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夏杰生
01、煉鐵界感謝并夸贊首個吃螃蟹者 近200家用戶口碑勝過金杯銀杯
為堅決貫徹國家產(chǎn)能置換政策,淘汰小高爐,改建大高爐,2021年5月8日,山西建邦集團(tuán)下轄的通才工貿(mào)有限公司(下文簡稱“建邦通才”)2號高爐安全熄火,實現(xiàn)停爐停產(chǎn)。
經(jīng)統(tǒng)計計算,該高爐自2007年12月投產(chǎn)至2021年5月停爐,全爐役無護(hù)爐安全運(yùn)行13年4個月,單位爐容產(chǎn)鐵高達(dá)每立方米17041噸,這一高指標(biāo)不僅使該高爐成為我國高爐安全長壽、節(jié)能降耗的典范,而且刷新了國內(nèi)高爐單位爐容產(chǎn)鐵量的歷史紀(jì)錄,具有劃時代的意義。
據(jù)建邦集團(tuán)高層透露,取得如此光榮業(yè)績的原因,是因其敢于第一個吃螃蟹——該高爐是世界第一座在爐缸爐底采用碳復(fù)合磚砌筑的高爐。
河南五耐集團(tuán)實業(yè)有限公司(下文簡稱“五耐”)董事長張建武深有感觸地說,五耐研發(fā)的碳復(fù)合磚成就了建邦2號高爐安全長壽的美名,首先應(yīng)該感謝的是建邦集團(tuán)總經(jīng)理張銳,是他獨具慧眼,敢于承擔(dān)風(fēng)險,大膽嘗試采用別的高爐從未采用過的新型爐襯磚——碳復(fù)合磚。
問君哪得膽如虎,惟有招數(shù)胸中埋!張銳為何有如此膽略,源于他與另一煉鐵專家——建邦集團(tuán)副總經(jīng)理武會卿對傳統(tǒng)碳磚侵蝕機(jī)理有深刻理解和他們對耐材選擇具有前瞻性眼光,以及他們對安全長壽高爐襯磚的渴求,這才為碳復(fù)合磚在該高爐上的應(yīng)用創(chuàng)造了寶貴的機(jī)會。
生產(chǎn)實踐證明,除了建邦領(lǐng)導(dǎo)的大膽拍板和碳復(fù)合磚的優(yōu)異性能之外,再加上建邦通才煉鐵操作人員的精細(xì)管理,三者相互作用,才使這座高爐創(chuàng)造了如此安全長壽的業(yè)績。
原來,該高爐爐底采用五耐生產(chǎn)的高導(dǎo)熱碳磚,在此之上又砌了兩層碳復(fù)合磚(爐底、爐缸、鐵口、風(fēng)口全部采用)。這種磚是五耐聯(lián)合河南科技大學(xué)、北京科技大學(xué)研發(fā)的且榮獲國家發(fā)明專利(專利號ZL01072055)和冶金科學(xué)技術(shù)獎的科技成果。其中就包括一項由趙永安、校松波、張燦星、張曉雷、張亞鋒研發(fā)的“碳復(fù)合磚及其生產(chǎn)方法”成果,兩項由趙永安、武會卿、張曉雷、李明歡研發(fā)的“安全長壽高爐爐底爐缸結(jié)構(gòu)一、二”成果。該成果能在建邦通才2號高爐取得如此優(yōu)良的安全長壽效果,證明其達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
據(jù)武會卿介紹,該高爐停爐前爐缸爐底溫度仍處于安全狀態(tài),若不是產(chǎn)能置換停爐,還能夠繼續(xù)安全生產(chǎn)若干年。其詳細(xì)侵蝕情況待爐底爐缸解剖拆除后才能知曉,并作出最后結(jié)論。
這座功勛高爐的一代爐齡長達(dá)13年4個月無護(hù)爐無大修,堪稱奇跡!它與常規(guī)一代高爐5~8年大修一次相比,既節(jié)省了大量的維修費(fèi)用和護(hù)爐費(fèi)用,又減少了高爐后期護(hù)爐過程中的安全風(fēng)險,使操作者安全無憂,放心生產(chǎn)。常規(guī)一代高爐如果算上高爐因爐缸燒穿而造成的大修、停產(chǎn),加上鐵產(chǎn)量損失和護(hù)爐費(fèi)用,成本可高達(dá)近億元。另外,從國外進(jìn)口的同類碳磚每噸價格需3萬元~4萬元人民幣,而五耐碳復(fù)合磚每噸價格才1萬多元。目前全國已有近200座高爐采用了五耐碳復(fù)合磚,不僅取得了安全長壽的使用效果,而且為煉鐵廠節(jié)約成本、降低消耗和維護(hù)費(fèi)用立下了汗馬功勞。事實證明,該產(chǎn)品不僅性能優(yōu)于國外進(jìn)口同類產(chǎn)品,而且經(jīng)過了10余年在400立方米~3000立方米高爐上的使用,實踐證明其完全可以替代進(jìn)口產(chǎn)品,更可以在全國大高爐上廣泛采用。
國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局安全生產(chǎn)技術(shù)專家、“高爐爐缸侵蝕診斷與結(jié)構(gòu)安全預(yù)警”技術(shù)項目組負(fù)責(zé)人、東北大學(xué)博士生導(dǎo)師陳良玉教授認(rèn)為,五耐的碳復(fù)合磚是目前國際上最好的爐缸爐底用磚,兼?zhèn)淞私咏沾傻母呖硅F水熔蝕性能和與碳磚等同的高導(dǎo)熱性能——結(jié)厚自保護(hù)性能,可保證整體砌筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,并可有效克服傳統(tǒng)的“陶瓷杯+常規(guī)碳磚”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差、鐵水抗性差兩大缺陷,是具有普及技術(shù)優(yōu)勢的新一代爐缸爐底用磚,對確保高爐爐缸爐底長壽與安全具有重大的技術(shù)意義。
對碳復(fù)合磚的研發(fā)過程十分熟悉的全國知名煉鐵專家、北京科技大學(xué)原校長楊天鈞教授曾先后兩次對這種碳復(fù)合磚作過下列高度評價:
“碳復(fù)合磚是高爐爐襯耐火材料的一項重大革新”。
“碳復(fù)合磚的研發(fā)和應(yīng)用是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和技術(shù)集成,是高爐爐缸和爐底用耐火材料的重大革新,有力地推動了高爐安全長壽技術(shù)的跨越式發(fā)展?!?/div>
中冶賽迪集團(tuán)原總工程師、中國中冶集團(tuán)煉鐵工程技術(shù)首席專家伍積明指出:“碳復(fù)合磚是一種更加適合高冶煉強(qiáng)度的高爐爐缸爐底安全生產(chǎn)的材料,抗鐵、抗氧化、抗鋅、抗熱應(yīng)力等關(guān)鍵指標(biāo)更適應(yīng)高爐實際工況的要求”。
02、煉鐵人對安全長壽的渴望 成為五耐人的不懈追求
高爐的安全和長壽是煉鐵界的夢想,尋求一種能真正滿足高爐爐缸、爐底安全長壽的耐火材料,是幾代煉鐵人的期盼。
在煉鐵生產(chǎn)中,高溫冶煉條件和熔融流動的鐵水極易對爐缸磚襯造成損傷。幾乎年年都有爐缸燒穿的嚴(yán)重事故發(fā)生,讓高爐操作與管理者提心吊膽,一旦爐缸爐底溫度升高異常就有恐懼襲來、坐臥不安之感,身心倍受折磨與煎熬。因此,提高爐缸爐底磚襯的抗損傷能力,是爐缸爐底長壽和安全生產(chǎn)的最重要的技術(shù)關(guān)鍵??墒窃诟郀t高溫、腐蝕、沖刷、磨損、破損條件下,如何提高爐缸爐底磚襯的抗損能力,成為提高爐缸安全性實現(xiàn)高爐長壽的重大問題。
五耐創(chuàng)新研發(fā)的碳復(fù)合磚既吸收了優(yōu)質(zhì)碳磚和陶瓷杯的優(yōu)點,又克服了其缺點,完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳磚和陶瓷杯用于高爐爐缸爐底,而且在全國近200座高爐上推廣應(yīng)用均取得了安全長壽的使用效果。
通常高爐爐缸爐底安全長壽對耐材有下列要求:抗渣鐵侵蝕、抗氧化、抗水蒸氧化,較高的導(dǎo)熱性、較低的膨脹性、較高的抗磨損性、較高的抗熱應(yīng)力強(qiáng)度,抗鋅侵蝕能力強(qiáng),泥漿有較高的粘結(jié)強(qiáng)度與施工性能,搗打料有較高的導(dǎo)熱性與施工長壽。
據(jù)五耐總經(jīng)理張佳磊介紹,五耐碳復(fù)合磚之所以能夠滿足上述要求,皆采取下列措施制造:一是選用優(yōu)質(zhì)的電熔剛玉和低比電阻的炭素材料,嚴(yán)格控制原料中的R2O等雜質(zhì);二是嚴(yán)格控制粒度分布,引入超微細(xì)粉,通過基質(zhì)細(xì)粉預(yù)混合,使各粉料混合分散均勻,避免團(tuán)聚,達(dá)到成分均勻一致;三是采用多元添加劑,利用它們的分解相變和原位反應(yīng),產(chǎn)生微體積膨脹,既有利于形成微孔,又有利于抗氧化性和強(qiáng)度的提高;四是采用與炭素原料潤濕性好的樹脂結(jié)合劑;五是控制加料順序和混練時間,避免偏析;六是通過適當(dāng)困料和成型過程中的間斷打擊,有利于中途排氣,避免彈性后效而產(chǎn)生層裂;七是采用2500噸全自動液壓成型機(jī)高壓成型,提高磚坯質(zhì)量;八是采用溫度均勻的連體窯,在不低于1600℃下埋碳高溫?zé)刹㈤L時間保溫,以利于碳化物原位反應(yīng)的發(fā)生、完成和燒結(jié)致密化,提高制品的強(qiáng)度和形成微孔結(jié)構(gòu)。良好的原料和合理的工藝才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,碳復(fù)合磚的性能指標(biāo)從理論上完全滿足了爐缸對內(nèi)襯材料的工況要求,實踐結(jié)果也證明了這一點。
03、建議五耐建長壽爐缸磚展覽館 讓碳復(fù)合磚造福更多煉鐵高爐
建邦通才對2號高爐做了總結(jié)分析后認(rèn)為,采用五耐碳復(fù)合磚結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生下列4個方面的效益:一是比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)爐缸有一定的擴(kuò)容(爐缸磚襯可以薄一些),爐容可擴(kuò)大15%左右;二是實際單位容積產(chǎn)鐵可提高2倍以上;三是鐵口炮泥用量比常規(guī)減少15%~20%(鐵口內(nèi)爐墻侵蝕少,泥包?。?;四是節(jié)省了大修和護(hù)爐費(fèi)用。
建邦人建議,希望五耐人能將此高爐爐缸認(rèn)真做破損調(diào)查,并將爐缸爐底碳復(fù)合磚拉回五耐建一個長壽爐缸磚展覽館,讓更多的煉鐵人與耐材人士更深入詳細(xì)了解,讓專業(yè)人員系統(tǒng)研究分析碳復(fù)合磚長壽機(jī)理,并不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而使其在我國煉鐵高爐上得到更廣泛推廣應(yīng)用,為煉鐵高爐安全節(jié)能高效做出更大貢獻(xiàn)。
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯:陳燦
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