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热风炉送风管道破损分析及解决方案

热风炉是高炉冶炼的最主要的附属热工设备,而送风管道又是连接高炉和热风炉的关键设备。目前鞍钢股份有限公司炼铁总厂高炉已全部实现大型化(其中新1#BF、新2#BF、新3#BF炉容为3200M3,新4#BF、新5#BF、 7#BF、10#BF 、11#BF炉容为2580M3),与之配套的热风炉有30座,其形式有内燃式、外燃式、顶燃式等。高炉大型化对热风炉的长寿命和高风温提出了更高的要求(热风炉设计寿命为大于25年,年平均风温大于1200℃),但热风炉送风管道的低寿命却严重制约了热风炉的长寿命,有的热风里短管、拱顶联络管开炉管壳温度即高于200℃,3-4年左右被迫停炉检修。热风送风管道破损的原因是什么,如何解决这一制约热风炉长寿和高炉高风温冶炼的问题?经过认真、细致的调查研究和综合分析,提出如下解决问题的方案。

2、  热风炉送风管道破损实例

(1)炼铁总厂7高炉2004年9月11日投入使用,新建4座外燃新日铁式热风炉。在热风炉投入使用3个月后热风炉里短管波纹补偿器上部的温度全部升高到290℃--350℃,为防止事故发生,在热风里短管波纹补偿器上部采用空气冷却方式降温保产。为解决波纹补偿器上部温度高的问题,在7高炉定修时将波纹补偿器中心的管皮割开检查发现,波纹补偿器套管间的膨胀缝空,局部已经红热,并且膨胀缝的尺寸比原设计的尺寸有扩大的趋势。采用自流浇注料将该缝隙封闭后,管皮温度降到150℃左右,但高炉送风一月后,该部位温度又升高到290℃--350℃。为解决7高炉热风里短管的问题,2006年8月炼铁总厂将7高炉2#热风炉凉炉,然后将里短管的波纹补偿器和组合砖全部更换,但未改变热风炉的膨胀缝设计结构,组合砖的膨胀缝设计为25mm,共2道.但高炉投产后该短管的管皮温度又急剧升高到290℃--310℃,采取在热风里短管波纹补偿器上部采用循环水冷却方式降温保产。

(2)2007年11月开始11高炉1#、2#、3#热风里短管波纹补偿器陆续开裂,采取管外包铁壳和浇注料保产(该热风炉2002年9月投入使用),2014年11高炉大修后,热风里短管的缺陷全部解决。

(3)新3高炉2005年12月投入使用,其高炉本体配套4座外燃式热风炉,热风炉风温超过1100℃后,4座热风炉的拱顶联络管波纹张力处管皮温度高,局部达到300℃。为保证生产安全,热风炉联络管采用管皮打风降温方式维持生产。

鉴于以上实例,热风炉送风管道破损存在极大的共性,即全部为波纹补偿器表面温度过高(超过300℃)或波纹补偿器漏风导致最后波纹补偿器被吹开而破损。

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3、热风炉送风管道破损原因分析

经过大量的调查研究,造成热风炉送风管道波纹补偿器温度高,并最终破损的主要原因为:

3.1   7#高炉热风里短管破损原因

3.1.1设计结构不合理--波纹补偿器不应该设计在里短管上


7高炉4个有问题的热风里短管全部是长短管,即波纹补偿器在里短管上,其里短管长度大于3.5米,热风炉中心到热风阀中心长度为6125mm,短管长度为3631 mm ,由于波纹补偿器设计在里短管上,热风炉在烧炉期和送风期由于大墙砖热胀冷缩的不同膨胀量所产生的应力完全需要由该波纹补偿器来吸收,在长期反复的应力作用下波纹补偿器很容易破损,即开焊或漏风。



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