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梅钢2号高炉炉役后期安全改造工艺设计

文档作者：陈淼文档来源：梅山工业民用工程设计研究院有限公司		点击数：	更新时间： 2021年03月17日
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第41卷第6期
现代冶金
Vo1.41o.6
2013年12月
 Modern Metallurgy
Dec.2013
梅钢2号高炉炉役后期安全改造工艺设计
陈淼
(梅山工业民用工程设计研究院有限公司,江苏南京210039)
摘要:介绍上海梅山钢铁股份有限公司2号高炉炉役后期停炉进行安全改造的工艺设计。
关键词:高炉;冷却壁;炉喉;改造
中图分类号:TF576
引言
找到根本的解决办法。
十三段冷却壁共24块,目前已封掉11块,另
上海梅山钢铁股份有限公司(以下简称“梅钢”)有8块因有漏水现象而控水维持;十四段冷却壁共
2号高炉(1280m3)自2004年3月开炉以来,至24块,目前已封掉3块,另有8块存在漏水现象而
2012年9月已经连续生产8.5年,单位炉容产铁近控水维持。炉喉钢砖共有44块,目前已损坏26块,
7174t/m3,达到了长寿高炉的标准:原梅钢号高在此之前对破损处曾做过少量局部喷涂修补,取得
炉94年的单位炉容产量。自开炉达产以后一直了一定效果。
保持稳定、顺行、高产,年利用系数达到2.4/dm32012年2号高炉控制利用系数2.05~
以上水平。
2.10t/dm3水平,长期使用炉顶加钒钛矿护炉,炉
自2006年起,2号高炉炉缸三段水温差突然升缸热负荷趋向稳定,高炉休风凉炉频次在逐步降低,
高,2008年起炉缸8.1m(二、三段交界)处电偶但炉缸局部碳砖温度仍然处于警戒线的上限。
温度异常突升,2009年11月开始,炉缸二段13号
冷却壁水温差突然上升达到警戒值,此后分别有1812号高炉原设计情况
块二、三段冷却壁陆续达到警戒值,另外,2号高
炉炉缸二段的温差报警较三段更容易出现。
1.1高炉内衬
从2009年开始,2号高炉进入炉役中后期,炉
从高炉长寿方面综合考虑,在炉缸这一影响高
缸水温差及碳砖温度突升的情况开始发生,此后频炉寿命的关键部位采用“陶瓷杯技术;炉底采用国
率增加,高炉陆续开展了各项护炉工作。2号高炉产高导热半石墨化碳砖;风口部位采用大块灰刚玉
因护炉需要开始控制风量,基本维持19个风口工组合砖;炉腹及炉身中、下部及炉腰根据梅山特色
作。2009年11月以来,炉缸二、三段冷却壁水温选用致密质粘土砖;炉身上部选用优质粘土砖(或
差及相应区域碳砖电偶温度超警戒值,被迫休风堵磷酸浸渍粘土砖),无冷却设备区域的高炉炉壳内
风口达34次。五、六段共有冷却壁72块,目前44壁喷涂70mm的不定形耐火材料;为保持炉型及防
块根管存在漏水情况,占总量的61%,其中五段4止炉役后期炉衬漏煤气,炉喉钢砖下部的炉身部采
号、12号、20号均已改为圆柱型铜冷却柱。该问用耐火浇注料加耐磨冷却壁组合形式。
题自开炉后不久伴随2号高炉至今,在此期间因漏
水造成小套、中套损坏较多,表现在炉缸上二段水1.2冷却系统及冷却设备
温差及相应区域电偶温度异常升高,虽然多次组织
2号高炉采用“开路循环”冷却系统,冷却水循
技术攻关,并取得了一定效果,但目前为止尚不能环使用率≥96%;冷却水分为高、中、低三种压力;
收稿日期:2013-07-10
第6期
陈森:梅钢2号高炉炉役后期安全改造工艺设计
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风口小套及炉顶打水、十字测温装置等使用高压水这样一可以保护炉壳,二可以有效地防止煤气从冷
(士0.000m处水压≥1.1ma),炉顶设备、炉身上部却壁后吹出的现象发生。
(炉喉钢砖下部)的耐磨冷却壁、炉缸二段、三段
冷却壁以及重力除尘器、液压站等使用中压水(在2改造目标
±0.000m处水压≥0.85MPa),高炉其余各部位及热
风炉系统的冷却使用低压水(±0.000m处水压
工程实施后,在解决了各方问题的前提下,根
≥0.55MPa)
据2号高炉目前炉缸状况,2号高炉维护改造后再
高炉各部位冷却设备设计仍保持梅山特色,在生产2~3年,然后进入高炉大修。
结构形式上进一步完善,使之成为一个系列。即:
炉底设计选用32根70×6mm无缝钢管作为冷却主3改造措施
体,将其均匀敷设于炉底钢板下,水冷管中心线以
上与炉底钢板间的空隙中填充TC-S10高导热炭31炉喉钢砖改造
素捣打料。由于该炭素捣打料的导热系数大于
(1)改造目标
10.5W/mK与炉底所用碳砖的导热系数比较接近
通过改造,规整炉喉部位炉型,保证周向均匀性。
(炉底碳砖导热系数为8~12W/mK),故可较好地
(2)具体方法
发挥炉底水冷管的冷却作用,有利于将炉底1150℃
旧钢砖拆除后,在炉壳上焊接锚固件后浇注不
等温线控制在一个较为稳定的界面上。炉缸部位,定型耐火材料。
设计四段光面冷却壁,采用单排水冷管,水管取用
(3)主要材料
较小的弯曲半径。为确保冷却效果、使水冷管与壁
主要材料详如表1所示。
体能够紧密结合并防止冷却壁铸造时水管渗碳,设
表1炉喉钢砖改造主要材料
计选用梅山自行开发研制的MD-1型专利铬矿粉水
管防护涂料。炉腹、炉腰部位,依据炉壳折点设计序号材料名称规格型号数量
备注
两段大块异型炭捣冷却壁,为抵御冲击和侵蚀,设
1耐火浇注比重.7tm70数量中未计收
料
缩及损耗量
计壁体平均厚度345mm,采用单进单出式排管。为2固钉/个
10560
防止碳素捣打料脱落,壁体捣料槽设计为楔形,使
用THC-9型高导热冷炭素捣打料(导热系数≥10.5
W/mK)。对炉腰上端与炉身结合部,在认真总结13.2十三、十四段冷却壁改造
号、3号高炉现用冷却设备使用情况的基础上,拟
设计两层铜质冷却板,采用交错布置,并配以适量
(1)改造目标
高导热耐材。铜质冷却板采用法兰安装,以利更换。
通过改造,保证再开炉后较长时间内冷却壁不
在炉身中、下部,沿用梅山第二代1#高炉的冷却设破损。
备结构形式炉身下部采用小块炭捣冷却壁与钢
(2)具体方法
板冲压扁水箱相结合的复合式结构,总高度
十三、十四段部分冷却壁主要为管根漏水,但
4368mm;扁水箱设计不直接与炉壳接触,而是安壁体完好,采用将冷却水管灌浆封堵办法处理。
装在焊于炉壳上的专用箱套内。实践证明,这种设
(3)主要材料
计即可避免因高炉内衬体受热膨胀后,将力直接作
主要材料见表2。
用于炉壳,又便于在箱体一旦损坏时,可及时对其
表2+三、十四段冷却壁改造主要材料
进行更换。中部采用钢板冲压焊接方水箱,点阵式
序号材料名称规格型号数量备注
布置。在炉身上部,设计两段耐磨铸铁厚壁光面冷
1二次灌浆
23用于封堵
却壁,壁体平均厚度220mm,采用牌号MT-4的耐
料/m3
磨铸铁作为基材,其中加有适量的Cu和Mo,其抗
2水管/m44.5622
磨损及韧性指标均大大优于普通HT150-33铸铁
3.3五、六段冷却壁改造
壁体采用单层水管设计,为上、下两段冷却壁串联
供水,总冷却高度3m,整个冷却壁安装于专设托
(1)改造目标
 rurt. .ads toke 1..
通浩冷温水问
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现代冶金
第41卷
(2)具体方法
(2)具体方法
五、六段共有冷却壁72块,经测试,漏水的
1号热风阀更换、倒流休风阀检查更换、十字
有44块,因漏水的冷却壁统计不一定完全,本工测温更换4根
程按72块冷却壁全部更换考虑13
(3)主要设备
(3)主要设备
主要设备详见表5。
主要设备详见表3。
表5热风阀、倒流休风阀、十字测温改造主要设备
表3五、六段冷却壁改造主要设备
序号材料名称规格型号数备注
序号材料名称规格型号数量备注
1五、六段冷却
1热风阀/台QR94R型1
72
电动,全焊接
壁块
2倒流休风阀/台
3十字测温/支
4
3个短支,1
个长支
3.4炉缸改造
(1)改造目标
通过改造,规整炉型。
4结束语
(2)具体方法
炉缸区域浇注炭化硅刚玉浇注料,平均厚度约
梅钢2号高炉炉役后期安全改造,已于2012
250mm。
年底完成,主要对5、6段冷却壁进行更换和炉体
(3)主要设备
局部耐材重新喷涂和浇注,新冷却壁外形尺寸不变,
主要设备详见表4
管根处增加波纹管作为管套,有效保护了管根,炉
缸浇注250mm炭化硅刚玉浇注料,有效解决炉缸
表4炉缸改造主要设备
温度突升问题。
序号材料名称规格型号数量备注
1炭化硅刚玉比
667
参考文献:
浇注料/m3重1.5m3
1]梁利生,陈俊,张龙来宝钢3号高炉炉役后期稳产高产
生产实践[J]炼铁,2009,(3):1-4.
3.5热风阀、倒流休风阀、十字测温改造
2]安铭,栾吉益,王连杰,董龙果.济钢3#1750m3高炉中
修开炉快速达产实践山东冶金,2007,(5):29-31.
(1)改造目标
3]赵思,谢友阳武钢3号高炉中修开炉实践[]炼铁,2003,
通过改造,保证设备稳定性。
(4):23-25.

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