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夏杰生
01、煉鐵界感謝并夸贊首個(gè)吃螃蟹者 近200家用戶(hù)口碑勝過(guò)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,山西建邦集團下轄的通才工貿有限公司(下文簡(jiǎn)稱(chēng)“建邦通才”)2號高爐安全熄火,實(shí)現停爐停產(chǎn)。
經(jīng)統計計算,該高爐自2007年12月投產(chǎn)至2021年5月停爐,全爐役無(wú)護爐安全運行13年4個(gè)月,單位爐容產(chǎn)鐵高達每立方米17041噸,這一高指標不僅使該高爐成為我國高爐安全長(cháng)壽、節能降耗的典范,而且刷新了國內高爐單位爐容產(chǎn)鐵量的歷史紀錄,具有劃時(shí)代的意義。
據建邦集團高層透露,取得如此光榮業(yè)績(jì)的原因,是因其敢于第一個(gè)吃螃蟹——該高爐是世界第一座在爐缸爐底采用碳復合磚砌筑的高爐。
河南五耐集團實(shí)業(yè)有限公司(下文簡(jiǎn)稱(chēng)“五耐”)董事長(cháng)張建武深有感觸地說(shuō),五耐研發(fā)的碳復合磚成就了建邦2號高爐安全長(cháng)壽的美名,首先應該感謝的是建邦集團總經(jīng)理張銳,是他獨具慧眼,敢于承擔風(fēng)險,大膽嘗試采用別的高爐從未采用過(guò)的新型爐襯磚——碳復合磚。
問(wèn)君哪得膽如虎,惟有招數胸中埋!張銳為何有如此膽略,源于他與另一煉鐵專(zhuān)家——建邦集團副總經(jīng)理武會(huì )卿對傳統碳磚侵蝕機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(cháng)壽高爐襯磚的渴求,這才為碳復合磚在該高爐上的應用創(chuàng )造了寶貴的機會(huì )。
生產(chǎn)實(shí)踐證明,除了建邦領(lǐng)導的大膽拍板和碳復合磚的優(yōu)異性能之外,再加上建邦通才煉鐵操作人員的精細管理,三者相互作用,才使這座高爐創(chuàng )造了如此安全長(cháng)壽的業(yè)績(jì)。
原來(lái),該高爐爐底采用五耐生產(chǎn)的高導熱碳磚,在此之上又砌了兩層碳復合磚(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(zhuān)利(專(zhuān)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“碳復合磚及其生產(chǎn)方法”成果,兩項由趙永安、武會(huì )卿、張曉雷、李明歡研發(fā)的“安全長(cháng)壽高爐爐底爐缸結構一、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(cháng)壽效果,證明其達到了國際先進(jìn)水平。
據武會(huì )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,還能夠繼續安全生產(chǎn)若干年。其詳細侵蝕情況待爐底爐缸解剖拆除后才能知曉,并作出最后結論。
這座功勛高爐的一代爐齡長(cháng)達13年4個(gè)月無(wú)護爐無(wú)大修,堪稱(chēng)奇跡!它與常規一代高爐5~8年大修一次相比,既節省了大量的維修費用和護爐費用,又減少了高爐后期護爐過(guò)程中的安全風(fēng)險,使操作者安全無(wú)憂(yōu),放心生產(chǎn)。常規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)量損失和護爐費用,成本可高達近億元。另外,從國外進(jìn)口的同類(lèi)碳磚每噸價(jià)格需3萬(wàn)元~4萬(wàn)元人民幣,而五耐碳復合磚每噸價(jià)格才1萬(wàn)多元。目前全國已有近200座高爐采用了五耐碳復合磚,不僅取得了安全長(cháng)壽的使用效果,而且為煉鐵廠(chǎng)節約成本、降低消耗和維護費用立下了汗馬功勞。事實(shí)證明,該產(chǎn)品不僅性能優(yōu)于國外進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品,而且經(jīng)過(guò)了10余年在400立方米~3000立方米高爐上的使用,實(shí)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)監督管理總局安全生產(chǎn)技術(shù)專(zhuān)家、“高爐爐缸侵蝕診斷與結構安全預警”技術(shù)項目組負責人、東北大學(xué)博士生導師陳良玉教授認為,五耐的碳復合磚是目前國際上最好的爐缸爐底用磚,兼備了接近陶瓷的高抗鐵水熔蝕性能和與碳磚等同的高導熱性能——結厚自保護性能,可保證整體砌筑結構穩定性,并可有效克服傳統的“陶瓷杯+常規碳磚”結構的穩定性差、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(cháng)壽與安全具有重大的技術(shù)意義。
對碳復合磚的研發(fā)過(guò)程十分熟悉的全國知名煉鐵專(zhuān)家、北京科技大學(xué)原校長(cháng)楊天鈞教授曾先后兩次對這種碳復合磚作過(guò)下列高度評價(jià):
“碳復合磚是高爐爐襯耐火材料的一項重大革新”。
“碳復合磚的研發(fā)和應用是具有自主知識產(chǎn)權的核心技術(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(dòng)了高爐安全長(cháng)壽技術(shù)的跨越式發(fā)展?!?/div>
中冶賽迪集團原總工程師、中國中冶集團煉鐵工程技術(shù)首席專(zhuān)家伍積明指出:“碳復合磚是一種更加適合高冶煉強度的高爐爐缸爐底安全生產(chǎn)的材料,抗鐵、抗氧化、抗鋅、抗熱應力等關(guān)鍵指標更適應高爐實(shí)際工況的要求”。
02、煉鐵人對安全長(cháng)壽的渴望 成為五耐人的不懈追求
高爐的安全和長(cháng)壽是煉鐵界的夢(mèng)想,尋求一種能真正滿(mǎn)足高爐爐缸、爐底安全長(cháng)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(dòng)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(lái)、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(cháng)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(shí)現高爐長(cháng)壽的重大問(wèn)題。
五耐創(chuàng )新研發(fā)的碳復合磚既吸收了優(yōu)質(zhì)碳磚和陶瓷杯的優(yōu)點(diǎn),又克服了其缺點(diǎn),完全可以代替傳統碳磚和陶瓷杯用于高爐爐缸爐底,而且在全國近200座高爐上推廣應用均取得了安全長(cháng)壽的使用效果。
通常高爐爐缸爐底安全長(cháng)壽對耐材有下列要求:抗渣鐵侵蝕、抗氧化、抗水蒸氧化,較高的導熱性、較低的膨脹性、較高的抗磨損性、較高的抗熱應力強度,抗鋅侵蝕能力強,泥漿有較高的粘結強度與施工性能,搗打料有較高的導熱性與施工長(cháng)壽。
據五耐總經(jīng)理張佳磊介紹,五耐碳復合磚之所以能夠滿(mǎn)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,嚴格控制原料中的R2O等雜質(zhì);二是嚴格控制粒度分布,引入超微細粉,通過(guò)基質(zhì)細粉預混合,使各粉料混合分散均勻,避免團聚,達到成分均勻一致;三是采用多元添加劑,利用它們的分解相變和原位反應,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度的提高;四是采用與炭素原料潤濕性好的樹(shù)脂結合劑;五是控制加料順序和混練時(shí)間,避免偏析;六是通過(guò)適當困料和成型過(guò)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(dòng)液壓成型機高壓成型,提高磚坯質(zhì)量;八是采用溫度均勻的連體窯,在不低于1600℃下埋碳高溫燒成并長(cháng)時(shí)間保溫,以利于碳化物原位反應的發(fā)生、完成和燒結致密化,提高制品的強度和形成微孔結構。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,碳復合磚的性能指標從理論上完全滿(mǎn)足了爐缸對內襯材料的工況要求,實(shí)踐結果也證明了這一點(diǎn)。
03、建議五耐建長(cháng)壽爐缸磚展覽館 讓碳復合磚造福更多煉鐵高爐
建邦通才對2號高爐做了總結分析后認為,采用五耐碳復合磚結構可產(chǎn)生下列4個(gè)方面的效益:一是比傳統結構爐缸有一定的擴容(爐缸磚襯可以薄一些),爐容可擴大15%左右;二是實(shí)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減少15%~20%(鐵口內爐墻侵蝕少,泥包?。?;四是節省了大修和護爐費用。
建邦人建議,希望五耐人能將此高爐爐缸認真做破損調查,并將爐缸爐底碳復合磚拉回五耐建一個(gè)長(cháng)壽爐缸磚展覽館,讓更多的煉鐵人與耐材人士更深入詳細了解,讓專(zhuān)業(yè)人員系統研究分析碳復合磚長(cháng)壽機理,并不斷優(yōu)化結構設計,從而使其在我國煉鐵高爐上得到更廣泛推廣應用,為煉鐵高爐安全節能高效做出更大貢獻。
來(lái)源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯:陳燦
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