高炉冷却设备漏水是高炉生产中常见的现象。一般漏水对高炉生产影响不大,但若对漏水发现不及时,或处理不当,***会发展成为事故。另外,漏水也是冷却设备损坏的一个征兆,特别是冷却壁漏水则是炉体破损的重要标志.因此了解高炉冷却设备漏水事故及其处理,对搞好高炉安全生产和延长炉体寿命都十分重要。
一、冷却设备的功能
高炉冷却设备的主要功能***是冷却.冷却水在冷却器内流动将热量带走,达到降低砌体温度和形成保护性渣皮的目的。另外,由于冷却器设计结构不同,除冷却功能外,它还有某些特殊功能。如带托台的复合式冷却器和水平冷却器***有支撑炉身上部砖衬的功能;风口和渣口分别具有送风和排渣的特殊功能。
随着高炉炉衬的侵蚀,冷却设备还具有间接检测功能,通过冷却设备水温差及热流密度的变化,了解冷却设备自身工作状态和高炉圆周工作情况.特别是高炉炉身有一个敏感区,在这个敏感区内,通过水滥差和热流密度的变化,可以了解高炉炉墙侵蚀和结厚的程度以及高炉边缘100一300mm内煤气流和炉料运动的情况。由于冷却壁是延长炉体寿命的重要一环,所以近代冷却壁还要求有耐蚀功能。
二、冷却设备漏水的原因
冷却设备漏水简单地分为管根漏水和烧漏.前者往往是由于设计不当在生产中因变形断裂而引起,后者则与高炉操作有关。为便于分析,把漏水的原因分为主观、客观两个方面.从客观上来说是因为冷却设备经常处在高温高压高煤气流速作用下工作,特别是在砖衬侵蚀后、冷却设备得不到砖衬和渣皮的保护,直接与煤气流和炉料接损,再遇到护况失常***会产生破坏而漏水。
从主观上来说,是因为冷却器的性能不能适应高炉恶劣的工作环境。这里所说的主观原因是由设计、制造和高炉大中修的质量决定的。一旦高炉修好了,冷却器的性能也***确定了。所以冷却设备漏不漏水在很大程度上决定于客观原因,也***是说决定于高炉操作。而高炉操作又是由工长执行的,所以高炉工长对冷却设备使用的好坏负有直接的责任。要消除冷却设备漏水,冷却设备应朝着以下两个方向改进:
(1)研究、设计、制造一种能适应炉内操作波动的经久耐用的冷却器。
(2)建立一套科学的、完整的检漏系统。对漏水进行预测预报,并及时查出漏水地点,把漏水事故消灭在萌芽之中。
三、冷却设备的检漏
高炉冷却设备的检漏有仪表检漏和人工检漏两种办法。到目前为止,工业水冷却的高炉、冷却设备检漏大都以人为主。人工检漏是通过水管漏煤气来判断冷却设备漏水的一种方法.这种检漏方法有发现和确认两个过程。一般有经验的配管工,只需看看冷却器的出水头***能发现冷却器漏不漏水。但是要确认漏水***需用煤气点火试验,一般点着了***是漏水。以冷却壁漏水为例,明显的征兆是风口大套有水印。为了确认是那一块冷却壁漏水,***得顺着这个水印向上找。一边闭水一边点火,这***得两3个人互相配合.而且这里是煤气区,工作面狭窄,有时配管工人要戴着防毒面具工作,这***增加了检漏的负担。采用汽化冷却和软水闭路循环冷却的高炉检漏***更困难一些。以鞍钢现有的11号高炉(炉容2580m3）来说,采用软水闭路循环冷却,于1990年6月23日改造后投产。
由于是闭路循环,外面***无水头可查。从6段到13段冷却壁的水管都是串联的,段与段之间无阀门隔开,造成检漏的距离过长，开炉后3~4个月***发现冷却设备漏水,但是要确认是那段、那号、那根水管漏水***非常困难。1990年10月6日先卡死4串托台水管,仍旧漏水，接着在11月2日将7、8、9三段冷却壁托台的水管全卡死,还没有解决检漏问题。到1991年3·月5日又发现漏水,还是查不出来。这次没敢闭水,而是把6，7，8三段冷却壁的软水改为工业水后,检漏的问题才基本解决。作为一个科学的、完整的高炉冷却设备检漏系统应包括以下几点。
(1)高炉检漏应以人工检漏为基础。人工检漏的设施,无论是工业水冷却,或是软水闭路循环和汽化冷却,从设计一开始***要充分考虑。
(2)要建立高炉检测的网络。这个网络的建立应以完善现行检漏机构为出发点,应有科研人员参与.
(3)应完善现有仪表检漏系统.包括电磁流量计在内的各种流量测量设备、盐漏计、CO分析仪、声响仪等,对检漏系统要有专人负责。现鞍钢11号高炉、上了24台电磁流量计测量软水闭路循环的流量,目的是想通过水流量的变化来了解漏水情况,但是到目前为止没有一台好使。
四、冷却设备漏水事故的影响及处理
一旦冷却设备发生漏水***会给高炉操作带来影响。首先是破坏了进出水量的平衡,打乱了冷却设备正常冷却功能.而漏入炉内的水既起着特殊的冷却作用,又起着破坏作用,所谓特殊的冷却作用是指水漏入高炉之后,水被汽化,吸收炉内大量的汽化潜热,在炉衬内表面产生汽膜冷却。另外汽化的水又与炉墙边缘焦炭作用，产生水煤气反应，吸热的反应,它减少了炉内热量向炉墙传递,实质上起到了冷却砌体和保护炉境墙的作用。漏水的破坏作用是通过漏水的质与量两方面表现出来的。
从量的方面来说,***是说水漏得越多,吸收的热量越大,***终导至炉凉、炉墙结厚、直至炉缸冻结。另外漏水多也意味着水蒸汽多,是引起高炉水汽爆炸的必要条件。1990年3月12日酒钢1号高炉崩塌很可能是由于水汽爆炸所引起。上述影响又因使用的冷却介质不同而有很大的差别。
目前我国高炉常用的冷却介质有三种,即工业循环水、汽化冷却、软水闭路循环。为什么冷却介质不同冷却设备漏水后对高炉操作影响会不同呢?主要是检漏技术落后引起的。前文已说到我国使用的检漏技术是以人工检漏为主,其检漏的准确性在很大程度上取决于检漏工的素质和责任心。对于工业循环水大家都习以为常地检查炉顶煤气中含氢量的变化,看出水头水流的喘息,看是否漏煤气,看管根与炉皮的焊缝处是否有水印,***后用闭水点火或打压来确认冷却器是否漏水。如果火点着了,说明冷却器已损坏。通常用切断进水、封闭出水头的办法处理。一些有经验的配管工,为了延长炉身寿命,有时不是采用切断进水的办法,而是采用关闭1/2或1/3进水阀门的方法,让少量的水漏入炉内汽化吸热,形成汽幕和渣皮来保护炉墙。此时一定要有人监护,一定要与炉内操作取得联系,以防炉凉。但是***重要的还是及时发现烧坏的冷却设备,否则事故会扩大。
鞍钢11号高炉第六代(炉容588m3，12个风口)于1970年10月29日投产,使用工业,水冷却。1975年3月12日因6段12号冷却壁烧坏没有及时发现,导致向炉内漏水引起炉缸冻结。事故的经过是这样的,3月12日7：00左右,夜班发现东侧风口区冷却壁连接螺柱处炉壳有漏水现象。炉顶煤气含氢量由正常时的3.9%升至6.5%,风口与二套间冒水泡,渣口往外淌水,全部风口暗红,5、6号风口挂渣,这是冷却设备损坏的明显征兆,立即进行查找。接着5、6、7号风口先后自动灌渣、凝死,其它风口普遍涌渣,14：45分,10、11、12号风口相继灌死,直到15：45才查明是6段12号冷却壁烧坏、当即卡死。至此,自发现漏水到查出漏水的冷却壁历时近9小时,致使漏水过多,炉子大凉,导致炉缸全部冻结事故。类似的情况在使用汽化冷却的高炉上也发生过。
鞍钢11号高炉于1971年10月1日投产。容积为2025m3采用汽化冷却,开炉后5个月发现8段19号汽化冷却壁水管烧坏,接着大量破损,不好查找,经常向炉内漏水,直接威胁着生产安全。1974年7月13日休风29h焊补小钟。休风前冷却壁烧坏没发现。休风后约5个多小时,发现炉顶温度急剧升高,***高达到900一950℃。严重时炉顶着火,将大钟及上升管烧红,炉顶放散阀着火,并发出响声。风口堵泥向外冒潮气或被鼓开,有时还有爆炸声。风口与二套间往外冒水泡。渣口淌水。铁口眼黑,冒潮气,严重时往外淌水。此时才意识到炉内无压力冷却壁向炉内漏水,便积极组织查找,但时间较晚,直到14日5：00才查出8段12号冷却壁有三根水管烧坏,时间长达16h,由于处理不当,亦造成炉缸冻结。
软水闭路循环的情况更加复杂。这种复杂性除了人工检漏落后外,还由于对软水闭路循环缺乏认识。鞍钢2号高炉(炉容900m3),1986年连月26日投产,1988年5月风口以上由普通工业水冷却改为软水闭路循环冷却。1989年1,2月份,由于高炉生产条件变坏和操作不当导至高炉失常。
在处理失常过程中,控制冷却强度是重要措施之一。目前,鞍钢控制冷却强度主要是控制水量,这种方法***是一种“杀鸡取卵”的方法。因为这样做往往会带来冷却设备的破坏。在工业水冷却时,只要开关阀门,***可从每块冷却壁出水头看出水流的变化,并加以调节。但是使用软水闭路循环冷却时,开关阀门只能从仪表上看出每层总水量的变化,每块冷却壁的水量和水温差却不知道,也***无从知道高炉圆周工作情况。在这种情况下要通过控制冷却强度来处理失常炉况,***好比`瞎子摸象”。
鞍钢2号高炉从汽化冷却到软水闭路循环年年失常,***长达15个月之久,至今还没有摸索出什么规律来,这次炉况失常后,先怀疑是炉墙结厚,也采取了闭水措施,结果造成冷却壁破坏。冷
