解析高炉风口套间跑煤气现象
风口套间跑冒煤气包括大套边缘跑煤气,大套与二套接触面跑煤气,二套与风囗小套间跑煤气。
可以理解的是,但凡套间跑冒煤气,一定是套间存在着空隙或缝隙,才能使煤气从套间溢出。
解析套间跑煤气最直接的原因就是套间接触不严密及大套与炉壳间填料质量差导致套间或大套与法兰之间产生缝隙造成跑煤气。
从各套间的结构形式可知:风囗与二套一般都为铜质套,风囗与二套的结合比较容易严密。虽然二套在长时间使用后多数也容易变形(热应力变形,碱金属超标上翘等),但即使在安装时风囗与二套不是太严密,一般也很少出现大量跑煤气现象。二套与大套的结合,一般来说,因为二套相对于大套的工作环境温度更高,热应力更大更频繁,所以二套变形的机率要大于大套,当然,也有高炉表现为大套变形,导致二套与大套接触面不严的。无论是大套变形还是二套、风囗变形,都容易使套与套的接触面不严密,为套间跑煤气创造机会。另外,大套与大套法兰之间的密封,是石棉绳加波璃水加中间的耐火填料,这些密封料很容易在热应力与高温高压下产生收缩、变形、吹损而使大套与大套法兰之间产生缝隙,使大套与大套法兰之间跑冒煤气(实际生产中大套与大套法兰间跑煤气比较常见)。对于高锌冶炼的高炉,风囗及二套上翘更是常有的事,二套变形的机率更大,使套与套之间的接触经常难以做到严丝合缝,因此,套间跑冒煤气似呼也应该是合理的或经常性的。
由此可见,杜绝套间跑煤气,直接的方法应该是及时更换严重变形的各套及改善大套与炉壳间填料质量,必要时风囗区域灌浆。
生产的事实表明,风囗各套变形是几呼每座高炉都难以避免的,而套间跑煤气现象却不是每座高炉都会发生(这里指套间跑煤气较大影响到安全生产的),可见,各套变形产生缝隙及大套与炉壳间填料质量差产生缝隙只是套间跑煤气的表面现象,也就是说,是必要条件,却不是充分条件。
人类的很多疾病是由细菌感染而生的,所以,杜绝和细菌的接触是防治这类疾病的最有效的方法和手段。遗憾的是,我们生活的环境无时无地不充满着细菌(包括大量的致病菌),医院或实验室才有价值存在,尽管如此,在大量细菌的生活环境中,多数人还是能健康的生活,不会因细菌的侵蚀而致病,为什么呢?人体的免疫力使然,也就是说人体免疫力可自动杀死大量的致病菌,保护自身身体健康。
高炉生产也一样,高炉也有很强的自我修复能力,可以自动修复一些不适症状。套间跑煤气就是如此,各套变形立即更换,大套与大套法兰间跑煤气立即灌浆或重新填料,自然能有效避免套间跑煤气。但是,一方面,各套的工作环境就是高温、高压、高化学侵蚀的,热应力与化学侵蚀使各套变形是很难避免的,大套与大套法兰间填料变形吹损也是很难避免的,这正象我们无法避免的要在遍布细菌的环境下生活一样,所以即使是新换的各套,也很容易再次变形。另一方面,大量更换变形的各套和灌浆填料,无论是生产成本还是劳动强度都会大量增加。正象您一定要生活在无菌坏境下一样,不是做不到,只是成本太高也太麻烦而己。
人体有免疫力可以保证人生活在大量细菌的环境下而不致病。高炉也有自我修复能力,也应该能保证不因各套变形或填料吹损裂缝而大量跑煤气。生产的实例也表明,各套变形(二套变形的机率较大),不见得就一定跑煤气。有经验和善于观察的高炉操作者也会注意到,大套与大套法兰之间在一段时间内跑煤气很大,在一段时间内又会自动堵塞,善于思考的操作者可能会注意到,套间跑煤气,内在的原因是与炉况有关。
和铁口喷溅一样(详见《从炉况的角度分析铁囗喷》),表面的原因很容易让人理解,内在的原因却更能让人看到问题的本质。有点象西医和中医,西医头疼医头,脚痛医脚,中医更注重于追本溯源。
正常生产的炉况,套间是不容易大量跑煤气的,套间跑煤气是炉况发展到一定程度的体现,其形成的原因:一是风囗区域炉衬可能产生了较大的炉衬侵蚀,使该区域炉衬变薄,或者使该区域温度持续升高,使得原来堵塞各缝隙的渣铁化开,使各缝隙由闭孔缝隙变为开孔缝隙,形成大量跑煤气。二是在风囗区域形成了较正常炉况时较高的煤气分压,如上部透气性差,上部料制边缘压制较重等,都容易使铁囗区域煤气压力开高,这种现象一方面加重风囗区域的炉衬侵蚀,另一方面也促使煤气从缝隙中吹出,增大吹损使缝隙扩大。
可能造成套间跑煤气的炉况原因包括:
一、边缘气流过分发展
边缘气流过分发展加速炉衬侵蚀,也使风囗区域被渣铁堵塞的缝隙在煤气和渣铁的冲刷下融化脱落,形成套间跑煤气。不过,现代高炉,排除处理炉况的特殊时期,一般都注重中心气流的发展,过分发展的边缘气流已很少见。
二、高炉急剧向凉
高炉大凉,实际上是促进了边缘气流的发展,从而使套间跑煤气,一般表现为大套与大套法兰之间忽然冒红火,火焰较长。这种现象在炉温上升后会自动改善。
三、布料制度边缘压制较重
在现代高炉操作中,注重对中心气流的发展与疏导,所以,在装料制度上,一般边缘压制都比较重,当全风操作时,风量较大,在高炉下部,边缘和中心的煤气流都是较大的,这样,当上部装料制度边缘压制较重时,下部由边缘上升的煤气流在上升的过程中受到上部边缘较大的阻力,在下部边缘区形成较大的煤气压力区,下部边缘区域局部煤气压力升高,加速此区域的炉衬侵蚀,促成煤气通过套间缝隙泄露,这应该是现代高炉套间跑煤气的主要原因。
四、长期使用超大矿批操作
超大矿批操作,在现有操作技术和原燃料条件下,已基本能保证高炉的稳定和顺行,但是,超大矿批操作不仅使中心煤气流受到压制,同时也使边缘煤气流受到压制,尤其是现代高炉普遍釆用溜槽布流后,不同于钟式布料自然形成炉料在炉喉的分布(大矿批加重中心),可能大矿批在炉喉的分布受人为调节溜槽布料角度的影响,对边缘气流的压制会更强,使得整个料柱的透气性较差,煤气上升阻力较大,下部压差升高,也促成下部炉衬侵蚀加剧,风囗区域煤气压力升高形成套间跑煤气。关于超大矿批操作的危害可详见《超大矿批对高炉冶炼的影响》。
无论是套间跑煤气,还是铁囗喷溅,铁囗难开等一些常见的高炉现象,表面看似呼与炉况无关,事实上都或多或少的受炉况影响或因炉况而生,经验丰富的操作者炉外转一圈,看出铁,看上料,看风囗,看外围就可大致判断炉况的运行状态,是勤观察勤思考的结果。
小结:
1、高炉的佷多现象,都与炉况有关。虽然现象一样,从不同角度看,结果也不同。
2、高炉具有较高的自我修复能力,多数炉况在一定范围内是能自我修复的。
3、套间跑煤气多数是炉况的问题,与其它无关。多观察勤思考,可能会从很多的表面现象背后看到问题的本质。
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