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炼铁（1980－2017年）国内外高炉炉缸烧出事故案例及分析汇总（二）

　发布时间：2017年12月14日　点击数：

　　3 沙钢1#2500m³高炉炉缸

　　3.1 基本情况

　　1.Vu=2500m³;购自德国蒂森克虏伯的二手设备，2004年3月16日投产。

　　2.炉缸直径10.9m;炉喉直径8.3m;炉缸高度4.42m;死铁层高度2.203m;炉缸容积412.4m³。

　　2个出铁口(东、西):28个风口。

　　4.全炉13层冷却壁。1层(40)和2、3层(38)低铬铸铁、光面;风口带球墨铸铁、光面;5~8层铜壁;9~12层球墨镶砖;13层球墨倒扣、光面。炉底水冷。

　　5.炉衬。

　　(1)炉底立砌2层国产炭砖，每层600mm;下层半石墨，上层石墨;第三层平砌一层日本产微孔炭砖，400mm;再上为法国陶瓷垫，两层各400mm;

　　(2)炉缸环砌11层炭砖。1~4层超微孔炭砖(日本);5~9为日本产微孔炭砖;11~12层为国产炭砖;

　　(3)铁口区为日本超微孔组合炭砖;

　　(4)炭砖与冷却壁间为碳素捣料，60mm;

　　(5)风口区采用刚玉莫来石大块组合砖;

　　(6)炉缸内衬陶瓷杯。

　　6.冷却系统采用软水密闭循环。

　　7.烧穿处炭砖原厚度为1104mm，捣料厚度60mm。

　　8.炉缸热电偶大部分已损坏。

　　3.2 事故说明

　　2010年8月20日晚20：08，沙钢1#2500m3高炉炉缸烧穿。烧穿位置在19#风口正下方(西铁口正上方是15#风口)，与西铁口夹角51.43�;水平位置距铁口中心线1.6m;1和2层冷却壁之间。最终烧坏的冷却壁有1层25#、26#，2层23#、24#、25#。破损孔洞呈椭圆形，横向约700mm，纵向约500mm。烧穿后当即休风。从炉内流出渣铁约350t，并喷出焦炭。喷出物在炉台引起大火，烧坏电缆等设备，幸无人员受伤。烧穿前，东铁口于20：06打开，流铁约100t。烧穿时，正常料线，休风后料线约8m，向烧穿方向倾斜。

　　3.3 炉缸解剖情况

　　休风后拆下一段25#、26#，二段23#、24#、25#、26#，6块冷却壁及相应的炉壳。扒出烧穿口内侧炉料，以求清出残存炭砖平面，便于砌筑新砖。清理发现残破口内存在多量未熔化、但已熔结在一起的烧结矿和球团矿，说明有软熔带以上的炉料下落到死铁层。残铁口向右(顺时针)约1.5m，向左逆时针，即向西铁口方向约3米;向上下各300mm的大面积内已完全或基本没有炭砖。最后向下拆到环砌炭砖第三层上平面和六层炭砖下平面，上下各有400~560mm炭砖。第四和五层向右拆到二段第26#冷却壁内面约0.5m处，发现炭砖约300mm，向左侧直到二段22#冷却壁内面800mm处才发现有炭砖，而且厚度只有50~100mm，连同60mm厚的炭素捣料，最薄处只有150mm。而且向高炉半径方向存在高钛物质，继续清理十分困难。

纵剖示意图

铁口位置示意图

　　3.4 烧穿原因

　　远因分析

　　1#高炉设计寿命15年，实际使用6年5个月。寿命较短的原因：

　　(1)1#高炉是沙钢第1座大型高炉，投产初期缺乏经验，炉况不顺，事故频繁，经常用锰矿洗炉。加上炼钢事故多发，高炉频繁休风，04、05年休风率高达5~9%;

　　(2)04、05、08年由于操作制度不佳，焦炭质量低下等原因，风口大量破损。05年3月最严重时，一个班坏风口14个;08年因焦炭质量下降，3座高炉共坏风口400多个。大量水流入炉缸，对炭砖的破坏作用严重;

　　(3)长期Zn负荷高。08年前(含08年)，片面理解循环经济， Zn负荷2~2.5kg/t，改善后仍达到1.3kg/t左右，炉衬上涨，中缸严重上翘，对炭砖寿命极不利;碱负荷偏高;

　　(4)铁口少。国内外很少2500m³等级高炉只有2个铁口。每个铁口流铁量较3个铁口增加50%(生产期间共出铁26404次，每个铁口13202次)，增加了铁口周围炉衬的侵蚀速度;

　　(5)较多时间焦炭质量不佳，炉缸中心焦柱透液性低，加剧铁水环流对炉衬炭砖的侵蚀;

　　(6)铁口长期深度不足，据研究，对铁口两旁30~60�内的炭砖十分不利;

　　(7)水量不足，设计水量3200t/。扣除炉底冷却后，炉体冷却用水量只有2800t左右。较国内同类高炉低;

　　(8)设计产量630万t/年，09年产680万t，特别是2010年在护炉情况下，强度未减。

　　近因分析

　　(1)09年10月HATCH公司无损检测结论，炉缸最薄处炭砖厚度仍>600mm，有一定误导作用，对护炉力度、压浆决策起负面影响;

　　(2)在炭砖过薄的情况下，热面压浆压力过高，疑将残砖推向炉内。这从压浆后7#风口全黑(估计所压浆料沿残砖内侧上到风口)，在风口发黑后9小时烧穿以及烧穿口内大面积已无残存炭砖可以证明(如为熔损，破损口应呈喇叭形，不应大面积无砖)。

　　4 阳春1250m³高炉渗铁事故

　　4.1 基本情况

　　炉容1250m3，炉缸为碳砖+陶瓷杯砌体，联合软水闭环冷却。2009年12月25日点火开炉，最大利用系数2.43t/m³*d，2010年1月11日炉缸环碳温度升高迅速，5月11日开始灌浆，温度稍微有下降，6月7日，温度持续升高。

　　4.2 事故经过

　　8月4日计划休风压浆，压浆量2.5t。

　　8月4日20：05，1#铁口左下侧5#冷却壁右侧灌浆孔压浆时放炮，冲开20个堵泥风口，喷出红焦，火苗持续10s左右。

　　8月5日3：18复风，未灌浆孔关闭阀门。

　　8月7日7：40，5#冷却壁28#水管水温差突升到2.5℃，炉皮发红，温度达到500℃，9：58出完铁休风、凉炉。

　　5#冷却壁关闭压浆孔被铁凝死，割下发红炉皮，开孔冷却壁流铁70t，1#铁口左侧9-57#、9-58#碳砖缝隙达到70 mm，9层55#、56#、57#及58#四块碳砖后900mm碳砖碎裂，9-55#砖后部向左侧移动了100mm。

　　8月16日1：01复风生产。

　　4.3 原因分析

　　1.碳砖缝隙达70mm，环碳90mm环裂，后部900mm碎裂，碳砖在施工过程堆在火车站就严重变形，钻铁都说明碳砖质量过低(收缩与未焙烧)。

　　2.开炉半月碳砖冷面600mm温度过高，说明有热阻层过大，碳末捣料质量与施工质量未过关。

　　3.灌浆方法、材质不当，造成放炮，对渗铁与烧穿起到推波助澜作用。

　　5 美钢联GARY炼铁厂14#高炉炉缸烧出

　　5.1 基本情况

　　美钢联是综合性的钢铁生产企业，职工4.9万人，生产经营主要在美国，加拿大和中欧，年生产钢3170万吨，总部设在匹兹堡。公司主要生产高附加值钢板和钢管制品，用于汽车，家电，集装箱，工业机械，建筑，石油和天然气工业。受金融危机影响现生产能力只开动38%，并且大幅裁员。

　　GARY炼铁厂有三座3000--4000立高炉，烧穿的为14#高炉，有效容积3668m³，06年一月投产，09年4月19日烧穿。淌渣铁0.8T，无人员伤害。

高炉设计参数

原料条件

燃料情况

高炉结构

　　炉底碳砖第1-2层满铺石墨碳砖，厚度152㎜;第3-4层普通碳砖,厚度500㎜;第5层微孔碳砖,厚度500㎜，第5层上面砌筑1层457㎜高铝质陶瓷垫。炉缸环形碳砖30层小块碳砖，外侧为石墨碳砖，内侧为超微孔碳砖;之上为8层大块碳砖，外侧为石墨碳砖，内侧为微孔碳砖，侧壁厚度1414㎜，碳砖技术指标都非常好，炉缸最内侧为陶瓷杯，厚度400㎜;铁口和风口区域为石墨砖。炉缸检测电偶8层，同一检测位置有3支电偶，插入深度分别为102、305(406)、508(584)，每层圆周方向检测点15个、45支电偶，并在铁口区域进行密集分布。

　　5.2 烧穿情况

　　烧穿位置在3-4段冷却壁之间，32-33号风口下方，距离1号铁口左侧1800㎜左右。偏下方800 ㎜。炉缸无冷却壁，冷却方式为炉皮外加冷却水套，总水量450立。

烧出位置

　　烧出位置及冷却壁

　　5.3 烧出原因

　　1、炉缸设计水量小，冷却能力不足，是烧穿的主要原因。14#高炉炉缸冷却形式，没有冷却壁而是在炉皮外安装冷却水套，冷却水量450M³，实际热流强度达14Kw，远高于我们小于10Kw的标准，并且冷却水套的换热面积小于冷却壁换热面积20%。这样导致铁水1150℃的凝固线一直在炭砖中，使炭砖受到侵蚀。并且没有局部的水温差监测。

　　2、在施工过程中炉缸炭砖砌筑不合理。

　　炉缸炭砖上、下层砌筑和门砖在圆周同一方向，导致上下层砖缝联通，形成贯穿缝，很容易铁水侵入。