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    鐵合金礦熱爐爐底溫度升高及發紅的原因及解決方案

    發布時間:2019/7/25 16:35:03

      傳統的鐵合金礦熱爐一般采用預焙炭塊、寬粗縫砌筑爐襯,并通過調節一次電流大小來控制電極插入爐膛內深度(即電爐負荷)。以某公司225.5MVA礦熱爐主體設備為例,其爐襯采用半石墨炭磚細縫砌筑技術,但在開爐三個月后爐底即出現了發紅現象。通過精爐解剖和原因分析,找出解決問題的辦法。

      1#爐送電烘爐,6天后投初加料,第7天出第一爐鐵,隨著爐溫的不斷提高,第12天開始逐步提升二次電壓,同時2號爐開始送電。

      1號爐運行第43天的時候,出鐵時發現有硬物堵引流鋼釬的現象,調換了出鐵口后有所改善。運行至第83天時出現渣多鐵少現象,而經常出現欠鐵現象,到第90天的時候爐底溫度顯示為600多度,95天的時候爐底溫度達到1050℃,同時爐底鋼板靠近中線附近五處發紅。

      之后2號爐也出現類似情況,爐底溫度從425℃上竄到550℃以上而不得不停爐。

      鐵合金礦熱爐出現爐底發紅或穿爐原因分析

      鐵合金礦熱爐出現爐底發紅或穿爐時,主要有爐襯用材料、筑爐質量、日常操作和爐型結構這幾方面的原因。

      1、爐襯方面(關鍵因素)

      硅錳合金電爐其冶煉區在三根電極端部為氣體,將周圍固態物料燒熔氣化,形成空腔狀坩堝,空腔內溫度高達2000~3000℃,坩堝壁熱面約1800~2000℃,冷面約1500~1800℃,坩堝外固態物料直至爐襯內壁1500~1700℃。

      之前采用的細縫砌筑技術,筑爐時配置的耐火材料為N42粘土磚,L75高鋁磚、預焙(半石墨)炭磚、無水炭素膠泥、磷酸鹽泥漿、硬質高鋁細粉、低溫粗縫電極糊、半石墨-碳化硅磚。筑爐時,這些材料的實際厚度分別為粘土磚0.6345m、高鋁磚0.335m、半石墨質炭磚1.206m、隔熱層石棉纖維板0.02m、爐殼鋼板0.03m。

      然后我們又分析了爐襯材料的導熱系數及界面溫度。

      鐵合金電爐發生穿爐事故的首要問題就是爐內耐火材料內襯。高鋁磚的荷重軟化點一般不超過1200℃,如果工況環境溫度超過1200,則需要在炭磚和高鋁磚接觸面加一層輕質炭磚,用來把接觸面的溫度降低到1200℃以下。同時,爐襯的砌筑質量也是影響壽命的因素之一,各種耐火材料都會產生不同的熱膨脹量,需要設置彈性緩沖帶,且厚度要適當,太薄的話對耐火材料符合起不到補償作用,太厚的話爐殼對耐火材料的膨脹起不到約束作用,容易使磚縫擴大。

      爐襯的烘烤必須遵循升溫曲線,把爐襯按導熱系數分為基礎層和蓄熱層兩部分,烘爐曲線應根據爐襯特點、耐火材料材質、厚度以及施工部位和烘烤方式來制定。

      其他影響爐襯壽命的還有組合把持器電爐操作、電弧特性、電流分布等等因素。

      清爐分析及得出結論

      停爐一周后,對1號爐進行清理,在離爐口1米3左右的位置出現了焦炭層,其厚度比正常值高出了60%;離爐口2.4米的位置,三相電極區域出現炭磚體,原因是炭磚發生了上浮,正常爐膛深3.6米。

      爐底發紅的原因:磚襯在加熱過程中產生溫度應力發生了鼓包狀頂裂、滲鐵。炭磚三角區受熱力集中釋放形成“脹爛”。

      傳統的寬縫筑爐工藝能保障爐襯使用壽命在一年以上,為了獲得整體爐襯壽命更長的時間,可以用冷搗糊代替預焙炭塊寬縫砌筑。

      自焙炭塊細縫砌筑的話,至少可以保證3年以上的爐襯壽命,此法的關鍵則是爐襯材料的設計和選擇上。

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