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科學(xué)設(shè)計(jì)和合理選材是建設(shè)高性能熱風(fēng)爐的“牛鼻子”——豫興公司大修傳統(tǒng)熱風(fēng)爐得到的啟示

2023-04-10 10:47:00

  2023年1月29日,河南省豫興熱風(fēng)爐工程技術(shù)有限公司(下文簡(jiǎn)稱豫興公司)受吉林省某鋼鐵公司委托,對(duì)其2號(hào)1080m3高爐配套的3座熱風(fēng)爐停爐大修。該套熱風(fēng)爐于2012年建成投產(chǎn),原采用小帽子頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù),蓄熱體采用19孔30mm孔徑格子磚,設(shè)計(jì)送風(fēng)時(shí)間60分鐘,風(fēng)溫1200℃,至今熱風(fēng)爐已經(jīng)運(yùn)行12年。
  大修之前,該熱風(fēng)爐存在的問題是,當(dāng)送風(fēng)時(shí)間縮短至50分鐘內(nèi),風(fēng)溫低于1200℃,且格子磚的壓差高達(dá)17千帕,而拱頂爐殼溫度和直段爐殼溫度高達(dá)200℃~300℃,且局部爐殼高溫變色碳化嚴(yán)重,存在爐殼開裂和爐殼爆飛等安全隱患。因此,該熱風(fēng)爐大修刻不容緩。
  豫興公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)熱風(fēng)爐內(nèi)查看后發(fā)現(xiàn),蓄熱體格子磚床面已全部被粉塵及渣蝕堵塞,上部高溫區(qū)域格子磚板結(jié)為一體,板結(jié)厚度約1.5米,且格子磚床面下沉約2米;支撐拱頂直段的托板及內(nèi)層爐殼已經(jīng)嚴(yán)重碳化損壞成分層狀和粉末狀,存在極大的安全隱患,不言自明!
  經(jīng)豫興公司專家分析研判,得出以下結(jié)論:該熱風(fēng)爐出現(xiàn)以上問題的主要原因是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重缺陷,尤其是格子磚的設(shè)計(jì)和耐材材質(zhì)選擇都不符合高風(fēng)溫穩(wěn)定長(zhǎng)壽條件,甚至不能適應(yīng)普通風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐基本要求。
  格子磚的設(shè)計(jì)和材質(zhì)選擇皆不合理,會(huì)使上部格子磚在高溫承重作用下軟化下沉,堵塞格孔,造成嚴(yán)重板結(jié)后不通風(fēng),失去蓄熱換熱性能。另一個(gè)問題是該熱風(fēng)爐燃燒器的設(shè)計(jì)也不合理,使燃燒火焰過長(zhǎng),燃燒不完全,會(huì)造成格子磚蓄熱體內(nèi)再混合燃燒,從而導(dǎo)致格子磚嚴(yán)重板結(jié);其錐形拱頂耐材出現(xiàn)下沉并與爐殼之間形成較大的間隙存留高溫,導(dǎo)致爐殼嚴(yán)重高溫變色;燃燒室密封段的蓄熱室大墻磚嚴(yán)重變形開縫,使高溫在壓力作用下直接進(jìn)入裂縫中,導(dǎo)致熱風(fēng)出口及拱頂?shù)闹瓮邪搴蛢?nèi)部局部爐殼高溫嚴(yán)重碳化。
  豫興公司長(zhǎng)期建設(shè)和大修改造傳統(tǒng)熱風(fēng)爐的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)充分證明:合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和正確的材質(zhì)選擇,完全可以保證熱風(fēng)爐具備下列性能:一是爐殼安全不開裂,不碳化;二是耐材高溫不變形,密封不漏風(fēng);三是格子磚不渣化、不板結(jié)、不下沉,熱風(fēng)出口不垮塌,拱頂不下沉、不損壞。即使在長(zhǎng)期穩(wěn)定的1200℃以上風(fēng)溫條件下工作,也能輕松實(shí)現(xiàn)25年~30年兩代高爐爐齡。
  因此,采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),燃燒器科學(xué)的計(jì)算、耐材材質(zhì)的最佳選擇等科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì),對(duì)熱風(fēng)爐發(fā)揮高風(fēng)溫、長(zhǎng)壽、節(jié)能、環(huán)保性能至關(guān)重要。(夏杰生)
圖1為大修前的吉林某鋼鐵公司熱風(fēng)爐,其熱風(fēng)出口及拱頂?shù)闹瓮邪搴蛢?nèi)部局部爐殼也高溫嚴(yán)重碳化
圖2為因設(shè)計(jì)和選材皆不合理導(dǎo)致該熱風(fēng)爐內(nèi)層爐殼已經(jīng)嚴(yán)重碳化損壞成分層狀和粉末狀的情景
 

 
圖3、圖4為因設(shè)計(jì)和選材皆不合理而導(dǎo)致該熱風(fēng)爐上部格子磚在高溫承重作用下軟化下沉,嚴(yán)重堵塞格孔,造成嚴(yán)重板結(jié)后不通風(fēng),失去了蓄熱換熱性能的現(xiàn)場(chǎng)情況

來源:中國(guó)冶金報(bào)-中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:張雨恬

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