硬面耐磨鋼板在高爐布料溜槽上的應(yīng)用實(shí)踐

張清明

（唐鋼中厚板材有限公司，河北 唐山 0 6 3 0 0 0）

硬面耐磨鋼板在高爐布料溜槽上的應(yīng)用實(shí)踐

張清明

（唐鋼中厚板材有限公司，河北 唐山 0 6 3 0 0 0）

布料溜槽是無(wú)料鐘爐頂設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵部件，其使用壽命關(guān)系到整個(gè)無(wú)料鐘爐頂設(shè)備工作的可靠性。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，對(duì)幾種布料溜槽在中小型高爐實(shí)踐應(yīng)用中的使用效果進(jìn)行比較，著重對(duì)一種新型襯板結(jié)構(gòu)的抗磨布料溜槽的性能及在實(shí)踐中的使用效果作了介紹并對(duì)進(jìn)一步提高該種溜槽使用壽命提出設(shè)計(jì)上的相關(guān)建議。

無(wú)料鐘爐頂；布料溜槽；耐磨鋼板；性價(jià)比；壽命

1 概述

無(wú)料鐘爐頂因其布料方式靈活，利于控制煤氣流合理分布、保持爐況順行，適應(yīng)現(xiàn)代高爐冶煉高壓操作、高強(qiáng)度、連續(xù)性的特點(diǎn)，在現(xiàn)代高爐中得到普遍應(yīng)用。布料溜槽作為無(wú)料鐘爐頂?shù)囊粋€(gè)關(guān)鍵部件，也是無(wú)料鐘爐頂實(shí)現(xiàn)布料功能的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)入爐內(nèi)的爐料均按操作要求通過布料溜槽科學(xué)合理地分布在爐內(nèi)。其位于爐腔頂部，所處工作環(huán)境惡劣，正常工作溫度200～300℃，爐況異常短時(shí)可達(dá)900℃。布料溜槽的使用壽命直接關(guān)系到無(wú)料鐘爐頂設(shè)備工作的可靠性，布料溜槽的失效會(huì)直接導(dǎo)致無(wú)料鐘爐頂裝料設(shè)備合理布料功能的喪失，而溜槽的失效主要表現(xiàn)為襯板磨損和殼體變形。

唐鋼中厚板廠有1580m3、1780m3高爐各一座，均采用無(wú)料鐘爐頂技術(shù)，爐喉直徑6800mm，爐頂壓力≤0.25MPa，爐頂溫度：正常 200～300℃，異常 500～900℃（短時(shí)），設(shè)計(jì)利用系數(shù)：平均2.5t/（m3.d），最大3.0t/（m3.d）。在前期高爐生產(chǎn)過程中，布料溜槽落料點(diǎn)處發(fā)生磨穿事故時(shí)有發(fā)生，甚至出現(xiàn)過溜槽斷裂脫落嚴(yán)重事故，就如何消除這一困擾高爐正常生產(chǎn)的設(shè)備隱患，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員積極與溜槽制造廠結(jié)合就延長(zhǎng)溜槽襯板使用壽命做了多次改進(jìn)，最終選擇沈陽(yáng)哈維爾表面工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的硬面堆焊耐磨鋼板作為溜槽襯板并與生產(chǎn)廠技術(shù)人員結(jié)合在溜槽襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做了改進(jìn)，經(jīng)過實(shí)際使用，效果較好且溜槽綜合性價(jià)比較高。

2 幾種襯板結(jié)構(gòu)布料溜槽使用效果比較

2.1 鑲嵌硬質(zhì)合金襯板結(jié)構(gòu)溜槽

該種襯板結(jié)構(gòu)原理為將硬質(zhì)合金塊燒結(jié)成圓筒形鑲?cè)胧孪燃庸ず玫牧锊刍w耐磨鋼板上的密集孔中固定，硬質(zhì)合金塊的工作面形成了密集的硬點(diǎn)起到耐磨的作用。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)合金塊的耐磨性能非常優(yōu)異，但也存在諸如襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，合金塊鑲嵌密集度不好掌握，使用過程中合金塊容易被物料沖擊脫落，加速溜槽襯板失效，產(chǎn)品制作工藝復(fù)雜、成本較高等缺點(diǎn)。該種襯板結(jié)構(gòu)布料溜槽在我廠1580m3高爐上使用90天后發(fā)現(xiàn)母板銜接處合金塊被物料沖擊脫落，溜槽不能繼續(xù)使用。（圖1使用3個(gè)月后鑲嵌硬質(zhì)合金襯板結(jié)構(gòu)溜槽損壞情況）

圖1 鑲嵌硬質(zhì)合金溜槽損壞情況

圖2 高鉻鑄鐵積窩式襯板溜槽損壞情況

圖5 溜槽落料點(diǎn)處襯板磨損狀況

2.2 高鉻鑄鐵積窩式襯板結(jié)構(gòu)溜槽

該種襯板結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，采用Cr12型高鉻鑄鐵鑄造成多塊具有一定高度的條形襯板按一定角度、一定數(shù)量安裝在溜槽殼體內(nèi)部使其形成一個(gè)個(gè)小空腔，在第一次落料后松散的爐料會(huì)在空腔內(nèi)安息，達(dá)到料磨料目的，避免了后續(xù)爐料對(duì)溜槽內(nèi)部殼體的直接沖擊。該種襯板結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：

圖3 硬面堆焊耐磨鋼板襯板結(jié)構(gòu)溜槽

圖4 溜槽落料點(diǎn)處襯板結(jié)構(gòu)

①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)上彌補(bǔ)了硬質(zhì)合金高硬度但韌性差的不足。

②在前期使用過程中能有效避免物料對(duì)襯板的直接沖擊，積窩結(jié)構(gòu)使布料時(shí)料流布控性有較大改善。

③該形式溜槽缺點(diǎn)為體積大、較笨重，單純高鉻鑄鐵鑄造的襯板使用壽命也不理想，綜合性價(jià)比不高。我廠高爐上前期使用的該形式布料溜槽基本上在使用8個(gè)月后即發(fā)生落料點(diǎn)磨穿，有時(shí)甚至將布料器溜槽托架磨壞。（圖2使用8個(gè)月后高鉻鑄鐵積窩式襯板結(jié)構(gòu)溜槽損壞情況）

2.3 硬面堆焊耐磨鋼板襯板結(jié)構(gòu)溜槽在襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用積窩式與堆焊耐磨鋼板疊裝結(jié)構(gòu)相結(jié)合，即溜槽落料點(diǎn)處采用硬面堆焊耐磨鋼板疊裝結(jié)構(gòu)，溜槽尾部及落料點(diǎn)下方采用硬面堆焊耐磨鋼板作為積窩板的積窩式結(jié)構(gòu)。（圖3硬面堆焊耐磨鋼板襯板結(jié)構(gòu)溜槽）

溜槽襯板選用沈陽(yáng)哈維爾表面工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HP308型硬面堆焊耐磨鋼板，溜槽殼體采用SUS304耐熱不銹鋼。溜槽落料點(diǎn)處底板采用規(guī)格為8+6（基材板的厚度+堆焊層的厚度）硬面耐磨鋼板，筋板采用6+14+6（即在14mm基板上雙面堆焊6mm耐磨層）硬面耐磨鋼板并對(duì)筋板進(jìn)行堆焊包邊處理，使得溜槽內(nèi)襯板的所有工作面均為耐磨層面。溜槽尾部及落料點(diǎn)下方襯板亦采用6+14+6硬面耐磨鋼板按物料安息角度布置的積窩式結(jié)構(gòu)，使得布料時(shí)物料直接沖擊在由松散爐料自然堆積而成的料墊上，不直接沖擊溜槽襯板，物料下滑過程中也是物料之間相對(duì)滑動(dòng)，減輕物料對(duì)襯板的滑移磨損。（圖4溜槽落料點(diǎn)處襯板結(jié)構(gòu)）

哈維爾HP308型硬面耐磨鋼板是針對(duì)高溫狀況下的磨粒磨損工況而研發(fā)，是以普通Q235B鋼板為基材，表面堆焊一定厚度的耐磨層，該堆焊耐磨鋼板具有良好的抗高溫性（工作溫度可達(dá)1000±5℃）和抗磨性（堆焊硬面層的硬度HRC≥60），適用于高溫磨粒磨損及物料小角度沖蝕磨損。

該種襯板結(jié)構(gòu)形式的布料溜槽在使用壽命上較前兩種溜槽有較大改善，在連續(xù)使用6個(gè)月后，只是溜槽落料點(diǎn)處襯板有明顯沖蝕磨損而溜槽尾部及溜槽下方襯板、側(cè)擋板只有微小磨損。該種形式布料溜槽可保證連續(xù)使用10～12個(gè)月且不會(huì)發(fā)生襯板磨穿現(xiàn)象，在價(jià)格上僅為鑲嵌硬質(zhì)合金襯板結(jié)構(gòu)布料溜槽價(jià)格的40%，與普通型高鉻鑄鐵積窩式襯板結(jié)構(gòu)的布料溜槽價(jià)格相當(dāng)，長(zhǎng)時(shí)間使用后溜槽殼體基本上不會(huì)出現(xiàn)明顯變形，可對(duì)到周期換下的溜槽進(jìn)行外殼整形、更換襯板后再次使用，修復(fù)費(fèi)用約為新溜槽的1/2，在中小型高爐上使用實(shí)踐證明其綜合性價(jià)比較高。（圖5使用6個(gè)月后溜槽襯板磨損狀況）

3 該種溜槽在今后進(jìn)一步改進(jìn)上的建議

落料點(diǎn)處襯板在防脫上及耐磨性能上需作進(jìn)一步加強(qiáng)處理。①可采用塞焊技術(shù)在溜槽殼體背部打孔后與耐磨襯板基體進(jìn)行焊固并避免在落料點(diǎn)處出現(xiàn)襯板銜接縫隙以防止該處襯板被沖擊脫落。②在落料點(diǎn)處將筋板布置密度適當(dāng)加大以進(jìn)一步增強(qiáng)耐磨性，延長(zhǎng)襯板使用壽命。

結(jié)語(yǔ)

延長(zhǎng)布料溜槽使用壽命，降低高爐因溜槽失效而造成的非計(jì)劃休風(fēng)率對(duì)充分發(fā)揮無(wú)料鐘爐頂裝料設(shè)備的優(yōu)勢(shì)具有重大意義，通過與生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合而改進(jìn)的該新型襯板結(jié)構(gòu)的布料溜槽在中小高爐上的成功應(yīng)用對(duì)目前探討如何更好地解決溜槽襯板易磨損問題具有一定的參考意義。

[1]嚴(yán)允進(jìn).煉鐵機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)初版社，1995.

[2]華成.無(wú)料鐘爐頂布料溜槽的綜合分析[J].冶金設(shè)備，2010（06）.

[3]齊彥峰，宋焯，張坤.淺談高溫耐磨襯板在高爐布料溜槽中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽，2011（30）.

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