来源:中国炼铁网

作者:刘  伟  庞国海  郑海松  韦  俊

柳州钢铁股份有限公司炼铁厂

1  前言

柳钢高炉渣处理系统负责高炉熔渣的冷却、淬化,分离出的水渣通过皮带外运、循环利用,冲渣水经净化、冷却后循环使用。其中,2号高炉渣处理系统使用INBA法渣处理工艺,3、4、6号高炉渣处理系统使用明特法渣处理工艺,5号炉渣处理系统使用嘉恒法渣处理工艺,处理工艺不同,流程布置上也存在差异。冲制箱是各渣处理工艺的第一个环节,也是最关键的流程之一,在冲制箱内,高压冲渣水将高炉熔渣切割、冷却、淬化,形成含有大量小颗粒玻璃体水渣的渣水混合物,经后续渣水分离、冲渣水冷却等工序后回收、循环利用,由于高炉熔渣温度超过1500 ℃,且含有一定量的S,在与冷却水接触过程中,发生化学反应后产生少量的SO2、H2S等酸性物质,易导致冲制箱上部锥段及烟囱部分腐蚀严重,影响设备的安全运行和周边人员、设备安全。本文调查分析各高炉渣处理烟囱的腐蚀情况,可望制定处理措施。

2   调查与分析

2.1  渣处理烟囱腐蚀、损坏调查

2.2  分析与讨论

针对各渣处理烟囱腐蚀情况,车间从烟囱结构、烟囱材质及烟囱冷凝水水质等多方面进行了排查和分析。

(1)烟囱结构。2号炉渣处理烟囱与冲制箱锥段之间通过法兰连接,法兰在烟囱内、外部均凸出来,烟囱内部凸台位置积水、积渣,易导致烟囱腐蚀,第一次发现的严重腐蚀部位集中在法兰上部的现状也印证了这一判断。

(2)烟囱材质。经查阅设计图纸,原渣处理烟囱钢材材质为Q235碳素钢,该号牌的钢种耐腐蚀性能较差,不适于渣处理现场温度高、湿度大、腐蚀性杂质多的恶劣环境。2017年12月6日,取2号炉渣处理烟囱腐蚀严重区域的钢板送技术中心分析,在腐蚀穿孔截面样组织为F(铁素体)+P(珠光体),未见其它异常组织和明显的基体腐蚀产物(见图1)。取表面腐蚀产物用SEM和EDS分析(见图2),均观察到S的存在,部分颗粒存在Cl。

(3)冷凝水水质。2017年12月及2017年1月,车间收取了各渣处理烟囱冷凝水进行水质化验,主要指标见表1。冷凝水化验结果表明,2号炉渣处理冷凝水pH值为2.3,非常低,酸性较强,常温下检测电导率高达5.66 mS/cm。研究结果[1]表明,水电导率对金属的腐蚀行为具有影响,无论在静止水中还是在流动水中都存在临界电导率,小于临界电导率时,水电导率对金属的腐蚀行为影响较小;反之对金属的腐蚀行为影响较大,Q235钢的临界电导率在0.4~4.0 mS/cm,本次检测电导率结果为5.66 mS/cm,超过了临界电导率上限值4.00 mS/cm。因此,烟囱冷凝水腐蚀性较强,总铁含量61.7 mg/L,含量较高,印证了烟囱壁钢材腐蚀较为严重的情况。

根据凝结水样检测和烟囱钢板质量分析结果,可以得出:2号炉渣处理烟囱为Q235B材质,不耐烟囱内部酸性强、电导率高的凝结水的腐蚀,导致烟囱钢材腐蚀严重。

3   应对措施及其效果

3.1  应对措施

3.2  效果与不足

4    结语

高炉渣处理烟囱工作环境较为恶劣,容易腐蚀,同时靠近高炉本体、热风炉等生产区域,一旦严重腐蚀导致倒塌,将会造成非常严重的后果。因此,渣处理烟囱的长期安全、稳定运行显得特别重要,通过改进烟囱的材质和形式,下部选用耐候钢材或低合金钢材,内部涂刷耐腐蚀涂层,上部选用玻璃钢材质并沿高炉框架敷设至高炉炉顶,能明显改善烟囱下部的受力和抗腐蚀性能,大大延长烟囱使用寿命。