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美固美特:当前钢铁市场环境下的高炉大中修策略

2020-01-10 14:41:00

  孟文涛 薛忠林

  2020年是全面建成小康社会的一年,没有全面小康的实现,民族复兴就无从谈起。789yx.cn_【官方首页】-789游戏中心我国是钢铁大国,高炉的安全、平稳、高效、经济运行是高炉炼铁人追求的目标,高炉的经济运行标志着炼铁技术进步和创造效益最大化,同时也为民族复兴、小康社会的建成贡献一份力量。

  随着《新环保法》及大气污染综合治理攻坚行动方案的具体实施,部分省份的钢铁企业受到采暖季及非采暖季10%~50%的产能限制,造成国内高炉开停炉极为频繁。同时,高炉的安全及寿命也承受着巨大的考验。大多数高炉面临着炉缸耐材热震加剧碳砖的冲刷及剥离侵蚀,炉缸安全受到严重的威胁,炉身耐材在开停炉过程中不断受到边缘气流的冲刷及热制度波动导致的渣皮不稳定,进而影响到冷却壁的寿命。炉体耐材的侵蚀加剧更进一步推动了高炉的大中修进程。

  很多高炉在频繁的开停炉后,面临着一个问题——是否需要进行彻底大修来保证高炉的生产安全?

  传统的高炉大修是将高炉炉缸耐材全部拆除后重新砌筑,冷却壁或炉壳局部或整体更换。有些高炉大修项目甚至启动于停炉前2到3年,停炉至开炉周期基本都在3个月左右。789yx.cn_【官方首页】-789游戏中心传统大修不仅大量消耗人力、物力、资金及时间,而且在物料的准备及生产等环节也产生了一定的重复性的资源浪费及环境污染。美固美特经过三十多年的技术积累,结合独特的材料性能,在高炉大中修方面独辟蹊径,已形成一整套高效、快速、安全的高炉大修方案。美固美特高炉快速大修案例的成功应用,使得高炉在目前市场环境下既能适应生产节奏的快速变换,也保证了高炉在另一个炉役周期的运行安全。美固美特快速大修方案已成为高炉应对目前市场环境的一把利器,已经广泛地应用于国内外的大中小型高炉。

 

  “快速大修”概念的提出

  独特的材料及长寿的理念是高炉“快速大修”的基础:美固美特材料均为无水泥质材料,采用特种硅凝胶作为结合剂,远程泵送至炉内。材料本身具有优良的抵抗渣铁侵蚀性能、极好的热震稳定性、优良的高温蠕变性能、低的铁水熔蚀指数、低的线变化率。789yx.cn_【官方首页】-789游戏中心炉缸整体浇注无缝成型,具有超低的系统显气孔率,防止碱金属、铅锌蒸汽及一氧化碳侵蚀,有效保护碳砖;并且利用其中高导热性能在碳砖热面浇注成型后,与碳砖形成完美的温度场梯度分布,将1150℃等温线推移至浇注料热面,在材料热面形成渣铁凝滞保护层保护碳砖,避免产生碳砖环裂、脆化等现象,最大程度地保护炉缸原有砖衬,大大延长炉缸的使用寿命。

  高炉的“快速大修”是基于美固美特独创、成熟耐材特性及施工工艺基础上的一种高炉耐材重建理念:其基本步骤和内容包含停炉、放残铁、凉炉、炉缸清理、冷却元件更换、炉缸浇注、炉身喷注、烘炉、开炉。整个过程快速高效,更好地适用于目前高炉适应市场环境及环保限产政策的下炼铁产能调整,以最低的资金投入达到企业的利润最大化。789yx.cn_【官方首页】-789游戏中心国内大中型高炉快速大修周期可控制在28天至34天之间,施工组织无交叉作业,各工序衔接紧凑,施工过程精细控制,有效地保证了大修的质量及安全。

  “快速大修”与传统大修的对比

  快速大修对高炉时间效益的影响:传统高炉大修时间为3个月至6个月,而选用美固美特高炉技术方案,高炉快速大修时间可控制在30天左右。按照传统大修最短3个月的检修周期考虑,至少为业主节省60天的高炉作业时间,若以每吨铁300元~900元的利润计算,2500m3高炉(平均日产6300吨)创造效益1.134亿元~3.402亿元,而美固美特炉缸浇注的投资仅为效益值的4%~8%。

789yx.cn_【官方首页】-789游戏中心  快速大修与传统大修投资利益对比分析:传统高炉大修过程需要将炉缸内衬碳砖及陶瓷杯整体进行清理并重新进行砌筑。而在快速大修中,美固美特基于优质耐材的特性,在清理过程中最大限度地保留炉缸内衬,减少大修的固定投资。十多年来,美固美特参与大量的高炉炉缸破损调查发现,炉缸耐材侵蚀最严重的总是在铁口中心线以下、陶瓷垫以上二至三层碳砖的位置,即高炉“象脚”侵蚀区域。在炉缸清理过程中采取炉缸碳砖保护性清理方式,保留已运行多年的结构及传热稳定的优质碳砖,发现炉缸可保留碳砖的比例高达80%以上。

  传统高炉大修的代价,首先是对没有侵蚀碳砖的浪费。以迁钢2号2650m3高炉为例,按照目前国际市场上碳砖价格7000欧元/吨计算,利旧此部分碳砖可为业主节约碳砖资金4300万元人民币以上。美固美特利旧碳砖修复方案的投资仅占传统大修方案固定资产投入的28.7%。

 

  “快速大修”应用于国内外大型高炉的案例

  近年来,美固美特炉缸整体浇注技术越来越多地成功应用于国内外大中型高炉的工业生产。截至2019年12月底,美固美特2000m3级以上高炉旧碳砖炉缸整体浇注修复已达17座,几个代表性的案例如下:

  ——墨西哥AHMSA 5号2210m3高炉,该高炉第一代炉龄为18年,炉缸采用美国UCAR热压小碳块顶砌,2012年停炉前炉缸侧壁温度高达800℃,经常堵风口。2012年6月,由美固美特进行旧碳砖炉缸浇注投产至今已稳定高产运行7年以上,目前炉缸侧壁插入深度600mm处的数支热电偶温度全部低于400℃,日产量由5500吨~6200吨提高到了7300吨~7500吨,预期寿命延长10年,这使得AHMSA取消了1亿美元大修计划,预计该高炉使用寿命可达28年以上。

789yx.cn_【官方首页】-789游戏中心  ——德国Salzgitter BF-A 2410m3高炉,该高炉第一代炉龄为8年,炉缸采用超微孔大炭块复合炉缸,2013年停炉前炉壳局部温度高、冷却壁热流强度超标,局部侵蚀严重,最薄处碳砖厚度400mm~500mm左右。该公司2013年7月份采用美固美特炉缸快速修复技术稳定运行至今已达6年以上。2019年3月份回访时,浇注料冷面温度小于500℃,按目前情况推算该炉缸浇注后可持续运行10年以上。

  ——包钢3号2200m3高炉旧碳砖炉缸浇注,2017年6月开炉至今已运行2年4个月,而且在旧碳砖与浇注料之间的热电偶读数稳定在545℃左右,推测浇注料厚度仍为400mm以上;首钢迁钢2号2650m3高炉2018年9月炉缸浇注开炉后燃料比下降30kg/t,产量稳定在6300 t/d以上;在本钢板材5号2650 m3和迁钢2号高炉良好的浇注效果的影响下,本钢板材7号2800m3高炉、北营2号3200m3高炉、首钢迁钢1号2650m3高炉、通钢3号2680m3高炉进行了旧碳砖浇注,炉缸浇注后高炉重获新生,目前侧壁象脚侵蚀部位温度稳定在100℃~200℃(热偶插入深度为距冷却壁热面250mm),指标均优于停炉前指标。

  以美固美特独特炉缸浇注技术为核心的“快速大修”实际案例证明,炉缸整体浇注不仅在大修工期上有明显优势,而且在开炉后高炉能快速释放产能并达到很好的经济指标,同时消除了传统炉缸结构带来的安全隐患,真正达到高炉长寿的目的。

 

  基于优质耐材特性的美固美特炉体耐材配置

  美固美特炉缸耐材配置分为:利旧碳砖炉缸整体浇注,新碳砖炉缸整体浇注,无碳砖炉缸整体浇注。

  ——新碳砖炉缸整体浇注技术,包括炉底封板以下灌注及炉底封板以上找平层,碳砖与炉壳之间,分别进行不同浇注材料的填充,避开传统砌筑捣打方式的弊端,保证填充材料的密实性及冷却系统传热的连续性。炉壳与冷却壁之间选择特殊流动性好、常温固化,体积稳定、性能稳定的材料进行填充,从根本上彻底封堵煤气,避免生产过程中炉体窜煤气的问题,省去投产后反复在线灌浆带来的烦恼和资金花费。

  ——炉缸局部修复技术,根据具体情况可以选择铁口整体浇注及风口带整体浇注,在一定程度上保证煤气的密封可靠性,同时由于材料良好的抗渣铁侵蚀性,保证铁口及风口的耐材长寿。

  炉腹、炉腰、炉身下部、炉身中上部及炉顶封罩分别选用不同特性材料的喷注方式,最大程度保护炉身冷却器来保证高炉炉身及炉缸的长寿。

  ——近年来在高炉快速大修过程中,由于高炉原有砖衬异常侵蚀,拆除过程中发现炉缸侧壁砖衬破损严重已无法保留,而且来不及采购碳砖,将会采取炉缸侧壁所有砖衬进行清理至冷却壁热面,利用美固美特材料整体进行浇注的方式进行炉缸重建,如此所谓的高炉无碳砖炉缸整体浇注。开炉运行后由冷却壁与浇注料之间进行热量传递,在浇注料内部形成稳定的温度梯度,炉缸侧壁温度稳定在50℃~150℃之间,对炉缸无异常的影响。

  美固美特无碳砖高炉炉缸浇注技术已成功应用于国内外23座高炉,标志着炉缸耐材配置进入到另一个技术层面。炉缸耐材均质化、连续化、整体化积极地推进了炉缸智能检测和工业生产,为高炉炉缸的长寿管理奠定了良好的基础。

  当前市场环境下高炉的大中修策略,应基于美固美特成熟的材料技术及工艺,来适应市场的快速反应,进行错峰停炉、错峰检修、错峰生产来实现高炉经济效益的最大化。高炉大中修没必要全拆全换,这样可以节省大量时间及资金投入,用中小修的时间和资金办大修的事,使高炉达到安全、环保、稳定、顺行、高产并长寿的目标。

  进入二十一世纪第二个十年,美固美特“快速大修”技术将持续不断地优化和进取,继续积极为中国炼铁助力。

来源:中国冶金报-江苏体彩网_[官网首页]

编辑:徐可可

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