河鋼石鋼1080M3高爐破損冷卻壁養(yǎng)護實踐

習立陽 郭科敬 張余斌 趙培義 趙建飛

1概況

石鋼2號高爐（1080M3）高溫區(qū)為三帶鑄鋼冷卻壁，自2011年5月開爐以來，隨著冶煉強度的不斷提高，生產節(jié)奏越來越快，對冷卻壁的損耗也越來越快。于2014年10月出現2區(qū)爐腹9#、10#冷卻壁水管破損，至2017年11月2#爐大修前期，共計拆除破損冷卻壁水管98支，其中穿管32支，工業(yè)水縮水養(yǎng)護66支。時間最長的養(yǎng)護達3年。

2原因分析

首先判斷鑄鋼冷卻壁破損的原因及破損程度，采取不同的方式養(yǎng)護，經分析主要受以下幾方面影響：

1、在鑄造過程中，冷卻壁水管與壁體鋼液碳的質量分數相近可避免滲碳，由于實際鑄造中，鋼液中的碳是不穩(wěn)定的，在鑄造過程中必然出現偏析嚴重，晶粒粗大，應力大等缺陷，冷卻壁在使用過程中出現滲碳不可避免。

2、冷卻壁粘結物的影響，即渣皮頻繁脫落，也是影響冷卻壁壽命的重要因素，渣皮的頻繁脫落，有粘結物時使鑄鋼冷卻壁的導熱性能逐漸降低，而渣皮脫落后，又會出現較大的導熱性能。這種情況的頻繁出現，會使冷卻壁在熱應力的作用下產生熱震，導致冷卻壁破損。熱震也是冷卻壁破損的主要原因。

3、水質的影響，軟水達到一定溫度后會產生化學反應，容易結垢，不過現在的各鋼企的水質應該都不出現太大問題，還是要經常檢測水質，石鋼公司是每天進行水質的檢驗，水質不合格及時換水。

3、冷卻壁損壞情況判斷

冷卻壁在查漏過程中，通過爐皮外陰水和冷卻壁試水打壓過程中壓降速度以及通過煤氣報警儀輔助測煤氣含量，從而判斷出石鋼冷卻壁破損為冷卻壁內部水管破裂損壞，冷卻壁壁體基本完整。

石鋼2#高爐舊冷卻壁拆除后，通過實物現場觀察，冷卻壁壁體基本保持完整，壁體表面皸裂，裂紋較多，有的裂紋直接覆蓋整個壁體，造成水管拔斷，漏水。再有就是壁體整體變形，造成內部水管受應力作用拔斷。冷卻壁的變形和裂紋是造成2#爐冷卻壁水管破損的主要原因，而冷卻壁壁體保持完整，與預期的判斷基本相符。拆除的冷卻壁實體如下圖所示。

4采取的措施

2號高爐的破損冷卻壁沒有采用傳統(tǒng)的以及兄弟行業(yè)常用的盲死水管加裝冷卻柱的方法。而是根據鑄鋼冷卻壁的特點，并通過觀察爐皮外的陰水情況和試壓的壓降速度及出水情況，從而判斷冷卻壁壁體沒有損壞，決定采取以養(yǎng)為主，穿管為輔的措施。此方法緩解了冷卻壁水管的破損速度，使周圍的冷卻管得到保護，冷卻壁壁體得到了完整的保護，高爐爐操作爐型不易被改變，延長了冷卻壁壽命使高爐穩(wěn)定順行的到了保證。高爐可以大膽降硅冶煉并提高冶煉強度。從而進一步提高鐵產量和降低了焦比，有利于高爐增產降耗。石鋼2#爐從來沒有因為冷卻壁的原因進行過限產，后期產量進行控制，主要是爐缸原因

2#爐冷卻壁為自下而上串聯工藝，軟水冷卻，一周共計144支，上下分為15段，高溫區(qū)3段。自2014年10月份第五段出現第一支冷卻壁水管漏水，至2016年2月，此期間的破損的冷卻壁都為工業(yè)水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間將近一年半。共計18根與兄弟行業(yè)的2個月左右相比，時間大大延長。漏水嚴重的水管，采用穿管技術進行繼續(xù)養(yǎng)護。至2#高爐大修前期，拆除養(yǎng)護冷卻壁水管共計98支，其中穿管32支，多集中在三區(qū)西北部位。石鋼2#爐對破損冷卻壁采用以養(yǎng)為主的手段，養(yǎng)護冷卻壁時間最長達3年。3年的控制過程中，由于養(yǎng)護水管過多，其中有一些破損比較嚴重的水管，爐皮陰水出現過反復，難以控制的情況。也采取過很多措施避免往爐內漏水。后期最終實現冷卻壁無陰水。記得清楚的有一次高爐檢修，當時所有冷卻壁的工業(yè)水源是單獨的分水器，因為休風需要把破損冷卻壁的養(yǎng)護水全部關閉，我們都是關閉分水器的總閥門，當時有一個分水器的閥門關不嚴，當時也不知道，就都去忙檢修工作了，那次正好爐缸安裝熱電偶，打眼以后水一直往外流，后來查找半天不知道原因，最后把附近的支路閥門全部關閉，流水現象才消失，從那以后就是關閉每個養(yǎng)護閥門，后來把分水器排污閥連上水管至水箱，每次關閉大閥門后打開排污閥，可減少關閉閥門的數量。

石鋼煉鐵廠的經驗為：

1、 控制養(yǎng)護水管的水量，最終控制養(yǎng)護冷卻壁水管的水溫差不超15度。只要水溫差不上升，水量可以控制最小，保證不往爐內漏水。

2、 養(yǎng)護水管嚴重的，沒有養(yǎng)護價值的，進行穿管修復。

3、 穿管的水管再次漏水的，繼續(xù)再次縮水養(yǎng)護，并通過出水是否有雜物和水中氣泡的情況，判斷冷卻壁壁體情況。

4、 由于養(yǎng)護水較多，爐皮出現陰水后難以判斷是新漏點還是養(yǎng)護水漏水造成，后煉鐵廠通過對陰水部位的水進行化驗，能快速判斷是軟化水或者工業(yè)循環(huán)水，此過程只需幾分鐘就能完成，從而判斷是否有新漏點。大大提高了效率。

5處理的效果

冷卻壁養(yǎng)護與高爐的穩(wěn)定，渣皮的穩(wěn)定和噴涂料存在等息息相關。爐役后期，高爐控制爐缸熱流，采取保守操作，爐皮陰水情況隨之消失。事實證明，在養(yǎng)護水溫差在合理范圍之內，冷卻壁壁體能夠保持完整。即使部分水管水量縮至最小，只要不斷水，冷卻壁壁體基本不會損壞，石鋼煉鐵對養(yǎng)護冷卻壁方面有了寶貴的經驗。同行業(yè)似石鋼2#爐養(yǎng)護水管近100支，養(yǎng)護3年的絕無僅有。據同行業(yè)了解，多為養(yǎng)護2個月左右，為避免往爐內漏水就采取措施，多為堵死漏水水管，安裝冷卻柱保證冷卻強度。此方法相對于安裝冷卻柱，不僅節(jié)省資金，節(jié)省檢修時間，并且安裝冷卻柱，冷卻強度小且不均勻，操作爐型極易發(fā)生變化，對高爐順行和提高冶煉強度極為不利。據了解，兄弟行業(yè)采取安裝冷卻柱的方法以后，周邊冷卻壁破損速度加劇，冷卻柱越安越多，導致成片區(qū)域的冷卻壁破損嚴重。安裝冷卻柱必然配套外冷水，開外冷以后，風口區(qū)域收水槽不易安裝，且收水效果不好，風口周圍積水存有安全隱患。開外冷水以后，爐皮陰水難以發(fā)現，高溫區(qū)爐皮難以直觀判斷有新漏點。

6、 防止冷卻壁損壞的幾項措施

1 改善鑄鋼冷卻壁的材質

鑄鋼冷卻壁的水管和母體的材質要盡量接近，避免注人的鋼液與鑄人的冷卻水管之間存在碳的濃度差，確保冷卻壁內的冷卻水管不會因滲碳脆裂漏

水而使冷卻壁破損。同時，改進澆注工藝是提高冷卻壁性能的關鍵因素

2、改善冷卻水水質，以及保證合理的冷卻強度，石鋼2#爐的冷卻水水量還是在同級別高爐中還是比較大的。

3、及時處理漏水軟水支管

要加強對爐體的巡視點檢，一旦發(fā)現有漏水的軟水支管要及時排查出來并改通工業(yè)水，及時進行處理。其嚴重的要盲死并采取外噴，利用長期休風的機會再對其冷卻棒或冷卻板進行完善。

4、力爭采用精料

在實際生產中精料并沒有達到最佳要求。原燃料的品種較多、變化頻繁、成分波動較大，給高爐的操作和調劑帶來許多困難，鐵水中的硅、硫波動亦較大。穩(wěn)定原燃料，保證高爐穩(wěn)定順行，是主要因素之一。

5、搞搞好上下部調節(jié)

針對冷卻壁破損的部位，主要從下部進行調劑。同時，根據不同時期的冶煉強度，相應調整風口的布局，以防冷卻壁有更大的破損。抑止邊緣氣流的發(fā)展，減少冷卻壁的磨損。

7產生的效益

以近期某單位安裝冷卻柱為例，每支冷卻柱連工帶料約5萬元。仿照其最佳冷卻方式，分別為相鄰2支破損和3支破損及整塊冷卻壁的兩支相鄰水管需7支冷卻柱，3支相鄰破損需11支冷卻柱，整塊冷卻壁需14支冷卻柱。按照石鋼冷卻壁破損情況，只安裝相鄰兩支及以上水管破損的冷卻柱，則2支相鄰破損的14塊，3支水管相鄰破損的有7塊，整塊破損的2塊，需安裝冷卻柱14*7+7*11+2*14=203支，總費用達1015萬。而石鋼穿管32支只需每根金屬軟管330元一根，進出水軟管用5根，每根500元，進出閥門30元一個，灌漿閥15元一個用兩個，灌漿料10元/kg，每根消耗10kg灌漿料。則32根養(yǎng)護水管可節(jié)省：32*（330+500*5+30*2+15*2+100）=9.7萬元.養(yǎng)護其余水管66支，需進出閥門30元一個，進出水金屬軟管500元一根，用5根，需費用（500*5+30*2）*66=16.9萬元，合計9.7+16.9=26.6萬元。節(jié)省費用1015-26.6=988.4萬元。有良好的推廣意義。

8結語

石鋼2#爐冷卻壁從破損到大修更換冷卻壁沒有安裝一支冷卻柱，并且整體過程沒有對高爐操作和鐵水質量產生過影響。冷卻壁維護耗資小，檢修時間短，高爐。