卡爾多爐爐齡指標的長短,主要是卡爾多爐用耐火材料的損耗,卡爾多爐耐火磚最容易被沖刷、腐蝕,腐蝕區域為渣線區,即錐部與筒體連接處,底部耗損值較小。從四年多生產實踐中可知,導致耐火磚損耗的原因很多,其中主要為三種。
(1)高溫侵蝕。
卡爾多爐熔煉造渣需加作為熔劑,加作為還原劑,還原物料中銅的氧化物。由于純氧燒嘴燃燒會在渣線區域產生高溫區,耐火材料在高溫作用下,發生嚴重侵蝕。
(2)局部物理機械磨損。
卡爾多爐處理的是冷態固體物料,有小銅錠、塊狀反射爐渣等,爐體在28度角旋轉過程中,塊狀物料與爐內耐火磚產生摩擦加劇耐火磚消耗。
(3)爐內溫度聚變。
卡爾多爐作業模式周期性,導致爐內溫度急冷急熱,溫度變化大,易產生熱應力,耐火磚易產生崩裂。
提高卡爾多爐爐齡指標的方案和主要措施
針對影響卡爾多爐爐齡指標三大因素逐條提出改進方案,通過不斷摸索實踐,管理創新,采取相應改進措施,具體實施對策如下。
(1)嚴格控制反射爐渣(傾動爐渣)尺寸,(破碎前尺寸900mm×500mm)。卡爾多爐每天處理大量反射爐渣,如大塊未破碎反射爐渣加入到卡爾多爐內,既耗油又對爐內耐火磚產生很大磨損。因此,每日安排用爐口清理機進行破碎(破碎后尺寸小于100mm×100mm),保證入爐反射爐渣尺寸達到設計要求(200mm×200mm),滿足生產條件。
(2)改變原來的卡爾多爐砌筑結構,增強國產耐火磚抗沖刷性能,并增長渣線高溫區工作層耐火磚長度。
根據爐內耐火磚在不同區域消耗程度,改變原卡爾多爐的砌筑結構,采用遼寧營口青花專門設計電熔再結合鎂磚,增加耐火磚硬度,加大提高沖刷性能,在渣線高溫區耐火磚即上筒體第30~40層工作層由400mm增至450mm,從使用完成情況看,筒體與錐帽連接部分比以前使用壽命增長。
(3)根據卡爾多爐作業實際,及時調整油槍行走位移及油槍燃燒時柴油與純氧比值。根據爐內加料批次及爐內加入物料的多少,調整油槍位移,加料軟化期油槍位移80%~65%,熔煉造渣期油槍位移70%~65%,盡最大可能的提升燃油熱效率,減少耐火材料的受熱輻射時間??茖W合理調整油槍燃燒時柴油與純氧之間比,加料軟化期氧油比2.3∶1.0,熔煉造渣期氧油比2.1∶1.0,既要考慮柴油充分燃燒,又要考慮純氧在高溫條件下對耐火磚氧化浸蝕消耗,根據不同作業時段修正氧油比作了相應調整,延長耐火磚使用壽命。
(4)科學合理調整油槍燒嘴,并對油槍燒嘴進行國產化改進使火焰燃燒更合理??茖W合理調整油槍燒嘴外套與燒嘴油孔之間間隙由2mm增加到5mm,根據生產實情,將油槍燒嘴進行國產化改進,使高壓油槍噴射霧狀柴油與純氧燃燒形成火焰方向更合理,減少高溫火焰直接對耐火磚浸蝕,又充分使熱量將物料完全熔化。
(5)嚴格控制出渣溫度,調整造渣作業,由一次造渣作業調整為二次造渣二次放渣作業??柖酄t入爐原料成份復雜,含有鉛、鋅、鎳、錫、鋁、鋼等金屬成分,特別是反射爐渣處理量由原來每爐處理8t提高到每爐處理25t,給工藝造渣帶來較大困難。如一次性燒油放渣,爐膛溫度特別是渣線區域溫度過高,加快了耐火磚消耗,安全生產難以保證。為此我們進行二次放渣,第一次放渣溫度不需控制過高,能放出部分即可,再根據爐內物料熔化狀況,再次燒油,二次倒渣。防止生產中超高溫作業,加快耐火磚消耗。
(6)嚴格控制熔煉造渣期熔劑Fe、SiO2、CaO的配比量。精確分析各入爐物料的成分,計算熔劑的配比量,保證渣含量FeO35~40%、SiO218~20%、3~5%。使渣系趨于合理、平衡,減少對鉻鎂為主的堿性耐火材料化學侵蝕。
(7)堅持檢測爐殼溫度,跟蹤分析爐磚消耗狀況,并增加爐殼強制冷卻堅持每爐出渣、出銅后對爐殼測溫,并形成趨勢曲線,分析爐磚消耗進度,指導修正工藝控制。增加雜用風冷卻管對耐火磚易消耗處爐殼強制冷卻降溫。
(8)通過開展班組間勞動競賽,進一步降低油單耗,優化指標。開展勞動競賽,激發全員的創造性,改良操作方法(根據不同作業時段修正氧油比、根據作業時段修正爐內壓等),優化各項經濟指標,將柴油單耗進一步降低,降低耐火材料的受熱輻射強度,從而延長爐齡。
(9)加強對筑爐時監督,確保筑爐質量。向筑爐提出詳細的修爐要求,監督修爐的過程,認真進行驗收工作,對發現的問題要求及時進行整改。
(10)根據不同作業周期,合理調整爐體旋轉速度。根據卡爾多爐冶煉原理,工藝操作分為加料軟化期、熔煉期、吹煉期。因不同作業周期爐內物料熔化程度不同,為減少對耐火磚沖刷,爐體旋轉速度要求不同,加料軟化期低速0.5~2rpm、熔煉期中速~4rpm、吹煉期高速3~5.5rpm。
(11)對新砌爐磚進行“掛渣”作業。新砌爐磚升溫達到1100℃時,往爐內加入含銅為3%的小塊轉爐渣,進行熔化生成磁性后,對新砌耐火磚進行覆蓋保護。