鄂钢1080m3高炉炉缸炉壳开裂及处理

           武钢集团鄂钢公司 余其明

鄂钢1080m3高炉于2004年12月24日投产，有效容积1080m3，设有20个风口，两个铁口。高炉采用PW型串罐无料钟炉顶、三座内燃式热风炉、软水密闭循环冷却系统、薄壁炉衬、布料自动补偿等技术。高炉投产后分别于2008年10月和2010年8月进行了中修，于2011年6月发现炉缸二、三段炉壳出现长3800mm左右、宽25mm左右的裂缝，后进行过多次休风焊补灌浆处理，目前维持生产。现将炉缸炉壳开裂及处理情况简要介绍如下：

1 炉缸炉壳开裂原因

1.1设计缺陷

（1）设计寿命基本到期。1080m3高炉设计一代炉龄为8年，目前已基本处于一代炉龄后期，炉壳钢板强度出现老化。

（2）钢板厚度太薄。根据国标，炉缸炉壳厚度t=4.40D－12(D为炉壳直径)，鄂钢1080m3高炉炉缸炉壳厚度应≥40mm,鄂钢1080m3高炉炉缸炉壳厚度只有32mm。

（3）材质没有达标。根据国标，有效容积1000 m3~2000 m3级高炉的壳体结构，需采用Q345C钢、Q390C钢、Q390D钢，鄂钢1080m3高炉炉缸炉壳钢板材质为Q235B。

1.2中修的影响

两次中修打水降料面以及处理炉墙、风口带结厚炸炮对炉缸炉壳造成的不利影响。

1.3强化冶炼的影响

鄂钢1080m3高炉自2004年投产到2010年中修前，高炉炉况长期不顺，冶强一直不高，所以炉缸炉壳设计缺陷一直没有显现出来。2010年中修后，特别是进入2011年下半年，高炉炉况顺行不断得到改善，冶强不断提高，实现了强化冶炼。譬如高炉焦比从2011年10月份后一直保持全国同类型高炉前三名，煤比基本保持全国同类型高炉第一名，高炉利用系数一般可达到2.60t/m3.d。

2 炉缸炉壳开裂情况

2.1开裂部位

    开裂部位位于北边铁口部位，具体来说：三段裂缝位于北边铁口3段10#冷却壁7根进水管处，二段裂缝位于2段10#冷却壁7根出水管处，一段有3道裂缝具体见图1所示。        

                 图1 炉缸炉壳开裂示意图

2.2裂缝尺寸

二、三段裂缝长度为3800mm，宽度25mm左右，深度32mm左右。一段裂缝有三道如图1所示，左边一道长约900mm，中间一道长约850mm，右下一道长约650mm直至炉底水冷管。一段三道裂缝宽约18mm，深约32mm。

2.3开裂过程

鄂钢1080m3高炉炉缸炉壳自2010年12月30日首次发现开裂以来，其开裂变化过程如表1所示：

表1 鄂钢1080m3高炉炉缸炉壳开裂变化过程情况表

2.4相关照片

炉壳裂缝处照片如图2、3、4所示：

图2 三段炉壳裂缝照片        图3 二段炉壳裂缝照片        图4 一段炉壳裂缝照片

3 休风焊补灌浆处理情况

3.1打抱箍

用厚30mm、宽250mm左右的钢板分别在第四段冷却壁风口大套下沿、第二段冷却壁和第一段冷却壁打了三段抱箍，大大增强了炉缸炉壳的强度。一段抱箍见图5所示：

图5一段抱箍照片

3.2裂缝的焊补

首先将裂缝打坡口，然后进行填焊。二、三段由于水管分布过于密集，只能用厚度为30mm的钢板拉筋板，具体见图1（蓝色部分）。一段的三道裂缝打坡口填焊后外部贴焊厚30mm的钢板，具体为：左边贴焊1030×300mm的钢板，中间贴焊900×240mm的钢板，右下部贴焊700×240mm的钢板。另外，在右下部裂缝上面从47#水冷管到56#水冷管处又打了一道弧形抱箍，以增加强度。

3.3灌浆

每次休风除了进行炉壳焊补外，还进行了灌浆处理，图1中用标明了历次休风灌浆孔分布情况。具体灌浆情况见表2：

表2 鄂钢1080m3高炉炉缸炉壳灌浆情况

4 炉墙温度、水温差和热流强度情况

    为了密切监视炉缸炉壳开裂处情况，防止炉缸烧穿事故的发生，高炉对

裂缝处一、三段炉墙B列温度（二段热电偶坏）、水温差和热流强度进行了在线监控，具体见图6和图7：

图6一、三段B列炉墙温度

图7 裂缝处热流强度

5 讨论

5.1炉壳开裂的最终措施

鄂钢1080m3高炉炉壳开裂最终措施就是中修换炉壳，最好有条件进行一次大修彻底处理。

5.2炉壳挖补

这是炉壳开裂的另外一个处理措施，但效果不如上面5.1。

5.3铁口深度对炉壳开裂的影响

从图5可以看出，2012年2月26日到2012年2月28日随着北边铁口深度变浅（最浅到1.8m）炉壳开裂处的热流强度超过了10000Kcal/m2.h。当改用鄂钢2200m3高炉北海炮泥后，铁口深度很快涨到2.5m左右，热流强度也逐渐降至4000Kcal/m2.h以下。由此可见，铁口的维护也很重要。