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热风炉出风口组合砖损坏的原因分析

发布日期:?2019-09-25 11:03:22????阅读量(108)????作者:张红

热风出口是热风炉最容易损坏的部位,它直接影响热风炉的使用寿命。图1(a)是某高炉配置的顶燃式热风炉,热风出口在投产2年后管壳外表面温度高达300℃;1(b)是某高炉投产4年后,热风炉热风出口组合砖损坏的照片,组合砖整体结构已经遭到破坏。

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1热风炉热风出口损坏的典型案例

通过大量损坏案例发现,热风出口损毁主要是由以下4个方面的原因造成的:结构设计不合理,或设计中没有采用组合砖;②耐火材料配置方案不恰当;③耐火材料实物质量达不到设计要求;④施工质量不符合现行规范的要求

(1)?组合砖的结构形式。

目前,大型高炉热风出口组合砖设计上常用的结构形式主要有以下几种(如图2所示)。图2(a)热风出口由环花瓣砖组成,整体结构不稳定,顶部合门砖有5块,中长期使用易于脱落。图2(b)虽然在图2(a)的基础上增加了内环管道砖进行加固,但实际使用中也存在容易损坏的现象。图2(c)(d)分别在我国宝钢4000m3级高炉热风炉、湛钢5050高炉热风炉上采用,前者由新日铁设计。组合砖内径与管系完全配合,上半环砖采用舌槽咬合结构,中心合门砖两侧面采用S型舌槽,上大下小,杜绝了抽砖的现象。图2(e)在山钢日照5100m3高炉热风炉上采用图2(c)(d)(e)三种都增强了环形出口内环砖内支撑的设计,对上半环砖的稳定性重点考虑,实际使用中取得了较好的效果。图2(f)(g)均是国外热风炉热风出口的设计形式,图2(f)中各砖之间使用交叉舌槽咬合,每块砖的舌槽定位有规律的分布,但每块砖对应的母砖都不同;2(g)中采用全花瓣设计,花瓣砖和出口相连的管道砖设计在一起,每块单重80~100kg,砖型大且制作复杂,只能进行浇注成型;由于花瓣砖和管道砖设计在一起,一旦热风炉本体的热膨胀和热风支管的热膨胀不致,在接触部位就会产生应力集中,不利于整体使用寿命的提高

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图2 热风出口组合砖的主要结构形式

(2)?耐火材料的配置方案。

耐火材料的配置方案不仅仅是要重视工作层质量,工作层背面的轻质砖也不可忽视,由于轻质砖荷重软化温度、加热永久线变化率等高温指标达不到使用要求,出现严重的膨胀、收缩及软化等问题,导致炉壳局部温度升高、甚至发红。

(3)?耐火材料的实物质量

耐火材料的实物质量的重要性不言自明,然而,一段时间以来,耐火材料采购大多数企业都采取公开招标、最低价中标的模式。总是希望能够挑到物美价廉的耐火材料,事实上质优价廉的耐火材料很难实现。若这一采购模式长期存在,将会严重制约耐火材料行业整体质量的提高。另外,热风炉热风出口等关键部位基本都是采用组合砖形式,结构复杂。为了降低制造成本,有的企业采用木模手工成型,或离心浇注等成型方式加工制造组合砖,其质量难以保证。

(4)?组合砖的施工质量。

组合砖的施工要求较高,在砌筑过程中,稍有疏忽就可能会影响到整体施工质量。施工时一旦出现三角缝、空洞等质量问题,高温热风便沿薄弱部位到处窜,最终导致炉壳发红,焊缝开裂等严重影响热风炉正常使用的问题。因此,施工时应注意以下问题:首先要找好组合砖砌筑的施工控制线;其次要保证砖与砖之间的灰缝均匀饱满;再次要按设计要求留设膨胀缝,膨胀缝内多余的灰浆应及时清除干净;最后要强调的是,组合砖砌筑时应严格按照组装顺序号砌筑,一般不允许在现场对组合砖进行二次加工。

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