1、九江3#高炉(1780m3)炉缸烧穿事故分析,六.结语,一.概述,二.炉底、炉缸设计简介,三.烧穿情况,四.烧穿原因分析,五.专家分析结论,九江3号高炉,一.概述,九江3号高炉,九江3#、4#高炉是中冶京诚EPC项目，3#高炉于2007年6月开始施工图设计， 2008.12.27号上午11点18分顺利出铁，3#高炉于2012.10.27凌晨2点左右发生炉缸烧穿事故。此高炉连续生产接近4年。,二.炉底、炉缸设计简介,九江1780m3高炉本体系统设计上充分吸收国内同级别高炉设计和生产实践经验。积极稳妥地采用成熟的、已行之有效的炉型、耐材以及冷却设备等。,九江3号高炉,高炉内型 高炉实际有效容积为1
2、800.6m3。高炉内型设计时特别注意适当加深死铁层深度，死铁层深度h0=2100mm，h0/d21.54%。以尽可能减少铁水环流对炉缸侧墙的冲刷，减轻“象脚”区的侵蚀。,高炉冷却结构 炉体冷却结构设计采用薄壁、薄炉衬方式，炉底炉缸采用4段光面铸铁冷却壁（材质为RTCr），每块设4根76x6冷却水管，冷却水设计流速1.6m/s, 水管间距240mm。冷却壁设计表比面积为0.994。在国内同类高炉设计中冷却强度相对比较高，完全满足冷却要求。,九江3号高炉,高炉炉缸、炉底耐材结构,炉底、炉缸设计采用国产大块炭砖+小块陶瓷杯复合结构。炉底、炉缸耐材如炭砖和陶瓷杯设计上提出理化性能指标完全满足甚至高于
3、国家标准根据总包合同约定，采用招标形式，最后确定九江3#高炉耐材采用河南科瑞的炭砖和巩义中原的陶瓷杯,九江3号高炉,高炉本体水系统高炉本体冷却系统采用软水密闭循环和开路循环系统，软水密闭循环系统设计总循环水量4030m3/h（合同附件3670），其中高炉本体冷却壁3120 m3/h（合同附件2890）。在设计最大热负荷条件下，最高进出水温差为8，软水供水温度45，水道专业空冷器换热能力按10设计，系统完全可以安全运行。,完善的高炉本体自动化检测高炉本体设置了完善的自动化检测，为高炉操作者提供可靠的操作依据，做到及时发现，及时处理，保证高炉稳定顺行。炉底满铺炭砖部分设置了4层热电偶，共73点。在
4、炉缸不同高度上布置六层热电偶，特别是炉底、炉缸异常侵蚀区布置四层,共88点。 冷却壁设置11层冷却壁壁体测温，共84点。,九江3号高炉,高炉本体设计总结九江3号1780m3高炉设计上充分吸收国内大、中高炉特别是同级别高炉设计和生产上的经验。高炉本体采用成熟、实用的长寿技术，如高炉体结构的选择、炉型的设计、炉体热负荷参数的选取、冷却设备的结构和材质以及耐材指标的提出等方面满足高炉长寿的要求。九江公司就3号高炉炉底、炉缸修复方案邀请国内多名专家进行讨论。讨论结果是九江3号高炉炉底、炉缸修复方案维持原设计方案，碳砖和炭素捣料选用国内方大炭素的优质的碳砖和炭素捣料。 3号高炉已于2012年底恢复生产，
5、到目前炉底、炉缸温度正常。,三.烧穿情况,九江3号高炉,烧穿部位 3#高炉于10月27日2：07分左右发生炉缸烧穿事故，烧穿部位高度1000mm，宽度1200mm。烧穿的现场照片见图3。烧穿部位在13#风口与14#风口之间正下方(高炉铁口中心线下1600mm)炉缸第二段冷却壁位置. 。,现场观察从烧穿部位检查发现风口以上炉料已大部分从烧穿部位吹出，烧穿部位上方三层冷却壁约有12根进排水管烧坏，炉缸陶瓷杯已不存在，只剩环型碳砖，烧穿部位区域的炭砖侵蚀严重。,炉内侵蚀情况,第79层环炭侵蚀非常严重，总体上此标高区域一圈都有严重侵蚀，侵蚀呈现明显“蒜头状”，其中最严重的侵蚀发生在远离铁口的正南和正北
6、方位（图纸为0和180方位），而铁口正下方和铁口附近区域相对侵蚀并不很严重。,烧穿部位附近炉墙（正南),即将烧穿部位的炉墙（正北）,九江3号高炉,炉底炭砖侵蚀情况，中心陶瓷垫侵蚀完毕，第4层满铺炭砖略有侵蚀，深度大约200300mm。炉底炭砖渗铅严重，一直渗透至炉底第2层炭砖，砖缝中都有铅。炉料含铅负荷较重，大概是正常值的3倍。炉底清理出大约800kg左右的铅（拆炉工人估计）。,炉底炭砖的侵蚀情况,炉底炭砖侵蚀情况,炉底炭砖渗铅严重,九江3号高炉,九江3号高炉,四.烧穿原因分析,过高利用系数、高产量的影响九江3#高炉设计利用系数2.327t/m3.d，日产铁量4142t，出铁次数为12次，年产
7、铁量145万t。现场调研3#高炉的利用系数2.62.8，出铁次数1516次，有时达到18次。下图是3#高炉事故前2012.10.23的生产报表，,从报表上看10.23的生铁产量为5338t.利用系数达到2.9以上。追求高利用系数、高产量，铁水环流加剧，增加铁水机械冲刷和热流强度，势必加重炉缸的“象脚”侵蚀，缩短高炉寿命。,高炉操作、维护不力直接导致烧穿,九江3号高炉,TE1238,2012.10.12 TE11238温度一度达到1000,TE1235,2012.10.12 TE11235温度一度达到1000，,TE13244,2012.10.21 冷却壁TE1324 一度超过500, 超过50
8、0,软水回水1,软水回水2,2012.10.23软水回水2开始漏水,入炉料有害元素zn以及碱金属的影响,九江钢铁公司2011.1月入炉原燃料锌负荷情况见下表：,从上表可以看出，如忽略燃料及溶剂中带入的碱金属，炉料中带入Zn：0.44kg/t、Pb：0.26kg/t。,有害元素在炉内循环富积，不仅破坏高炉的稳定顺行、降低焦炭强度，而且能与耐火材料形成化合物，使其体积膨胀，有的高达50%，易对炉缸炭砖的造成破坏。,九江3号高炉,高炉炉缸堆积严重,死铁层中残铁极少,从扒炉情况看，陶瓷垫还部分残存，炉底仅有及其少量残铁，厚度约50mm，且仅局部区域有一点。 炉缸堆积的存在，这就大大加剧了铁水环流。从拆
9、炉过程中可以看出，炉底陶瓷垫部分残存，“象脚”区炭砖侵蚀非常严重，残铁量较少，这也证实了高炉由于长期操作不当，造成炉缸堆积，从而加剧铁水环流对象脚区的侵蚀。,九江3号高炉,高炉炉底炉缸炭砖质量和碳素捣料不过关,九江3号高炉,武钢技术研究院对残存的炭砖和碳素捣料进行了取样化验,化验的结果表明:微孔炭砖的微孔率、导热系数和抗铁水溶蚀等指标没有达到设计要求 碳素倒料的导热系数只有45w/mk ,没有达到设计要求.,对现场采集的数据（烧穿前一周，再前数据无记录）分析得知，炉底满铺炭砖的温度、炉缸炭砖的温度特别是“象脚”区炭砖的温度、冷却壁温度以及软水回水等较多数据已长时间存在异常，足以说明高炉已处于极
10、度危险的状态中，高炉操作没有采取任何行之有效的护炉措施，导致高炉炉缸烧穿事故的发生。,九江3号高炉,高炉维护不力直接导致烧穿,五.专家分析结论,九江3号高炉,受九江萍钢公司和中冶京诚委托 ，由9名 炼铁界专家组成的专家组，听取了双方设计、施工、生产运行以及大修破损调查介绍，专家组就3号烧穿原因进行分析,形成如下意见: 炭砖和碳素捣料部分指标未达到设计标准,是造成炉缸异常侵蚀的重要原因。 生产过程对炉缸冷却及侵蚀缺乏有效监控,高炉出现异常未及时发现并采取有效的措施是炉缸烧穿的原因之一。,六.结语,九江3号高炉,高炉长寿是一个系统工程：一是高炉设计时采用的长寿技术，如合理的炉型、优良的设备制造质量
11、、高效的冷却系统、优质的耐火材料。二是良好的施工水平。三是稳定的高炉操作和优质的原燃料条件。四是有效的炉体操作维护技术，这四者缺一不可。炉底、炉缸耐材如炭砖和炭素捣料质量对高炉寿命起着重要的作用，九江3号高炉采用河南科瑞的碳砖和炭素捣料,质量未达到设计要求是炉缸烧穿的重要原因。,高炉生产和操作维护不力是3号高炉烧穿的直接原因。 在生产操作中，应尽早发现炉缸的危险的蛛丝马迹，操作上采取相应的措施以阻止烧穿事故的发生。高炉出现险情都会有征兆，就像本报告分析的有许多温度极度异常而被无视，高炉处在极度的危险中而没有采取任何的维护措施，最终直接导致炉缸烧穿。盲目的追求产量，不顾高炉安全的操作思想是决定要不得的，这种做法的结果只有一个：就是最终导致烧穿事故的发生。高炉投产后一代炉役生产期间，要时刻注意仔细观察。出现危险的信号后应立即采取行之有效的措施，才能使高炉稳定高效生产。 高炉和一个人、一部车、一台机器一样，需要精心维护与保养，才能保证稳定、长寿运行。,九江3号高炉,
