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高温冲刷环境中,钢壳的强度、硬度等被大大降低

作者: 来源: 日期:2019-6-5 16:00:41 人气:0

高风温冶炼技术是当前高炉炼铁采取的重要手段之一,热风系统的长寿运行及送风系统隐患故障处理也成为冶金行业研究的一个重要课题。沙钢集团炼铁厂二车间在处理高炉热风出口跑风故障中不断积累经验,近日成功处理2号高炉3号热风炉热风出口跑风难题,对国内同类型热风炉遇到的类似问题具有一定的借鉴作用。

  沙钢炼铁厂二车间共有3座2680m3高炉,目前单座高炉配备4座热风炉,包括3座内燃式和1座顶燃式。其中,内燃式热风炉自2004年起投运,属于一代炉龄;顶燃式热风炉于2016开始新建,2017年开始投用,主要是为了弥补内燃式热风炉运行后期,因热风炉内部大墙倒塌、硅砖孔堵塞、管道内部异形砖局部脱落导致风温一直上不去的不足。

  顶燃式热风炉的工作原理:先燃烧煤气,用产生的烟气加热蓄热室的格子砖,再将冷风通过炽热的格子砖进行加热,然后让热风炉轮流交替地进行燃烧和送风,使高炉连续获得高温热风。

  内燃式热风炉的工作原理:净化的煤气和助燃空气在燃烧器内混合后,进入燃烧室进行燃烧,产生的高温废气经拱顶进入蓄热室,在流经蓄热室时,将携带的热量传给格子砖并贮藏起来;低温废气从烟筒排出。高炉鼓风送来的冷风,在流经蓄热室被加热后,从热风出口经热风围管、风口装置进入高炉。

  目前热风系统存在的问题。沙钢炼铁厂二车间2号高炉3号热风支管与炉壳本体连接处耐材脱落,导致支管钢壳及炉壳局部表面温度高,尤其是热风支管局部起包发红,钢壳表面出现贯通式裂缝。该车间先后采取了一些技术手段来处理,比如定期对焊缝进行补焊处理、发红部位采取氮气吹扫冷却、每天测温跟踪、开孔灌浆等,但是从处理的结果来看效果不太理想,尤其是在氮气吹扫冷却的情况下,热风炉送风时钢壳表面温度依然达到300摄氏度左右,导致焊缝经常开裂,跑风严重,车间被迫降低风温,对车间正常生产造成很大影响。同时,发红跑风部位存在事故隐患。因跑风部位位于热风炉炉壳本体与热风支管连接处,属于热风系统最薄弱环节,如果处理不当,将造成热风炉大墙倒塌等严重后果。

  热风出口跑风及钢壳发红原因分析。沙钢2680m3高炉内燃式热风炉热风支管钢壳外径2620mm,送风通道孔径1676mm,钢壳厚度14mm,管道由里向外共砌筑3层砖,工作层为红柱石砖(厚度为152mm);隔热层分别为轻质高铝砖、轻质黏土砖,其砖层总厚度为452mm;热风出口发红跑风部位所处位置正好是热风炉炉壳与热风支管连接处,该部位易破损,使用组合砖砌筑。当热风炉送风时,该位置是受热风冲刷外力最强的部位,长期受到轴向外力作用,导致热风管道钢壳与保温砖之间间隙变大,在钢壳与保温砖之间形成窜风通道。热风出口钢壳外表面长时间处于高温冲刷环境中,钢壳的强度、硬度等被大大降低,从而出现发红起包甚至裂缝。

  该热风炉自2004年投用至今已有13年左右,一代炉龄后期管道内组合砖长期受高温以及机械载荷作用,各项抗蠕变性能及承载能力下降,导致砖层收缩变形,在钢壳和砌体之间形成窜风通道,同样导致钢壳表面发红。


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