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高炉布料溜槽故障分析及长寿化应用实践

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高炉布料溜槽故障分析及长寿化应用实践

发布日期:2019-05-16 编辑:客服 点击:

  高炉炉顶布料溜槽是高炉装料的关键设备,一旦发生故障, 就会直接造成高炉休风的恶性事故。 高炉布料溜槽耐高温长寿型技术一直是国内外研究高炉炉顶设备长寿化的重要课题。 随着大高炉冶炼强度提高, 高炉布料时烧结矿单位时间内第一落料点处料流冲击量增大, 且高炉炉喉中心温度经常达到 700 ℃ 以上, 而现有高炉布料溜槽技术不能完全解决这一问题。鞍钢股份有限企业炼铁总厂3200m3 高炉炉顶布料溜槽曾多次发生烧损断裂故障, 研究 3200 m 3 级以上高炉在高冶炼强度下,如何能满足生产的需要, 并有效提高布料溜槽使用寿命,使其适应大高炉高强度、高温冶炼和设备周期管理的要求, 成为炼铁工编辑迫切需要解决的重大课题。

  

  1 布料溜槽使用现状和存在的问题

  

  1.1 布料溜槽使用现状

  

  布料溜槽正常生产状态是在粗煤气 (含尘蒸汽、煤气)环境下运行,炉顶温度为 150~230 ℃ ,炉喉中心温度约在 700 ℃ 以上。 高炉各批次炉料从料流调节阀衬板处冲落到布料溜槽上, 下料落差约 2.9 m ,每座高炉每天上料 312 批,其中矿石批重 82 t ,焦炭批重 15.97 t ,合计每天上矿石 12 792 t ,焦炭 2 491.32 t 。 布料溜槽在高炉内不断螺旋式旋转并改变倾角,炉料沿布料溜槽滑向炉内。

  

  目前鞍钢炼铁高炉使用的布料溜槽按结构来讲属于分体式,即槽身和鹅头体单独成体,再用紧固件把合,鹅头体可重复利用,两边对称度较好;槽身按衬板制作工艺分为: 堆焊合金衬板和镶嵌硬质合金块衬板 2 种布料溜槽。 鞍钢使用的布料溜槽槽身主要采用堆焊合金衬板形式, 少数采用镶嵌合金形式。 从鞍钢实际使用状况看,堆焊合金衬板的布料溜槽其耐磨耐冲刷性较好, 而镶嵌硬质合金块衬板的布料溜槽却由于其硬质合金块利用率和基体钢板本身耐冲刷性之间的矛盾, 其应用受到限制,使用效果不太理想。堆焊合金衬板的布料溜槽其形式如图 1 所示。

  

  布料溜槽的鹅头体和槽身、保护板之间通过螺栓连接(局部焊接)而组成。 鹅头体、槽身、保护罩等材质都是 1Cr18Ni9Ti ;衬板为堆焊合金;槽体与保护罩间填充隔热棉材料; 紧固螺栓是耐热不锈钢,布料溜槽总体长度为4m 。

  

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  1.2 银河99yh娱乐网址存在的问题

  

  ( 1 ) 下料点处磨穿。

  

  ( 2 ) 衬板与颚部脱离。

  

  ( 3 ) 下部脱落。

  

  ( 4 ) 溜槽断裂。

  

  2 布料溜槽损坏主要原因分析

  

  通过对鞍钢 3200 m 3 高炉多次发生事故的布料溜槽检查发现,布料溜槽损坏的主要原因是:

  

  ( 1 ) 鹅头体与槽体连接螺栓连接强度不足,在长期冲击负荷和热应力作用下螺栓孔拉长断裂,连接失效,是衬板与颚部脱离的主要原因。

  

  ( 2 ) 外侧护板不能承受炉喉中心高温、 煤气流周期冲刷而发生烧损脱落, 造成溜槽整体抗弯强度下降,槽体钢板变形而失效,是溜槽下部脱落和断裂的主要原因。

  

  ( 3 ) 布料溜槽内耐磨衬板不能承受大料流冲击磨损,是下料点磨损的主要原因。

  

  鞍钢以往 2580 m 3 高炉布料溜槽损坏原因主要集中在布料溜槽内耐磨衬板不能承受大料流冲击和滑移磨损,导致使用寿命降低。 3200 m 3 高炉和 2580 m 3 高炉布料溜槽损坏的主要原因差别是冶炼强度不同, 从而导致炉喉中心温度和中心气流不同。

  

  3 布料溜槽改进措施

  

  传统观念认为 ,布料溜槽的内表面铺设耐磨衬板, 高炉炉料从料流调节阀下落到布料溜槽鹅头端部的耐磨衬板上, 再通过耐磨衬板的工作表面滑向炉内布料。 因此布料溜槽的使用寿命是由镶嵌在布料溜槽内的耐磨衬板的使用寿命决定的。 但是生产实践表明, 3200 m 3 级高炉布料溜槽的使用寿命不仅与耐磨衬板的使用寿命相关,而且在很大程度上取决于布料溜槽外壳体的耐高温腐蚀冲刷的能力 。

  

  针对 3200 m 3 高炉布料溜槽损坏原因分析,综合考虑布料溜槽的整体刚度、 耐高温腐蚀辐射性能和布料溜槽重量,以及设备成本等因素,在现有的堆焊合金衬板布料溜槽基础上进行改进,以提高布料溜槽寿命, 使之适应高炉冶炼和设备周期检修的需求。 具体措施如下:

  

  ( 1 ) 增强布料溜槽鹅头体和槽体的连接强度。 布料溜槽鹅头体材料、厚度不变,鹅头体沿槽体方向延长一定长度, 同时鹅头体与槽体连接处的紧固螺栓直径增大,数量增加一倍,增加连接强度, 并在紧固螺栓靠近炉内一侧增加 1Cr18Ni9Ti保护罩,减少热辐射对螺栓连接性能的影响。

  

  ( 2 ) 彻底改变布料溜槽外保护壳体结构,提高抗热辐射腐蚀强度。 改变原有布料溜槽外层护板和中间层之间添加隔热棉的结构, 取消外层保护板和隔热棉设计,适当增加中间层板厚度后,对布料溜槽槽体热辐射面的紧固螺栓采取增加防护罩的保护措施, 并沿布料溜槽槽体方向设置一定数量的加强方钢筋板, 在圆周方向分割成小块区域焊接不锈钢铆固钉并填充钢纤维, 增加耐高温浇注材料(耐温 1 000~1 200 ℃ ),提高布料溜槽的整体刚度和热辐射面的耐热性 , 适应高炉高温高强度冶炼要求。

  

  ( 3 ) 增强布料溜槽第一落料点耐料流冲击性能,延长布料溜槽衬板整体寿命。 在第一落料点处的阶梯耐磨衬板层上增加一种可拆换的加厚堆焊合金耐磨衬垫,提高料流的冲击磨损能力,可拆换的焊接合金耐磨衬垫整体直接插入阶梯耐磨衬板层之间连接,使布料溜槽更易于维护。

  

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