豎爐導風墻水梁破損原因及對策

杜小軍

摘 要：本文詳細介紹了宣鋼豎爐導風墻水梁內穿管技術的開發與應用。

關鍵詞：豎爐；導風墻水梁；開發與應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.024

1 前言

豎爐導風墻水梁破損是長期困繞豎爐產能發揮的技術課題，從發現豎爐大水梁漏水到排料補焊大水梁后僅4天再次停機排料進行補焊；豎爐出現熟球中夾雜大量紅球，干燥床西北兩角干燥效果差，維持生產至爐內排料進行補焊處理，15天大水梁再次漏水排料補焊。由于導風墻水梁破損頻繁，焊口易開焊且處理時間長、球團礦產量損失大等特點，近年以來豎爐在治理導風墻水梁破損延長導風墻水梁使用壽命上進行了一系列技術探索，收到了顯著成效。

2 豎爐導風墻水梁破損機理

歸納導風墻水梁破損的形成可概括為以下幾方面原因：

（1）高流速冷風氣流夾雜粉塵沖刷。導風墻水梁所處爐內工作環境較為惡劣，既要承重導風墻又要承受高速高溫冷卻風夾雜粉塵的沖刷。由于70%以上的冷卻風要通過導風墻內孔參與干燥床生球的干燥過程，冷卻風在水梁部位改變流動方向對水梁產生沖刷，是導風墻水梁破損的主要原因。占到宣鋼豎爐水梁破損的50%。

（2）導風墻水梁材質。宣鋼豎爐采用雙排5×2根水梁結構，材質為Φ168壁18mmM16無縫鋼管，由于材質差，管件壁厚不均產生熱應力使水梁產生裂紋。其次由于高溫高速所流夾雜粉塵對管壁的沖刷使管壁磨損薄厚不均產生熱應力造成水梁裂紋，占到宣鋼豎爐水梁破損的50%。

3 宣鋼豎爐導風墻水梁破損的特點

（1）宣鋼豎爐導風墻水梁破損周期短。最短的僅生產使用4天即在原焊口側再次破損。

（2）處理時間長。每次處理導風墻水梁須排空爐內爐料，并補入熟球至導風墻水梁下部，經齒輥平臺爐門進入爐內進行水梁補焊，涼爐時間長，工人工作環境惡劣，操作十分復雜。

（3）產質量損失較大。從發現導風墻水梁漏水征兆，到爐內排料后進行補焊，補熟球循環爐內升溫到投入生球正常生產至少需要三天時間，產量損失較大。

4 豎爐導風墻水梁破損的操作對策及技術措施

球團礦供應緊張壓力驟然增大后，為了解決豎爐導風墻水梁破損這一關鍵技術課題，豎爐進行了一系列探索，主要有以下幾個方面：

（1）強化豎爐操作及工藝管理：針對導風墻水梁破損機理，重點強化豎爐日常工藝技術操作管理。一是嚴禁濕球入爐，合理控制豎爐產量，保一尺以上干球入爐；二是以抑制生球干燥床爆裂為核心嚴格干燥床溫度控制，550±50℃，三是生球質量達標10～16mm合格粒級≥90%，生球落下強度≥5次/個球，以上措施有效降低爐內粉末，減少粉末對水梁的沖刷，延長水梁使用壽命。

（2）消除水梁因受熱忽高忽低產生的熱應力。主要措施有：一是計劃檢修爐內排料至火道口，改變以往排料至導風墻水梁下沿，投產后水梁受熱溫度急劇升高產生的熱應力并相應減少導風墻熱應力沖擊。

（3）實施導風墻水梁內穿管技術改造是豎爐在處理導風墻水梁破損治理爐內漏水方面進行一項有效的探索。在豎爐實施該項技術至今收到了顯著效果，其有以下優點：

1）處理水梁破損時間大大縮短，由以往補焊水梁所用36小時縮短到7小時，只需爐內排料至水梁下沿后，水梁汽包把水排空在爐外即可進行處理，無需人進行爐內補焊，時間大大縮短。

2）水梁內穿管技術措施徹底解決了長期困擾豎爐生產的技術難題，處理后不反復，實施穿管技術一直使用到豎爐年修，其它豎爐一直使用至今，擺脫了水梁補焊后重復開焊對豎爐生產的困擾。

3）操作簡便，因為不需人進入爐內，工作環境大大改善。

（4）導風墻水梁內穿管具體操作措施：導風墻水梁采用Φ168mm，壁厚18mm，M16無縫鋼管，內穿Φ121㎜M16無縫鋼管，兩管間隙5.5mm打入肥水灌注料，中間管道內通軟水與外部相接。既保證水梁足夠的冷卻效果，又可起到加固水梁雙重作用。在具體實施過程中我們根據爐內排料后水梁下凹的目視情況，決定內部所穿管的直徑，下凹超過5mm采用管徑Φ78mm無縫鋼管以保證穿管過程順利。

5 導風墻水梁內穿管技術使用效果分析（見下表）

通過破損水梁的上述兩種方法比較，水梁內穿管技術操作方法，處理效果十分突出，目前已在豎爐推廣應用。

6 結語

豎爐通過導風墻水梁內穿管技術的開發與應用，豎爐停機時間大大縮短，極大地緩解了高爐因球團礦供應能力不足，外購球團礦成本升高壓力，以及外購球質量劣差等制約高爐技術經濟指標改善的關鍵環節。也擺脫了長期困繞豎爐球團礦指標改善的關鍵技術問題，增產效益顯著，減少了水梁漏水對導風墻磚以及爐內砌體的侵蝕延長了導風墻使用壽命。endprint