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一、漏水造成煙道漏水的原因最主要有沖蝕腐蝕(尤其是高溫沖蝕)、交變溫差、焊縫開裂,導致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕:熱水冷卻煙道隨著環境溫度增加,金屬表而產生的氧化皮膜會逐漸變厚,氧化皮膜與基材間的結合強度會更高,足以抵抗隨后的磨粒沖擊,當達到臨界溫度(570攝氏度)后,這時材料進人沖蝕氧化破壞區。金屬材料具有延展性,高溫下更是如此,而氧化物則展示脆性,溫下沖蝕腐蝕破壞中,與沖蝕有關的常數可從0.8 變化到7,這與高溫下氧化或腐蝕產物的皮層塑性增加有較大關系,致使管壁不斷減薄,導致爆管漏水。2、交變溫差:煙氣對管束產生橫向沖刷,一方面因溫差急劇變化導致管束出現高溫膨脹與降溫收縮,產生外部機械應力,由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當管束出現漏水時,為迅速恢復生產,則立即將管束內高達近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫,補焊后再補水。因此管束應力無法消除,極易產生疲勞脆化,最終出現橫向裂紋。3、焊縫開裂漏水形成粘結性爐膛:為確保煙氣收集質量,減少煙氣外溢,管間采用鋼板滿焊作筋板隔離,焊接過程中由于焊條操作角度、電流選擇不當等,導致管壁局部變薄,同時滿焊過程中管束將產生較大的熱應力,在應力釋放時會對管壁產生變形出現裂紋,導致漏水。因此,當煙道(此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等)出現漏水時,外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫煙塵,形成粘結性與粘附性的爐渣粘附在管束上。二、非正常的冶煉工藝1、由于轉爐冶煉任務繁重,操作中為多產鋼而采取增大裝人量而減少爐容比,提高供氧強度,縮短供氧時間,導致爐渣外溢,處理方式上,操作人員通過吹氧管用高壓氧氣強制吹掃熾熱的紅渣,一方面高溫下管束表面開始氧化,出現高溫沖蝕,另一方面爐渣在氣流的作用下急劇磨蝕管束工作表面,造成管壁減薄變形,出現縱向裂紋。2、其他:冶煉中熱平衡對煙道堵塞有較大影響,又加增大裝入量,往往出現冶煉時產生的煙氣量大于系統抽出量,致使煙氣外溢嚴重,部分粘附性較強的渣就粘附在管束上,非正常的轉爐爐形也會造成影響,控制得好對影響不明顯,一且爐形出現扁形或爐膛過小等將會出現爐渣外溢嚴重時還夾帶金屬,粘附在水冷爐口上,導致爐口直徑變小,在風機的強制抽力作用下,高溫煙道帶金屬的渣進入各區,堵塞煙道。
氧氣頂吹轉爐煉鋼設備工藝,按照配料要求,先把廢鋼等裝入爐內,然后倒入鐵水,并加入適量的造渣材料(如生石灰等)。加料后,把氧氣噴槍從爐頂插入爐內,吹入氧氣(純度大于99%的高壓氧氣流),使它直接跟高溫的鐵水發生氧化反應,除去雜質。用純氧代替空氣可以克服由于空氣里的氮氣的影響而使鋼質變脆,以及氮氣排出時帶走熱量的缺點。在除去大部分硫、磷后,當鋼水的成分和溫度都達到要求時,即停止吹煉,提升噴槍,準備出鋼。出鋼時使爐體傾斜,鋼水從出鋼口注入鋼水包里,同時加入脫氧劑進行脫氧和調節成分。鋼水合格后,可以澆成鋼的鑄件或鋼錠,鋼錠可以再軋制成各種鋼材。 氧氣頂吹轉爐在煉鋼過程中會產生大量棕色煙氣,它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳氣體等。因此,必須加以凈化回收,綜合利用,以防止污染環境。從回收設備得到的氧化鐵塵粒可以用來煉鋼;一氧化碳可以作化工原料或燃料;煙氣帶出的熱量可以副產水蒸氣。此外,煉鋼時,生成的爐渣也可以用來做鋼渣水泥,含磷量較高的爐渣,可加工成磷肥,等等。氧氣頂吹轉爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質量較好,以及建廠速度快、投資少等許多優點。但在冶煉過程中都是氧化性氣氛,去硫效率差,昂貴的合金元素也易被氧化而損耗,因而所煉鋼種和質量就受到一定的限制。
鼓入空氣或工業純氧,使氧氣與液態鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化,以調整鋼水的化學成分,并利用氧化時產生的熱量來煉鋼的設備。鼓入空氣的轉爐,因煉出的鋼質量差,已較少應用。圖2為轉爐的外形及其配套機械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉卸下,經稱量后通過密封料倉和流槽加入轉爐內。整個轉爐爐體由圓環形托圈支承,托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動機構聯接后能使爐體繞軸線作360°回轉,以適應轉爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉爐傳動機構的結構形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點嚙合式等,以全懸掛的多點嚙合式較為普遍。為了提高轉爐爐座利用率,轉爐爐體也可做成更換式的。為了防止環境污染和節約能源,在冶煉時從轉爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣,經余熱利用煙道生產蒸汽,又經過能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵系統,使煙氣符合排放標準。轉爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側吹幾種,但側吹轉爐應用較少。氧氣頂吹轉爐在爐口插入水冷氧槍(噴口)供工業純氧,并以超音速氣流噴入熔池進行攪拌和反應。頂吹轉爐的容量已達400噸,并有更大型的轉爐正在籌建中。底吹轉爐的噴口設置在爐底,噴口數目可根據工藝要求而定。 噴口型式有透氣(或毛細管式)耐火磚和同心套管式兩種。為延長同心套管式噴口壽命,套管之間的環縫可噴入碳氫化合物作為冷卻介質,噴口也可在噴入氧氣流時帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉爐較適用于高磷鐵水的冶煉。在頂吹轉爐上結合底吹轉爐的優點,將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入,便成為頂底復合吹煉的轉爐,效果較好。為了適應氧化轉爐快速操作和環境保護的要求,現代轉爐還配有相應的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣凈化、污水處理和綜合利用等配套設備,同時也采用計算機控制,以提高生產的經濟效益。
我國“負能煉鋼”技術的迅速發展得益于以下三方面: 一是煉鋼工藝結構的優化。煉鋼煉鐵設備廠家定制玉林隨著國內新建100噸以上大、中型轉爐的增多,配備了煤氣、蒸汽回收與余熱發電等設施,為“負能煉鋼”打下設備基礎;二是“負能煉鋼”工藝不斷完善,多數鋼廠已掌握“負能煉鋼”的基本工藝;三是2005年,國家統計局將電力折算系數調整為電熱當量值(即1kWh=0.1229kg)替換原來沿用的電煤耗等價值(即1kWh=0.404kg)。煉鋼能耗統計值降低,利于實現“負能煉鋼”。重點企業轉爐煤氣噸鋼回收量由2010年的平均81m3/t提高到2014年的106m3/t。近幾年,我國轉爐蒸汽回收量有很大提高,但蒸汽回收量和壓力差別較大;先進的回收量已達到100kg/t以上、壓力可達2.5-4MPa,用于鋼水真空處理、發電或并入蒸汽管網。 1.5、轉爐使用壽命進一步提高 爐齡是轉爐煉鋼的重要技術指標,煉鋼煉鐵設備廠家定制玉林提高爐齡在降低生產成本的同時,也提高了轉爐生產效率。濺渣護爐的基本原理是利用高速氮氣將成分調整后的剩余爐渣噴濺在爐襯表面,形成濺渣層。濺渣層抑制了爐襯表層的氧化,減輕了高溫爐渣對磚表面的沖刷侵蝕。采用濺渣護爐工藝后,當爐襯殘磚厚度侵蝕至500mm左右時,爐壁冷卻與爐內鋼渣對爐襯的導熱基本實現了動態平衡。廠家煉鋼煉鐵設備定制玉林此時,爐襯與濺渣層的結合層很難被進一步熔損。在濺渣條件下爐襯基本為“零熔損”,即隨爐齡增加,爐襯厚度基本保持不變。國內鋼廠據此研發出了長壽轉爐生產工藝,進而使轉爐爐齡達到30000爐以上,爐役期和產鋼量同步增長,耐火材料消耗和噸鋼成本也相應降低。
氧槍是將高壓高純度氧氣以超音速速度吹入轉爐內金屬熔池上方,并帶有高壓水冷卻保護系統的管狀設備。又叫噴槍。它是氧氣頂吹煉鋼的重要設備。在吹煉過程中,氧槍不但要承受火點2500℃左右的高溫區的熱輻射,還要承受鋼和渣激烈的沖刷,工作條件十分惡劣。因此氧槍要有牢固的金屬結構和強水冷系統,以保證它能耐受高溫、抗沖刷侵蝕和抵抗振動。氧槍最先應用于平爐煉鋼爐頂吹氧,1952年氧氣頂吹轉爐煉鋼法問世,氧槍成為它的關鍵設備。此后,氧槍的應用范圍又擴大到電弧爐和鋼包精煉爐等領域;功能也從單一噴吹氧氣發展到兼能噴吹造渣粉劑、燃燒粉劑的復合氧槍以及具有二次燃燒功能的分流式或雙流式多層氧槍。氧槍對吹煉的影響作用是通過氧氣射流流股與熔池的相互作用來實現的,而這種作用主要取決于射流到達熔池表面時的速度大小及其分布,因此氧槍噴頭的各項工藝參數的尋優與結構的優化設計非常重要。應用領域:氧槍主要應用在鋼鐵行業、冶金行業等。氧槍,是氧氣轉爐煉鋼中的主要工藝設備之一,其性能特征直接影響到冶煉效果和吹煉時間,從而影響到鋼材的質量和產量。