用優(yōu)質(zhì)鉆頭,增大打泥壓力打泥壓力開口直徑

單次打泥量

打泥壓力耽心：防止打泥困難，耽心打泥太密實導(dǎo)致開口不易要求：炮泥不要太硬，打泥壓力不要太高不少廠家：泥炮的最大工作壓力250KG實際打泥壓力150-180KG實際上：努力使炮泥被十分密實地填充在鐵口通道中才能保證炮泥的耐侵蝕能力得以充分發(fā)揮鐵口開口性能主要應(yīng)該由炮泥組分來調(diào)節(jié)不能依靠降低炮泥在鐵口內(nèi)的密實度來實現(xiàn)。推薦：打泥壓力應(yīng)該達到泥炮最大推力的80%-85%之間炮泥生產(chǎn)廠家據(jù)此調(diào)整炮泥的塑性和開口特性對優(yōu)質(zhì)炮泥質(zhì)量的一般性要求操作特性塑性適中,打泥適配性好一般地說,塑性應(yīng)該滿足泥炮使用80%的打泥壓力順利