河钢石钢1080M3高炉破损冷却壁养护实践

河钢石钢1080M3高炉破损冷却壁养护实践

习立阳 郭科敬 张余斌 赵培义 赵建飞

1概况

石钢2号高炉（1080M3）高温区为三带铸钢冷却壁，自2011年5月开炉以来，随着冶炼强度的不断提高，生产节奏越来越快，对冷却壁的损耗也越来越快。于2014年10月出现2区炉腹9#、10#冷却壁水管破损，至2017年11月2#炉大修前期，共计拆除破损冷却壁水管98支，其中穿管32支，工业水缩水养护66支。时间最长的养护达3年。

2原因分析

首先判断铸钢冷却壁破损的原因及破损程度，采取不同的方式养护，经分析主要受以下几方面影响：

1、在铸造过程中，冷却壁水管与壁体钢液碳的质量分数相近可避免渗碳，由于实际铸造中，钢液中的碳是不稳定的，在铸造过程中必然出现偏析严重，晶粒粗大，应力大等缺陷，冷却壁在使用过程中出现渗碳不可避免。

2、冷却壁粘结物的影响，即渣皮频繁脱落，也是影响冷却壁寿命的重要因素，渣皮的频繁脱落，有粘结物时使铸钢冷却壁的导热性能逐渐降低，而渣皮脱落后，又会出现较大的导热性能。这种情况的频繁出现，会使冷却壁在热应力的作用下产生热震，导致冷却壁破损。热震也是冷却壁破损的主要原因。

3、水质的影响，软水达到一定温度后会产生化学反应，容易结垢，不过现在的各钢企的水质应该都不出现太大问题，还是要经常检测水质，石钢公司是每天进行水质的检验，水质不合格及时换水。

3、冷却壁损坏情况判断

冷却壁在查漏过程中，通过炉皮外阴水和冷却壁试水打压过程中压降速度以及通过煤气报警仪辅助测煤气含量，从而判断出石钢冷却壁破损为冷却壁内部水管破裂损坏，冷却壁壁体基本完整。

石钢2#高炉旧冷却壁拆除后，通过实物现场观察，冷却壁壁体基本保持完整，壁体表面皲裂，裂纹较多，有的裂纹直接覆盖整个壁体，造成水管拔断，漏水。再有就是壁体整体变形，造成内部水管受应力作用拔断。冷却壁的变形和裂纹是造成2#炉冷却壁水管破损的主要原因，而冷却壁壁体保持完整，与预期的判断基本相符。拆除的冷却壁实体如下图所示。

4采取的措施

2号高炉的破损冷却壁没有采用传统的以及兄弟行业常用的盲死水管加装冷却柱的方法。而是根据铸钢冷却壁的特点，并通过观察炉皮外的阴水情况和试压的压降速度及出水情况，从而判断冷却壁壁体没有损坏，决定采取以养为主，穿管为辅的措施。此方法缓解了冷却壁水管的破损速度，使周围的冷却管得到保护，冷却壁壁体得到了完整的保护，高炉炉操作炉型不易被改变，延长了冷却壁寿命使高炉稳定顺行的到了保证。高炉可以大胆降硅冶炼并提高冶炼强度。从而进一步提高铁产量和降低了焦比，有利于高炉增产降耗。石钢2#炉从来没有因为冷却壁的原因进行过限产，后期产量进行控制，主要是炉缸原因

2#炉冷却壁为自下而上串联工艺，软水冷却，一周共计144支，上下分为15段，高温区3段。自2014年10月份第五段出现第一支冷却壁水管漏水，至2016年2月，此期间的破损的冷却壁都为工业水养护，养护时间将近一年半。共计18根与兄弟行业的2个月左右相比，时间大大延长。漏水严重的水管，采用穿管技术进行继续养护。至2#高炉大修前期，拆除养护冷却壁水管共计98支，其中穿管32支，多集中在三区西北部位。石钢2#炉对破损冷却壁采用以养为主的手段，养护冷却壁时间最长达3年。3年的控制过程中，由于养护水管过多，其中有一些破损比较严重的水管，炉皮阴水出现过反复，难以控制的情况。也采取过很多措施避免往炉内漏水。后期最终实现冷却壁无阴水。记得清楚的有一次高炉检修，当时所有冷却壁的工业水源是单独的分水器，因为休风需要把破损冷却壁的养护水全部关闭，我们都是关闭分水器的总阀门，当时有一个分水器的阀门关不严，当时也不知道，就都去忙检修工作了，那次正好炉缸安装热电偶，打眼以后水一直往外流，后来查找半天不知道原因，最后把附近的支路阀门全部关闭，流水现象才消失，从那以后就是关闭每个养护阀门，后来把分水器排污阀连上水管至水箱，每次关闭大阀门后打开排污阀，可减少关闭阀门的数量。

石钢炼铁厂的经验为：

1、 控制养护水管的水量，最终控制养护冷却壁水管的水温差不超15度。只要水温差不上升，水量可以控制最小，保证不往炉内漏水。

2、 养护水管严重的，没有养护价值的，进行穿管修复。

3、 穿管的水管再次漏水的，继续再次缩水养护，并通过出水是否有杂物和水中气泡的情况，判断冷却壁壁体情况。

4、 由于养护水较多，炉皮出现阴水后难以判断是新漏点还是养护水漏水造成，后炼铁厂通过对阴水部位的水进行化验，能快速判断是软化水或者工业循环水，此过程只需几分钟就能完成，从而判断是否有新漏点。大大提高了效率。

5处理的效果

冷却壁养护与高炉的稳定，渣皮的稳定和喷涂料存在等息息相关。炉役后期，高炉控制炉缸热流，采取保守操作，炉皮阴水情况随之消失。事实证明，在养护水温差在合理范围之内，冷却壁壁体能够保持完整。即使部分水管水量缩至最小，只要不断水，冷却壁壁体基本不会损坏，石钢炼铁对养护冷却壁方面有了宝贵的经验。同行业似石钢2#炉养护水管近100支，养护3年的绝无仅有。据同行业了解，多为养护2个月左右，为避免往炉内漏水就采取措施，多为堵死漏水水管，安装冷却柱保证冷却强度。此方法相对于安装冷却柱，不仅节省资金，节省检修时间，并且安装冷却柱，冷却强度小且不均匀，操作炉型极易发生变化，对高炉顺行和提高冶炼强度极为不利。据了解，兄弟行业采取安装冷却柱的方法以后，周边冷却壁破损速度加剧，冷却柱越安越多，导致成片区域的冷却壁破损严重。安装冷却柱必然配套外冷水，开外冷以后，风口区域收水槽不易安装，且收水效果不好，风口周围积水存有安全隐患。开外冷水以后，炉皮阴水难以发现，高温区炉皮难以直观判断有新漏点。

6、 防止冷却壁损坏的几项措施

1 改善铸钢冷却壁的材质

铸钢冷却壁的水管和母体的材质要尽量接近，避免注人的钢液与铸人的冷却水管之间存在碳的浓度差，确保冷却壁内的冷却水管不会因渗碳脆裂漏

水而使冷却壁破损。同时，改进浇注工艺是提高冷却壁性能的关键因素

2、改善冷却水水质，以及保证合理的冷却强度，石钢2#炉的冷却水水量还是在同级别高炉中还是比较大的。

3、及时处理漏水软水支管

要加强对炉体的巡视点检，一旦发现有漏水的软水支管要及时排查出来并改通工业水，及时进行处理。其严重的要盲死并采取外喷，利用长期休风的机会再对其冷却棒或冷却板进行完善。

4、力争采用精料

在实际生产中精料并没有达到最佳要求。原燃料的品种较多、变化频繁、成分波动较大，给高炉的操作和调剂带来许多困难，铁水中的硅、硫波动亦较大。稳定原燃料，保证高炉稳定顺行，是主要因素之一。

5、搞搞好上下部调节

针对冷却壁破损的部位，主要从下部进行调剂。同时，根据不同时期的冶炼强度，相应调整风口的布局，以防冷却壁有更大的破损。抑止边缘气流的发展，减少冷却壁的磨损。

7产生的效益

以近期某单位安装冷却柱为例，每支冷却柱连工带料约5万元。仿照其最佳冷却方式，分别为相邻2支破损和3支破损及整块冷却壁的两支相邻水管需7支冷却柱，3支相邻破损需11支冷却柱，整块冷却壁需14支冷却柱。按照石钢冷却壁破损情况，只安装相邻两支及以上水管破损的冷却柱，则2支相邻破损的14块，3支水管相邻破损的有7块，整块破损的2块，需安装冷却柱14*7+7*11+2*14=203支，总费用达1015万。而石钢穿管32支只需每根金属软管330元一根，进出水软管用5根，每根500元，进出阀门30元一个，灌浆阀15元一个用两个，灌浆料10元/kg，每根消耗10kg灌浆料。则32根养护水管可节省：32*（330+500*5+30*2+15*2+100）=9.7万元.养护其余水管66支，需进出阀门30元一个，进出水金属软管500元一根，用5根，需费用（500*5+30*2）*66=16.9万元，合计9.7+16.9=26.6万元。节省费用1015-26.6=988.4万元。有良好的推广意义。

8结语

石钢2#炉冷却壁从破损到大修更换冷却壁没有安装一支冷却柱，并且整体过程没有对高炉操作和铁水质量产生过影响。冷却壁维护耗资小，检修时间短，高炉。