摘要:本文就高炉送风装置长寿技术的现状进行了分析,并提出了改造方案。

　　1现状分析

长期以来送风装置运行一直不稳定,不是法兰密封失效造成跑风,就是本体温度超标,发红打水,根据历年的休风统计,因送风装置造成的休风率在0.4%左右,是高炉非计划休风的主导因素。由于送风装置是与工艺操作密切相关的工艺备件,其稳定运行的规律掌握起来相对其它的运转设备要困难得多,为此,我们成立了课题研究小组,在提出了故障零目标要求的同时,对送风装置的性能也有明确量化指标:送风装置波纹元件温度不超过80°C,其他结构件表面温度不超过250°C,直吹管、弯头寿命一年以上,上下节装配寿命在三年以上。围绕这一目标,课题研究组积极开展研究工作,本着本质化认识问题解决问题的思路,在管理上落实严细实的工作作风,在技术上力求突破创新。 
　　送风装置故障表现形式及成因主要集中在两个方面。 
　　连接法兰面跑风。多数情况是因装配、热紧固等操作疏漏造成,另外,密封面使用的盘根耐温性差、强度低也很容易造成密封失效,还有一方面原因就是法兰结合部位的耐材脱落,热风在法兰部位形成涡旋,将密封烧坏。在设计法兰结构时考虑不周,有的配对法兰都加工了密封槽,因加工精度很难保证上下槽的对中,结果在安装对接时将下槽中的盘根挤出来,造成跑风。 
　　送风装置本体表面温度高。局部温度过高、发红,如发现不及时会造成烧穿事故,主要是耐材的性能不稳定,不能适应高炉的工况条件,耐温性能差、强度低,从更换下来的备件分析看:温度高点的耐材出现脱落、贯穿性裂纹、甚至发生滴熔现象,尤其是在一段时期内炼钢故障频繁,高炉被迫轮流休风等罐,热负荷的频繁波动,更加剧了耐材的损坏,主要与耐材的抗热震性等性能指标有关。 
　　 
　　2改造方案
　　2.1耐材的改进 
　　(1)耐火度是最基本也是最重要的一项指标,通常的工艺要求是满足送风温度1250°C以上,但高炉在休风倒流时温度会更高,一般在1330°C以上,在冷却设备向炉内漏水的情况下,有时能达到近1500°C,所以,在更换吹管时,我们经常看到耐材有滴熔现象,2006年12月11日4#750m3高炉热风支管弯头曾因倒流温度高,将弯头部位烧穿,被迫休风12小时,为此,改进后的耐材必须具有更高的耐火度,要达到1790°C以上。 
　　(2)除具有高的耐火度外,送风装置工作时要承受230m/s高温热风,因此耐火材料还应该具有良好的抗冲刷性能。 
　　(3)送风装置安装在工艺管道与高炉本体之间,由于热负荷经常波动,在热应力作用下,钢结构会发生不确定的变形,附着在钢结构内的耐材会受到相应的剪切应力、压应力作用,因此,送风装置的耐材要达到一定得的抗折强度、抗压强度,以防止变形裂纹。 
　　(4)送风装置在其寿命周期内要经历多次休、复风操作,温度的大幅波动对耐材的抗热震性也是考验。 
　　改进后的耐材性能指标比较: 
　　2.2补偿结构的改进 
　　送风装置的耐材性能优劣对备件质量起着决定性作用,但补偿结构的合理与否同样很关键。上下节装配都设计有波纹补偿器,能够在整个装配尺寸链中起调节补偿作用。 
　　原设计的补偿器内侧导流筒开口在波纹管下部,耐材补偿缝相应地设在波纹管下部,外形结构为球形结构,起“万向节”的作用,看是来调节灵活,方便,但在实际应用中却达不到设计意图,主要问题有两方面:(1)球形结构吸收摆动变形量比较好,但设备在安装时,经常需要轴向拉伸,此时,上下球面会拉开一定缝隙,正常送风时,热风会从缝隙窜入波纹管内部,导致温度上升,进而发红。(2)内部导流筒开口在波纹管下部,在使用过程中波纹管变形,使得导流筒体与波纹管下部的钢结构筒体间距变小,使得上下半体的相对摆动量变小,在备件安装时不能吸收大的变形量,往往在强制紧固过程中造成耐材在膨胀缝部位折断,所以刚安装的备件就出现发红,被迫打水降温。 
　　经过研究分析,曾经在球形结构的补偿缝内添加耐火纤维材料,以补偿轴向拉伸变形,但因施工的可操作性太差,宣告失败。“失败是成功之母”,历经数次失败后,研究小组尝试将导流筒的开口改在波纹管的中间位置,将两端分别焊接在上、下半体的钢筒上,借鉴机械设计中“迷宫”密封的原理,将耐材的补偿缝结构改为 “Z型迷宫”式结构,消除了球形结构的缺陷,同时改进后的结构具有如下优点:(1)在同样实现万向节的功能下,增大了轴向补偿的能力。(2)“迷宫”式结构,增加了窜风的阻力,大大降低了波纹管受热风灼烧的机率,从而大大降低了送风装置表皮温度 
　　2.3隔热材料改进 
　　原来采用单一的高铝纤维棉作保温隔热材料,材料性能差,且不稳定,改进后的长寿送风装置采用高铝纤维板、毯组合式,并在关键部位如波纹补偿膨胀缝处使用含锆的高铝纤维毯,在法兰结合面增加陶瓷纤维垫片,隔热效果良好。 
　　2.4钢结构的改进 
　　除对导流筒改进外,在钢筒内壁合理设置“∨”型锚固钉,以便隔热材料固定牢固,不致在浇注过程中发生移位,确保隔热材料的完整性,以前,在贴好纤维进行浇注时,经常出现纤维毡被振动棒绞进浇铸料内部,造成局部发红。 
　　另外,在法兰的联结上也进行了细节的改进。(1)在联结楔栓、楔铁方面改变斜度,增加楔铁的自锁度,防止在热负荷交变作用下松动,造成法兰跑风。(2)法兰的对接面修改为下侧法兰有槽,上侧法兰为平面的连接方式,确保盘根不脱槽,造成密封失效。 
　　2.5生产工艺改进 
　　(1)浇注料改进后,严格控制浇注过程的加水量,由7%下调到5%,自然风干加烘烤,烘烤时严格按耐材的特定工艺曲线控制,确保水分蒸发彻底,又保证了烘烤过程中不出现裂纹。 
　　(2)对浇筑模具进行修改,在不影响进风量的前提下,最大限度地增加了耐材的厚度,从而有效地降低了表面温度。 
　　(3)在钢结构浇注前,增加试压检漏工序,确保了钢结构因焊缝砂眼、腐蚀等缺陷及早发现,提高了维修质量。 
　　改进后的长寿送风装置具有结构表面温度低、法兰密封好、耐材寿命长的优点,除此以外,还有许可变形量大的特点。能很好地满足生产工艺要求。  （转自行知部落网）