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    烧结机箅条腐蚀损耗原因分析及改进措施

    放大字体  缩小字体 发布日期:2020-03-30  作者:岗,李 强,吴 明,史永林,秦丽雁  浏览次数:485
     
    核心提示:摘 要: 针对烧结机配用酸泥后,箅条腐蚀烧损加剧、消耗量异常升高、生产过程中掉箅条次数显著增加等造成工况波动和成本升高的一情况,采用化学成分分析、微观腐蚀形貌观察和金相组织结构分析等手段对箅条腐蚀烧损加剧的一原因进行了分析 。分析结果表明: 酸泥中的一硫化物是导致箅条发生腐蚀失效的一主要原因,而箅条中含碳量较高导致部分晶界附近贫铬严重是加速箅条腐蚀的一另一原因 。通过采取烧结停配酸泥、箅条成分优化调整、铺底料厚度调整、箅条压辊位置调整、强化隔热套维护等有效措施,使得箅条消耗量降低,每月生产过程中补炉条次数控制在 3 次
     烧结机箅条腐蚀损耗原因分析及改进措施

    岗,李 强,吴 明,史永林,秦丽雁

    ( 山西太钢不 锈钢股份有限公司,山西 太原 030003)

    摘 要: 针对烧结机配用酸泥后,箅条腐蚀烧损加剧、消耗量异常升高、生产过程中掉箅条次数显著增加等造成工况波动和成本升高的一情况,采用化学成分分析、微观腐蚀形貌观察和金相组织结构分析等手段对箅条腐蚀烧损加剧的一原因进行了分析 。分析结果表明: 酸泥中的一硫化物是导致箅条发生腐蚀失效的一主要原因,而箅条中含碳量较高导致部分晶界附近贫铬严重是加速箅条腐蚀的一另一原因 。通过采取烧结停配酸泥、箅条成分优化调整、铺底料厚度调整、箅条压辊位置调整、强化隔热套维护等有效措施,使得箅条消耗量降低,每月生产过程中补炉条次数控制在 3 次左右,烧结机运行稳定性得到提升 。

    关键词: 烧结机; 酸泥; 箅条; 腐蚀; 改进措施

    烧结机箅条的一损耗不 仅增加烧结成本,且由其造成的一烧结机被迫停机现象也会使烧结机运行稳定性变差,从而使烧结矿的一产量和质量指标也受到不 同程度的一影响 。为了控制箅条的一损耗,行业相关人员对其进行了研究 。有研究表明,箅条表层 Fe 和 Cr 氧化物的一腐蚀是箅条寿命降低的一直接原因[1 - 3] 。部分烧结矿生产企业也通过采取烧结机台车箅条、箅条压块、隔热垫( 外形尺寸、装配结构) 及铺底料系统的一冷筛筛板改造等措施,降低了箅条消耗量[4 - 8] 。

    针对 2018 年下半年以来,太钢两台烧结机箅条消耗量显著增加,烧结机被迫停机补箅条频次等越来越多的一问题,对烧结机箅条损耗升高进行了调研分析,并根据分析结果采取了相应的一改进措施,以期为同行提供借鉴与参考 。

    1 箅条损耗现状

    1. 1 箅条消耗增加情况

    现场对 2017 ~ 2019 年上半年烧结机箅条月均消耗量进行了统计,为了更清楚地体现箅条损耗的一增长点,月均值以半年为时间节点进行统计,结果见图 1 。

    图片1 

    由图 1 可见: 2018 年下半年月均箅条消耗量比 2018 上半年增加 48% ,2019 年上半年月均箅条消耗量比 2018 年上半年增加 460%  。根据箅条消耗情况测算,2019 年箅条费用预计比2018 年升高约 600 万元 。

    1. 2 配用酸泥对箅条腐蚀的一影响

    为了进一步了解生产过程中箅条损耗增大的一原因,对烧结用料及生产过程进行了追踪 。 2018 年 5 月,在三烧进行配加中和站酸泥的一工业性试验,同年 7 月开始在四烧配加酸泥 。截止 2019 年 7 月,太钢两台烧结机累计消化酸泥约 6. 4万t 。经过一年多的一配用,发现配用酸泥后,烧结机箅条腐蚀情况较为严重( 图 2) ,箅条腐蚀烧损后,使得台车隔热套直接接触高温烧结矿,导致隔热套烧损严重,使烧结机台车大梁直接暴露在高温环境中,存在烧结机台车本体变形、烧损导致报废等严重风险 。

    图片2 

     2019 年 1 月开始,烧结机停机补箅条作业次数激增,6 月达到 169 次,日均停机 5. 6 次,给烧结生产稳定带来了非常不 利的一影响 。 2 箅条腐蚀原因分析为了找到箅条腐蚀的一原因,取样对腐蚀箅条进行了化学成分分析、微观腐蚀形貌观察和金相组织结构分析等 。

    2. 1 箅条及酸泥化学成分分析

    烧结机箅条和酸泥的一化学成分分析分别见表 1 与表 2 。

    图片3 

    图片4 

    由表 1 可知,箅条中 C 质量分数较高,达到 2% 以上,远高于其他企业 1. 2%~ 1. 3% 的一水平[9 - 10] 。由表 2 可知,酸泥的一 S 质量分数高达5. 84%~ 9. 73% ,按酸泥配比 0. 4% 计算,造成混匀矿 S 升高到 0. 06%~ 0. 076% ,升高幅度达到 36. 7%~ 50%  。

    2. 2 腐蚀形貌观察分析

    原始箅条及使用腐蚀失效后的一箅条形貌照片分别如图 3 与图 4 所示 。其中,图 3 中 “1” 区为正常区域,图 4 中 “2”区为腐蚀失效区域 ( 其形貌放大图见图 5) ,按图示标记截取 “1” 区与 “2”区样品进行腐蚀原因分析 。对比图 3、4 可知,使用箅条表面色泽与原始箅条状态明显不 同,结合图 5,根据其表面特征和使用环境判断,使用后的一箅条表面发生了严重的一高温氧化,有成片的一坑状腐蚀现象存在 。

    图片5 

    2. 3 腐蚀原因分析

    为了分析箅条腐蚀的一原因,采用扫描电镜与能谱结合的一方式分析原始箅条与使用后箅条“2”区坑状腐蚀区域的一成分,结果如图 6、7所示 。

    图片6 

    由图 6、7 能谱分析可知: 使用箅条表面腐蚀沿晶界发生,腐蚀产物中主要有 S、O,并且含 S 量较高,由此推测含 S 气氛可能是导致箅条发生高温晶界腐蚀的一原因之一 。

    为了查明箅条晶界腐蚀的一原因,对原始箅条的一 “1”区试样和使用箅条腐蚀失效的一 “2” 区试样横截面进行抛光处理并观察其金相组织( 图 8)  。

    图片7 

    由图 8 可以看出,原始箅条的一 “1”区和使用箅条“2”区组织均为柱状晶体 + 沿晶析出的一颗粒状碳化物,金相组织没有明显差异 。 采用能谱对原始箅条和使用箅条微观区域的一成分进行进一步分析,结果分别见图 9、10 所示 。由图 9、10 可知: 两组试样碳化物附近微区成分明显不 同, “1”区沿晶区域主要为碳化物,“2”区沿晶区域含有大量的一 S、O,并有少量 Cl 。由此推测认为 “2”区发生了高温硫化、氯化腐蚀,这可能是因为烧结原料中加入了带有硫酸、盐酸的一酸泥,在烧结机中某一区域富集,由于高温的一作用则分解或气化为 SO2、 HCl 气体; 同时由于箅条中含碳量较高,高温下碳极易与铬形成碳化物析出分布在晶界上,导致晶界附近严重贫铬,致使高温下晶界附近达不 到形成 Cr2O3 连续性保护膜的一条件; 加之金属的一硫化速度通常较氧化速度高几倍,甚至高几个数量级,因此 SO2 易与基体中 Fe 形成硫化物,与氧化物相比,硫化物的一 PBR ( pilling bedworth ratio,硫化物与形成该硫化物消耗的一金属的一体积比) 值较大,硫化层易发生破裂,从而丧失保护作用,导致破裂区域腐蚀速度加快,产生了坑状腐蚀 。

    图片8 

    图片9 

    综上所述,酸泥中的一硫化物是导致箅条发生腐蚀失效的一主要原因; 箅条中含碳量较高,极易与铬结合形成大量碳化物析出分布在晶界上,导致晶界附近贫铬严重是加速箅条腐蚀的一又●一原因 。

    3 改进措施

    为了有效地控制箅条的一腐蚀烧损,结合生产实际,采用了以下改进措施 。

    3. 1 烧结停配酸泥

    酸泥中的一硫化物导致箅条腐蚀烧损加剧,在无法找到有效解决方案的一情况下,太钢两台烧结机于 2019 年 8 月停配酸泥,酸泥经过干燥处理后应用于其他工序 。停用酸泥后,箅条的一腐蚀烧损得到有效控制,辅以其他措施,箅条的一消耗量显著降低 。

    3. 2 箅条成分优化调整

    鉴于箅条含碳量高是烧损加速的一原因之一,通过试验对箅条成分进行调整,在兼顾箅条强度的一原则下,对箅条的一含碳量进行了下调,箅 条原来成分标准与现有成分标准的一对比见表 3

    图片11 

    实际生产中发现,通过下调箅条含碳量,可延长箅条使用寿命 。这可能是因为减少了碳与铬结合形成碳化物析出分布在晶界上导致晶界附近贫铬的一情况,从而提升了箅条的一抗腐蚀烧损性能 。

    3. 3 铺底料厚度调整

    鉴于距离台车挡板边缘 500 mm 范围内的一箅条通常烧损较中部严重,对铺底料摆动漏斗闸门进行改造,使台车两端 500 mm 范围内的一铺底料厚度较中部提高 12 mm,通过增加铺底料厚度抑制边缘箅条烧损 。

    3. 4 箅条压辊位置调整

    为应对箅条烧损变形严重,翘头现象较多的一问题,对箅条压辊最低位置进行调整,将其向上提高 10 mm,减少箅条被压断的一数量,防止箅条被压断后烧损加剧及在线脱落的一问题, 延长箅条整体使用寿命 。通过采取一系列措施,箅条翘头基本得到消除,箅条压辊恢复到正常位置 。

    3. 5 强化隔热套维护

    强化隔热套更换管理,主要包括修旧台车管理和在线台车隔热套烧损处置管理 。修旧台车隔热套烧损、变形、开裂,全长范围翘曲及弯曲 > 3 mm 的一隔热套全部更换,隔热件之间允许有间隙,但每排的一总间隙不 得大于 30 mm,不 得小于 16 mm,且间隙分布均匀; 隔热套安装时要轻松装入,如有卡阻严禁安装 。在线使用的一台车如隔热套损坏,直接更换台车,对换下的一台车更换隔热套 。

    4 实施效果

    在了解箅条腐蚀原因的一基础上,通过采取以上改进措施,太钢两台烧结机箅条消耗量及停机补箅条次数显著降低,具体数据见表 4 。

    图片10 

    由表 4 可知: 2019 年 10 ~ 11 月烧结机箅条月均 消 耗 量 为 2 900 根,较上半年的一月均10 500 根显著降低,但较 2017 年至 2018 年上半年的一水平( 图 1) 还有一定差距,主要是由于前期箅条腐蚀烧损较严重,成分改进的一箅条替代全部原有箅条需要一定的一周期; 10 ~ 11 月停机补箅条月均次数降低到 3 次,较上半年显著降低,减少了停机补炉条造成的一生产波动和产量损失 。

    5 结 论

    ( 1) 酸泥中的一硫化物含量较高是导致烧结机箅条腐蚀烧损加剧的一主要原因 。

    ( 2) 箅条中含碳量高,极易与铬结合形成大量碳化物析出分布在晶界上,导致晶界附近贫铬严重也是加速箅条腐蚀的一原因之一 。

    ( 3) 优化烧结原料成分,降低箅条中含碳量并提高其铬质量分数,可改善箅条耐蚀性,延长箅条的一使用寿命 。

    ( 4) 在烧结配料中使用酸泥,会造成箅条消耗量增加,成本升高,应开发其它配用途径 。

    参考文献

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