您好,欢迎访问澳门葡京平台网站!
联系电话
脱硝工程

行业动态

提高铁水脱硫喷枪寿命的实践
编辑:  来源: /hydt/n1864.html   发布时间:2019-03-20

提高铁水脱硫喷枪寿命的实践


为了降低入炉铁水的硫含量,扩大品种,提高铸坯实物质量,济南钢铁集团总企业第一炼钢厂(以下简称济钢一炼钢)于2006年引进了德国POLYSIuS的铁水复合喷吹脱硫技术,该工艺采用锥体流化喷吹罐,钝化石灰和镁粉在线混合后经喷枪喷入铁水罐。投产开始,脱硫喷枪寿命短、成本高,不但生产效率低、脱硫成本高,而且操作人员清洁喷枪劳动强度大,因此,为提高脱硫喷枪寿命进行了攻关。  

1脱硫喷枪的使用条件   济钢


  为了降低入炉铁水的硫含量,扩大品种,提高铸坯实物质量,济南钢铁集团总企业第一炼钢厂(以下简称济钢一炼钢)于2006年引进了德国POLYSIuS的铁水复合喷吹脱硫技术,该工艺采用锥体流化喷吹罐,钝化石灰和镁粉在线混合后经喷枪喷入铁水罐。投产开始,脱硫喷枪寿命短、成本高,不但生产效率低、脱硫成本高,而且操作人员清洁喷枪劳动强度大,因此,为提高脱硫喷枪寿命进行了攻关。

  1脱硫喷枪的使用条件

  炼钢脱硫喷枪的使用条件如下:

  (1)铁水包容积为50 t。

  (2)喷枪为分体式,倒T型。

  (3)铁水脱硫采用CaO+Mg复合喷吹,喷吹时间为5~8 min。

  (4)喷枪插入深度为距包底2004300 mm。

  (5)铁水温度为1 300~1 400℃。

  2喷枪损坏原因分析

  调试初期,根据脱硫站脱硫喷枪的使用环境、每罐处理时间、使用间隔时间,选用特级高铝矾土、天然电熔莫来石、电熔亚白刚玉等耐火度和热震性兼优的材料,但枪龄只有30次左右,平均使用寿命为200 min左右。

  造成喷枪寿命短的原因为:

  (1)纵裂和横裂。由于我厂的铁水包容量小,处理时间短,脱硫喷枪工作条件恶劣,在1 300~1 400℃的铁水中频繁承受热冲击。强烈的温度梯度使喷枪承受了巨大的热应力,使枪体耐火材料产生了纵向裂纹,这种裂纹的存在导致了耐火材料的剥落,铁渣和铁水浸入枪芯。烧坏内芯钢管,使喷枪无法继续使用。由于脱硫喷枪的金属枪芯与耐火材料层之间的热膨胀的差异大,造成了脱硫喷枪在使用时,枪头部裂纹,烧坏内芯钢管后漏气,使喷枪无法继续使用。

  (2)耐火材料组织疏松。结合强度低,易剥落:原因是浇铸料在脱硫喷枪的使用温度下不能进行好的烧结,致使组织疏松,结合强度低,热震稳定性差,喷枪使用寿命降低。

  (3)堵枪。堵枪是造成喷枪寿命低的重要原因之一,这与脱硫剂的流动性、喷粉罐的操作参数、管道内的流动状态及喷枪的结构尺寸有关[1]。

3脱硫喷枪制作工艺改进与试验

  3.1 脱硫喷枪制作工艺改进

  根据上述的脱硫喷枪损坏机理,对喷枪的枪体结构、原料配比及生产工艺进行了改进,具体措施如下。

  (1)添加红柱石,以改善耐火材料的热震稳定性。因为导致耐火材料的剥落不外乎两个原因:一是钢管内芯和耐火材料的膨胀和收缩存在差异,即膨胀和收缩不同步,致使喷枪在使用时,由于急冷急热的环境因素影响,而破坏了耐火材料的结合结构,而导致其剥落;二是耐火材料本身就存在与使用环境所需耐热震稳定性的差距,这样就必须改进耐火材料结构配比,使耐火材料在高温时产生一定的膨胀,减少钢管内芯与耐火材料的膨胀差异。另外,在枪体钢结构锚固件顶部每间隔200 mm用圆钢筋横向捆绑一圈,以减轻枪体耐火材料的纵向裂纹,减小耐火材料的剥落。

  (2)在喷枪头部(即底端)改进锚固件的焊接,即在原来的简易倒“Y”形锚固件顶部加焊“十”字连接的圆钢网,以加固头部耐火材料的结合。

  (3)改善喷枪喷孔直孔与横孔的连接,尽量保证焊接网滑,两侧喷孔的对称性佳,内侧连接不影响脱硫剂的流态。重新根据使用要求选择孔径,即由原来的8 mm改为12 mm。大幅减少喷枪使用过程的堵塞现象。

  (4)初期的试验表明,从优选择原料并未达到预期效果。根据试验结果。从实际出发,使用了红柱石和a—Al203,微粉,增加高铝矾土比例,减少电熔亚白刚玉的加入。这样不但提高了耐火材料的热震稳定性,而且也降低了生产成本。

  (5)烘烤是为了将材料中的物理水和结晶水逐步排出,使其体积、性能在使用时达到稳定状态。烘烤制度是否合理,对喷枪使用寿命有很大影响。烘烤制度的基本原则是升温速度与可能产生的脱水及其它物相变化、变形相适应。试验初期使用原有老式烧煤烘烤窑烘烤,烘烤窑温度约100℃。这种方式只能排除大部分游离水,结晶水基本不能排除。用这种方式烘烤的喷枪,受急热排出大量水蒸气,致使枪体炸裂,这是在前期试验阶段枪龄一直较短的关键。为解决烘烤问题,新上电热智能烘烤电窑,按照预先设定的烘烤曲线进行烘烤,实现了烘烤工艺的智能控制,提高了烘烤温度,烘烤时间在80 h以上,保证了烘烤温度和烘烤时间,提高喷枪耐材层的强度。

  3.2二次工业试验

  喷枪经改进后,再次投入试验,使用效果和寿命得到明显提高。尤其喷枪头部不再出现裂纹脱落,渣线部位剥落减轻;不再使用20至30次后渣线便需修补。其间共试验了6支枪,其中2支因喷吹系统不正常而堵枪下线;但其它喷枪又出现了新的使用缺陷,喷枪枪体每间隔20 mm出现一道横裂纹。经分析,该部位恰好是锚固件焊接加固圈部位。

  3.3 改进试验

  为进一步提高喷枪寿命,对出现裂纹的锚固件焊接加同圈部位的锚同件进行修改制作。然后进行了第3次试验,喷枪使用情况见表3。

  从表3数据可以看出,通过喷枪制作工艺的改进,脱硫喷枪寿命大幅度提高,但是,堵枪问题还没解决,成为影响脱硫喷枪寿命进一步提高的主要因素。

  3.4堵枪问题的解决

  为了解决堵枪问题,大家采取如下措施:

  (1)大家先后试验了侧孔分别为?8 mm、?10 mm和?12 min的喷枪,发现?10 mm的喷枪效果最好,最后确定用?10 mm的脱硫喷枪。

  (2)由于钝化石灰的流动性差,出现过在喷吹过程中石灰下料速度在几秒钟内骤降造成铁水倒灌堵枪(如图1),通过改进石灰质量和钝化剂配方,提高钝化石灰的流动性,杜绝了此现象。

  (3)优化管路系统,使脱硫剂的输送更加稳定,减少了喷溅和堵枪现象。

  通过以上措施的实施,杜绝了堵枪现象,使喷枪的寿命稳定在900 min以上。

4结论

  根据铁水脱硫喷枪的损坏机理,通过优化枪体结构、喷枪的制作和使用工艺,调整耐材配方,提高耐材的性能指标,使脱硫喷枪的寿命从平均使用200 min提高到了900 min以上,有效地降低了脱硫操作成本。

XML 地图 | Sitemap 地图