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耐火砖知识与新闻

出铁口、出铁场用耐火材料及维护

出铁口、出铁场是一个在炉缸砖壁上的矩形道,通道内用堵铁口泥填塞。为防止因开口而削弱炉缸外壳,在开口处用铸铁框架加固,铸铁框架用板式冷却器进行冷却。框架内用泥套保护,泥套用较密实的耐火泥捣实,并给泥炮的炮嘴做一个凹槽。
    堵铁口泥是由耐火黏土、熟料粉和碎焦等组成。近年来,成功地使用了无水炮泥。使用无水炮泥缩短了烘烤出铁口的时间;减少了对碳质出铁口的侵蚀、延长了出铁口的使用寿命。
    出铁时用开铁口机在堵铁口泥中开出一条孔道,铁水从孔道中流出。出铁完成后,用堵铁口机(泥炮)打入堵铁口泥堵住出铁口。
    出铁口受高温铁水和熔渣的冲刷和浸蚀,工作条件极为恶劣。所以必须认真而正确维护出铁口。否则将会影响高炉的正常生产,并有可能造成严重的设备事故和人身伤害事故。
    1、炉前炮泥的成分及要求
    炉前炮泥的成分及要求为:
  (1)炮泥的成分主要是:焦粉、沥青、黏土、绢云母、碳化硅、刚玉等。
  各种成分的作用是:
  黏土:黏土具有较好的可塑性和黏结性,有较高的耐火度,干燥后具有一定的强度和耐磨性。但是其干燥后收缩大并致密,易产生裂纹,炮泥中的水分不易迅速蒸发。因此炮泥中黏土的配比应适当。
  焦粉:焦粉具有较高的抗渣性和耐火度,透气性良好。焦粉能促进炮泥迅速干燥,但其可塑性差。
  沥青:高炉炮泥使用的沥青是高温沥青,在炮泥中起黏结作用,也可增加炮泥的可塑性。
  刚玉和碳化硅:刚玉和碳化硅是两种高级耐火材料,具有软化温度高(1870℃)、质密实、高温强度好、耐磨性高、抗渣性能强等优点。
  绢云母:绢云母具有中、低温强度好,干燥迅速,烧结性能好等特点,有利于提高铁口孔道的强度,稳定铁水流速。
  (2)炮泥的性能对于铁口的维护有着非常重要的作用,为维护好铁口,根据铁口的工作条件,炮泥应具备有良好的性能。在首钢的条件下,对炮泥的性能要求是:1)耐火度高,大于1650℃;2)干燥后具有一定的强度和耐磨性,常温下结合强度大于0.6MPa;耐压强度大于1OMPa;马夏值为0.4~0.6MPa;3)抗渣性能好;4)在常温下具有一定的可塑性,可塑指数为9~13;5)具有迅速的干燥能力,体积密度应大于1.2g/cm3,气孔率大于25%;6)受热干燥收缩性小,以保证铁口孔道不能形成大的裂纹;7)具有耐急热急冷性:8)出铁速度能保证高炉生产的需要。
  (3)高炉炮泥一般分为有水炮泥(水泥)和无水炮泥(油泥),有水炮泥是以水为胶结剂,无水炮泥是以油或树脂为胶结剂水泥的主要成分为:焦粉、沥青、黏土、绢云母、刚玉、碳化硅、水。
  水泥的强度比较低,这是由于水泥中的水分遇热蒸发,使得干燥的泥中有许多空隙和裂缝,因此,水泥主要适用于常压高炉或顶压不太高的高炉,它具有开口方便、好保护、易制作等特点,但抗冲刷性能不好。
  无水炮泥(油泥)的主要成分为:焦粉、沥青、黏土、刚玉、绢云母、碳化硅、蒽油(为了加快炮泥的干燥有的加树脂代替蒽油)。
  油泥适用于大中型高炉或顶压较高的高炉,这是由于蒽油或树脂中有机挥发物在受热挥发后,剩下的炭形成网状结构,因而,它耐火度高,结合强度大,抗冲刷、抗渣铁性能好,干燥迅速并且收缩性小,不断裂,但开口比较困难,对开口机能力要求比较严格。
  2、铁口操作铁口操作要求如下:
  (1)出铁时,开口机对准铁口中心线,按规定角度钻铁口,根据上次铁口深度和火焰情况,判断铁口是否有潮泥(一般炉门很深,铁口火焰较正常大,堵口时间短时有潮泥),若判断有潮泥,钻铁口应谨慎,遇有潮泥要边烤边钻防止钻出。
  (2)为防止钻歪及防止碰坏泥套,开口时一定要对准铁口中心线,确认好后再钻铁口。如钻歪会破坏铁口孔道,造成铁口堵不上;烧坏铁口铁框及炉皮;甚至烧坏铁口水箱。
  (3)铁口一旦钻漏,不得停钻停风,直到钻出。如无法钻出,要及时采取措施。首钢的一般做法是进行二次出铁:退出开口机堵上铁口,重新钻铁口。为防止发生事故,堵口前要注意以下几点工作:1)通知炉内做好减压配合准备,同时将撇渣器渣盖砸开,加高沙岗,开口机具备出铁条件;2)将铁口前积渣积铁撬开清净,争取堵口不跑泥;3)烤热炮头后堵口,打泥20~30kg,打泥压力不大于2MPa,保持3~5min拔炮;4)堵口时,必须监视铁口上方的风口有无烧出的危险,一旦有烧出征兆时应立即拔炮;5)二次出铁拔炮时很有可能跟出,要提前做好准备,检查铁口正面不能有人,主沟盖放好位置,防止喷大花伤人,冒大烟。
  (4)随时检查砖套泥套是否合格完整,发现缺陷及时重新制作新泥套。
  (5)铁口钻不动,及时用氧气烧铁口。
    (6)铁口前1m内有积渣积铁及时清理,堵口前将铁口两侧积渣积铁撬净。
  (7)检查清理炉门吸风口挂渣。
  (8)打开铁口后立即盖好主沟盖,保证烟尘不外溢。
  3、铁口深度变化及铁口维护的措施
    铁口深度的确定是根据炉墙厚度而定的。河南耐火材料厂的经验是,正常的铁口深度应比铁口区域炉墙厚度大1/3~1/4,要使泥包超出炉墙,这样才能经常地保护铁口区域炉墙不受侵蚀破坏。
  高炉每天从铁口排出大量的铁水和炉渣,在这个过程中,铁口受到炉内炽热液态渣铁冲刷,高温煤气燃烧等影响,直接造成铁口泥包和铁口孔道的损坏。经堵日打入新泥,损坏的泥包、孔道得到补充。
  炉前操作中对铁口维护是一件非常重要的工作,铁口过浅轻者出铁卡焦炭,“跑大流”,迫使高炉改常压放风,破坏炉内顺行;重则发生封不上铁口,造成渣铁水落地,烧坏铁道,铸渣铁锅等恶性事故。铁口长期过浅,或铁口孔道不正,可导致烧坏铁口水箱,发生铁口爆炸等重大恶性事故。
  为了保持正常的铁口深度,除了有质量好的炮泥、性能良好的设备等条件外,一般情况下,在操作上,要做好以下几方面的工作:
  (1)保持适当的堵口泥量。一般情况下,打泥量和出铁量、两次铁间隔长短、冶炼强度、炉门深度有关。应根据各厂实际经验,总结这一规律,统一各班操作。此外,要在整个出铁中,密切注意铁口情况,及时判断,确定好适当的打泥量。维护好铁口,首钢的经验是:
  1)炉门较深,开口时铁口潮泥较多,出铁时间长,铁水流速小于4t/min,堵口时打泥压力13~15MPa时应适当减少打泥量;
    2)炉门深度达不到规定深度时,铁口好开,并没有潮泥,铁水流速大于6t/min时,应适量增加泥量;
    3)渣铁未出净,炉门突然喷花,应适当增加泥量;
    4)堵口时泥炮未压严,发生跑泥时要根据跑泥量增加泥量;
    5)打泥压力降低,小于7MPa时,不但要分次打泥,同时也要适当增加泥量。
  (2)严禁潮铁口出铁。残存在炮泥中的水分或有机挥发物,遇到灼烧的铁水,受热后急剧蒸发,产生巨大的压力,使未干的炮泥随铁水一起从铁口喷出,对铁口孔道和泥包破坏很大,直接影响铁VI的维护,此外,还不利于安全生产和环境保护。因此,钻铁口时发现铁口有潮泥,要彻底烤干后出铁。
  (3)防止堵口时跑泥。首先要随时检查铁口的泥套是否符合标准要求,发现问题及时处理。如首钢高炉铁口泥套的标准为:泥套完整无损,深度为50~lOOmm,铁口前1.Om内无积铁。其次,在开口时要防止钻坏泥套,堵口前要清理开阻碍泥炮堵口的积渣、积铁等。堵口时按规定正确操作,防止跑泥。
  (4)出铁保全风堵口。炉前各岗位要做好工作,防止因出铁中的事故被迫造成炉内减压。特别是要防止出现铁口过浅现象。往往在这种情况下,为安全出铁炉内要减压适应。
  (5)维持适宜的铁口孔道角度。随着高炉使用寿命的延长,高炉炉底的侵蚀逐渐加重,炉内铁水层降低,下渣量增加,铁口不易维护。所以铁口的角度要随之增加,以适应出净渣铁的需要。
  目前许多高炉铁口孔道角度,在设计时就有一定角度(如10°~12°),若开炉就用O°开铁口,则要破坏炉衬。此外,有的厂采用的开口机结构和吊挂式开口机相比,角度调整的范围也小。因而,各厂应按以上原则,结合高炉实际情况,在高炉一代炉役中调好铁口角度。
  4、铁口失常及事故处理
    铁口事故多种多样,要根据实际情况采取最佳的事故处理方法,铁口的失常主要有:
  (1)自动流出。没开铁口而铁水自动流出的现象属于自动流出。这种失常多发生在渣铁连续排不净、铁口维护不好、打泥量不够、打泥压力低、铁口连续过浅时发生,在出铁准备工作尚未做好的情况下,发生这种事故的危害很大。
  为防止铁口自动流出,应根据铁口的实际情况,加强铁口的维护,出净每一次铁。铁口失常期间,要及时做好铁前准备工作。如果在没有做好准备工作时发生铁口自动流出,则应及时堵口,待完成准备工作后再出铁。
  (2)铁口连续过浅。铁口连续过浅是铁口维护中的严重失常,铁口连续过浅,铁口前的泥包已经遭到很大的破坏,使铁口区域的炉墙砌砖裸露,直接被铁水侵蚀,铁口连续过浅极易引起发生铁口区域水箱损坏事故及出铁时严重“跑大流”、喷焦卡焦等事故,发展下去,还可能导致炉缸损坏。
  铁口连续过浅往往是在出渣出铁工作紊乱、长期不能及时出净渣铁的情况下发生。一般情况下造成铁口连续过浅的主要原因是:炉前操作失误(如堵口连续跑泥、跑渣、跑铁等),生产协调组织不好(如连续不能按时对好铁锅等),设备不正常,炮泥质量变差等。铁口过浅,出铁时,因铁流大,对铁口破坏加剧,堵口时炮泥又易漂浮,使泥包得不到很好的修补。此时再有如上所述的原因出现,而逐渐造成铁口连续过浅。有时也会因铁口上方冷却设备漏水,造成铁口连续过浅。
  为防止铁口连续过浅,要防止操作失误,维护好设备,维持正常的生产秩序,保持炮泥性能质量稳定。平时要加强铁口的维护,出好每一次铁。当遇有潮泥时,坚决烤干铁口,过分潮湿时,应改用小钻头;打泥量要适当。发生炉门浅时,要及时采取措施,确保每次的渣铁排净,严禁跑泥。如已发生铁口连续过浅时,除抓好上述操作外,还应堵铁口上方风口,改常压出铁。因特殊情况如风口、水箱漏水等,应迅速切断水源。
  (3)封不住铁口,渣铁外溢。当渣铁流大进行堵口时,有时会封不住铁口,这时往往因为渣铁锅已满或撇渣器沙岗已挑开,发生渣铁外溢和下渣大量过铁,使得渣锅烧漏,水冲渣打炮等恶性事故,这类事故主要常发生如下几种情况:1)泥套破损,未能及时修补,使炮头不能与铁口紧密吻合而跑泥,在这种情况下,会烧坏炮头,不能继续封口;2)泥炮发生故障,液压泥炮油压降低,泥质过硬,不能顺利地进行打泥操作;3)铁口严重失常连续过浅,渣铁出不净,这时堵口打泥炮泥易漂浮,铁口堵得不实,此时的现象是打泥压力低;4)堵口时铁口周围有积渣积铁,使泥炮不能到位。
  为防止封不住铁口,在出铁操作中,针对不同情况采取不同措施,重要的是要严格执行操作规程。
  一旦发生封不住铁口,要及时与炉内联系,炉内要减压、放风直至停风,炉前要检查锅罐是否还有富余,及时联系对锅和拉锅,并根据具体情况采取相应措施。

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