摘要针对济钢1号1750m3高炉风口送风装置漏风、发红的技术难题,对高炉风口送风装置进行改造,使此装置具有耐热、耐压、耐疲劳、易更换等特点,满足了高炉冶炼的技术要求,为高炉的高冶炼强度提供了有力的保障。
关键字 高炉 风口送风装置 耐压 耐热 耐疲劳
1引言
在热风总管、热风围管、风口送风装置及风口等组成的高炉送风管路中,高炉风口送风装置是其中的薄弱环节,而目前国内高炉的风口送风装置普遍存在漏风、发红的问题,难于满足高炉冶炼对高炉风口送风装置的要求。
济钢l号1750m3高炉投产以后,随着高炉冶炼的强化和风温、富氧、顶压水平的提高,高炉风口送风装置经常出现法兰漏风、发红现象。为了维持生产,被迫采取将全部法兰焊死,同时外部采用吹风冷却和打水降温等措施。漏风、发红严重,无法维持生产时,只能慢风甚至休风,进行打包箍等作业,甚至有时需更换高炉风口送风装置,但新更换的高炉风口送风装置使用不久,又会出现漏风、发红现象。
我们知道热风带人高炉的热量占总热量的1/4,目前国内热风炉提供的热风温度一般为1 000~1200℃。提高热风温度是降低焦比的重要手段,也有利于增加煤粉喷吹量。然而,风口送风装置漏风、发红已限制着热风温度、富氧率、煤粉喷吹量的提高。因此,防止风口送风装置漏风、发红,对高炉风口送风装置进行合理改造,已成为高炉强化冶炼的首要问题。
2原因分析
高炉风口送风装置将热风围管送来的热风通过风口进入炉缸,同时通过它向高炉喷吹煤粉燃料,此装置所处的工作环境相当恶劣,高温、高压、又多微粒。这就使高炉冶炼对高炉风口送风装置提出较高的要求:承压高、密封性好、压损小,可承受高的工作压力0.2~0.6MPa,不漏风;耐热性强,能承受1000~1400℃的高温;表面温度低,热量损失少等。然而,现在使用的高炉风口送风装置,难以达到以上要求。
目前我厂高炉所使用风口设备存在的普遍问题:
(1)耐压性差,难于承受0.30~0.35 MPa高风压,法兰、波纹管部位易漏风。原装置的弯头上法兰密封采用不锈钢包复陶瓷纤维垫,安装时对上下法兰面的平行度及压紧力要求较高;且一旦漏风,包复垫很快就被吹损,无奈时只有将法兰焊死、加铁皮被焊。
(2)耐热性差,难于承受1000~1400 ℃的高风温,外表温度高,法兰、波纹管、吹管等部位易发红,无奈时只有外部吹风冷却(见图1)和打水降温(俗称“水帘洞”)。
(3)耐疲劳性差,由于结构的限制,原装置难于适应热胀冷缩引起的相对位移,每次更换进风支管后的法兰对位调整非常困难,无法保证法兰面的平行度,加剧了法兰的漏风、发红现象。
(4)波纹管部位易开裂,耐材易剥落,使用寿命短,更换频繁,造成备件费用、检修费用增加。高炉频繁休停风,炉前突发事故多,安全生产无法保障。
3高炉风口送风装置的改造
为了解决1号1750m3高炉风口送风装置漏风、发红的技术难题,我们与唐山金山冶金设备有限公司在保证原安装尺寸不变的基础上,经过探索、研究、实践,成功地对原高炉风口送风装置进行改造,使此装置具有耐热、耐压、耐疲劳、外壳温度低、热量损失少等特点,很好地满足了高炉冶炼对送风装置的技术要求。
3.1 新的高炉风口送风装置的结构
新的高炉风口送风装置包括以下几个部分:①鹅颈管:连接热风围管与送风装置本体的通路。②波纹补偿器:调节热风围管与炉体膨胀引起的相对位移,能随温度自动补偿。③变径管:用来连接不同直径的管道。④下弯管:起转变送风支管送风方向和连接直吹管的作用。⑤直吹管:端头与风口紧密连接,设有喷吹管。为了能使端头设有水冷管,直吹管承受高的热风温度。⑥附件:固定座、起吊链钩观察孔等。⑦拉紧装置:吹管拉紧装置、拉杆等。
送风装置本体内浇注了耐火内衬,以抵抗灼热的热风对管体的破坏和减少散热。
3.2新的高炉风口送风装置技术特点
合理的结构设计,保证送风装置具有良好的技术性能,可满足高炉的使用要求,为高炉高顶压、高风温、高冶炼强度提供有力的保障。新的高炉风口送风装置技术特点具体表现如下:
(1)耐压性高、密封性好,耐火内衬采用浮动密封式结构连接,内部热风通道采用台阶式结构,可承受1.25倍的工作压力(0.25~0.6MPa),能很好的满足高炉冶炼对高顶压、高风压、高冶炼强度的性能要求;
(2)耐热性强,热量损失小,耐火内衬采用自行研制的耐火炉料配比,外壳温度可低于260℃,膨胀器处温度达到50~100℃,可承受1400℃的高风温,减少了热量损失,提高了人炉热风温度,改善了炉前工作环境;
(3)耐疲劳次数高,调节位移功能强,膨胀器采用迷宫式结构,膨胀器机械性能良好,能自动调节因热膨胀引起的相对位移,设备使用寿命长,可达2~4年,安装调整方便,径向、角向补偿量大,可达到径向10~20mm,角向3~60度的调节量。
(4)煤粉喷枪插枪通道选择性强,可在10.5~140范围内调整制作,有利于提高煤粉燃烧率,减小煤粉对风口小套的吹损。
(5)安装调整方便,膨胀器处外部采用4根拉杆连接,可以很方便的通过松紧拉杆来调节膨胀器,易于吹管、支管中节等结构设备的安装、调整。在每个中节上方的热风围管处安装两条锚链,极大地方便了弯头、直吹管的更换(如图2所示)。
3.3新的高炉风口送风装置技术参数
新的高炉风口送风装置的技术参数见表1。
本高炉送风设备使用的耐火材料,采用合成低铝莫来石、空心刚玉球为主要原料,采用航天耐火材料结合剂HD—G900结合,各种原料纯度高,杂质含量低,因此高温下具有非常高的热态强度和抗冲击强度。同时体积密度小,导热系数低,热震稳定性好适用温度范围在1000~1500℃,具有耐用、节能等优点,理化指标见表2。
4使用效果
济钢1号1 750 m3高炉自从2004年12月6开始对老高炉风口设备进行分批更换,2004.年12月6日更换2、7、8、13、15、22号风口送风设备;2005年1月14日更换4、9、16、17号风口送风设备;2005年4月6日又更换10套风口送风设备,现仍有4套老高炉风口设备正在作业,再有休风机会将给予更换。使用新高炉风口送风装置后,基本达到了预期的目
标,再没有出现漏风、发红现象,工人更换送风支管的难度大大降低。从表3中可以看出,高炉主要技术经济指标不断改善,风温、富氧、顶压不断提高,焦比不断下降,高炉利用系数、高炉煤比不断攀升。
5 结语
本装置解决了济钢1号1750m3高炉风口送风装置漏风、发红的技术难题,合理的结构设计,保证了送风装置良好的使用性能,很好地满足了高炉的使用要求,为高炉强化冶炼提供有力的保障。新的高炉风口送风装置均将在济钢2号、3号1750m3高炉上推广使用。