转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析

2019年第5期汽化冷却烟道与转炉氧枪连锁控制，主要由活动烟罩（裙罩）、固定段烟道、可移动段烟道、冷却烟道和斜弯烟道组成。

转炉吹氧炼钢时炉口喷出大量高温煤气，遇空气少部分燃烧后温度高达1700℃左右，汽化冷却烟道的工作原理与换热器相同，利用高温烟气的热量将通过软化处理和除氧处理的冷却水蒸发，利用水的汽化潜热带走冷却部件的热量来达到后续的除尘净化和煤气回收以及环境保护的工艺要求。

因工况环境十分恶劣，导致转炉生产运行过程中经常会出现水冷壁钢管破裂爆管等泄漏现象，严重影响到转炉的正常运转。

严重漏水还会产生蒸汽使烟道的过风量变大，可能造成烟气外溢造成污染，影响煤气的回收率和烟道余热的利用，大量软水被浪费，检修频繁，不仅对汽化冷却烟道的安全平稳运行产生重大隐患，还严重降低了生产效率。

为此，阅读文献可望找出冷却烟道失效的原因及其处理措施。

汽化冷却烟道失效常见原因分析（一）周期性交变热应力以某钢厂120t 的转炉生产为例，转炉一次炼钢周期为35min 左右，吹氧时间段在炼钢周期的中期，耗时约15min （补吹除外），进入汽化冷却烟道的炉气量可达76000m 3/h （标态下），温度高达1700℃左右，此时间段冷却烟道的热负荷急剧增加，管壁温度也陡增，转炉吹氧结束后，相应的热负荷也急剧降低，管壁温度随之下降，直到下个吹炼期，期间间隔20min 左右。

烟道内的热负荷频繁急剧变化，导致水冷管不仅受到周期性交变热应力，在热疲劳作用下的钢管表面通常会产生横向的疲劳裂纹，这与机械疲劳中观察到的疲劳裂纹相似。

管壁也会因频繁产生的轴向拉压应力而产生塑性变形，如此反复，烟道管就会产生大量竹节状热疲劳裂纹（蠕变），高温蠕变使得在金属管壁的微观结构中沿着固化晶界析出的碳化物会加速晶粒间裂纹的扩展。

裂纹扩展直至破裂，产生蒸汽泄露，影响汽化冷却烟道使用寿命。

（二）水循环恶化烟道结构设计不合理导致配水管不均匀，大部分烟道采用自然循环的水循环方式导致冷却水动力不足，上升管、下降管、受热管水循环阻力变大，冷却效果不好，造成冷却水管因水循环不良引起局部过热，循环水不能快速有转炉汽化冷却烟道失效常见原因及其处理程晓恬（广西钢铁），庞通，潘刚（技术中心）钢厂交流132019年第5期效地冷却管壁，管壁超温破裂漏水；同时，水循环异常波动引起水冷管液面脉动，当脉动表现为剧烈的水击现象时，会使焊缝断裂；在热流密度过大，热量陡增的过程中，受热管中水容易由核态沸腾转变为膜态沸腾，传热受到汽膜的阻隔，管子内壁得不到水的连续冷却，冷却水与管壁发生传热恶化，管子因管壁温度超高过热受损；热流场强度分布不均，特别在烟气侧涡流区部位，导致局部受热面热流密度过高，冷却水不能连续汽化，在蒸汽及饱和水的交替作用下，汽化点由于高频率水击引发疲劳损伤爆管。

总720期第二十二期2020年8月河南科技Henan Science and Technology安钢100t转炉汽化烟道漏水原因及改进方法刘军海（安阳钢铁集团有限公司，河南安阳455004）摘要：汽化烟道是转炉炼钢的关键设备之一，其安全性关系到转炉炼钢的稳定性和高效性。

本文结合安钢100t转炉汽化烟道，分析其漏水原因，总结其日常维护要点，并针对问题提出改进措施。

关键词：转炉；汽化烟道；漏水；结垢中图分类号：TF341.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）22-0058-02 Analysis on Leakage Causes and Improvement Methodsof Anyang Iron&Steel Group Co.Ltd100Ton BOFLIU Junhai（Anyang Iron&Steel Group Co.,Ltd.，Anyang Henan455004）Abstract:The vaporized flue is one of the main equipments that belong to BOF steelmaking,it’s safety refer to BOF steelmaking’s high efficiency and bining at the100ton BOF vaporized flue institution of Anyang iron &steel Group,it analysed its safety institution and summarized maintenances usually，and advanced some improve⁃ment measures for the problems.Keywords:BOF；vaporized flue；leak；structure；improve1研究背景安阳钢铁公司规划的100t顶底复吹转炉工程是安钢三步走发展战略规划的第一步，该工程于2004年3月26日正式投产，5月份产量10万t，达到设计生产能力，创造了国内同类炉型建设周期最短、达产最快的记录。

116管理及其他M anagement and other转炉汽化烟道末段漏水原因分析及改进措施宋君瑞（河钢乐亭钢铁有限公司，河北 唐山 063011）摘 要：从水质、管道材质、烟道结构及循环方式等方面进行分析，找出转炉汽化系统末段烟道漏水的原因，并针对问题给出相应的参考方案，以提高末端烟道的使用寿命，保证生产稳定运行。

关键词：转炉；末段烟道；漏水；使用寿命中图分类号：TF341.1 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）20-0116-2收稿日期：2021-10作者简介：宋君瑞，男，生于1989年，山东德州人，工程师，硕士，研究方向：冶金机械。

在整个炼钢工艺中，转炉汽化系统主要通过将烟道内冷却软水变为水蒸汽，以达到吸收烟气热量及降低烟气温度的目的，并通过蓄热器稳压后外送蒸汽发电机组进行发电。

同时，作为转炉炼钢工艺的一部分，汽化烟道疏导吹炼时产生的烟气进入除尘系统，直接参与炼钢生产[1]，在冶金生产中占有十分重要的地位。

以唐钢二钢轧厂65t 转炉为例，汽化烟道共分五段，按烟气流向依次为：活动烟罩、Ⅰ段烟道（炉口段）、Ⅱ段烟道、Ⅲ段烟道和末段烟道，结构示意图见图1。

活动烟罩采用强制循环冷却，其余各段采用自然循环冷却。

在生产后期，转炉末段烟道频繁出现漏点，引发漏水事故。

烟道漏水会产生以下影响：（1）烟道内漏水会产生大量蒸汽，导致烟道内过风量增大，易造成烟气外溢，引发环保事故。

（2）漏水处理不及时，炉坑内出现积水时，熔融金属遇水会引发爆炸，造成重大安全事故。

（3）造成软水资源浪费。

（4）影响煤气收得率。

（5）影响烟气余热回收率。

图1 烟道结构示意图1-活动烟罩；2-Ⅰ段烟道（炉口段）；3-Ⅱ段烟道；4-Ⅲ段烟道；5-末段烟道1 漏水原因分析考虑到生产节奏紧张，当末段烟道出现漏水时，为了尽可能减少对正常生产运行的影响，只能进行临时焊补，不仅耗费大量人力物力，而且极易发生复漏，无法从根本上解决漏水问题。

转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案转炉汽化冷却烟道泄漏是指在转炉冷却过程中，烟道与外界存在不完全密闭造成煤气泄漏的现象。

这种泄漏会导致冷却效果下降、煤气浪费、能耗增大等问题。

本文以转炉汽化冷却烟道泄漏为研究对象，对其故障原因进行分析，并提出相应的解决方案。

一、故障原因分析1. 气密性差：转炉汽化烟道在使用过程中，由于长时间的高温高压作用，烟道内壁易产生开裂、松动等问题，导致其气密性下降，造成煤气泄漏。

2. 焊接质量差：烟道在制造过程中，焊接工艺不当或操作不规范，容易导致焊缝存在缺陷，从而引起泄漏。

3. 老化磨损：烟道在长时间的高温高压环境中易受到磨损，尤其是转炉汽化冷却烟道承受着高温腐蚀和磨损，导致烟道泄漏。

二、解决方案1. 加强维护管理：定期对转炉汽化冷却烟道进行检查和维修，及时发现和解决烟道问题，防止磨损和老化。

2. 提高焊接质量：加强操作规范，采用适当的焊接工艺和材料，确保焊缝质量，减少泄漏风险。

3. 安装密封装置：在转炉汽化冷却烟道的接口处安装密封装置，增强烟道的气密性，防止煤气泄漏。

4. 进行热工分析：通过对转炉汽化冷却烟道的热工分析，确定烟道的温度和压力分布情况，减少烟道热腐蚀和磨损，延长使用寿命。

5. 优化烟道结构：采用合理设计和优化烟道结构，增加烟道的强度和密封性，减少泄漏的风险。

6. 使用高温耐磨材料：选用高温耐磨材料来制造转炉汽化冷却烟道，提高其抗磨损和耐腐蚀性能，减少烟道泄漏的问题。

针对转炉汽化冷却烟道泄漏问题，需要加强设备的维护管理，提高焊接质量，安装密封装置，进行热工分析，优化烟道结构，并使用高温耐磨材料。

通过采取这些措施，可以有效解决转炉汽化冷却烟道泄漏问题，提高炉冷效果，减少能耗，提升生产效益。

转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案一、引言转炉汽化冷却烟道泄漏是钢铁生产过程中常见的问题，它会导致不仅效率降低，还可能对生产环境和工人健康造成严重影响，因此及时排查并解决烟道泄漏问题显得尤为重要。

本文将对转炉汽化冷却烟道泄漏故障进行分析，并提出解决方案，以期对相关人员有所帮助。

二、分析问题1. 烟道泄漏的原因转炉汽化冷却烟道泄漏的原因有很多，主要包括以下几个方面：（1）烟道材质老化：长期高温、腐蚀性气体的作用会导致烟道材质老化，出现裂缝或不密封的情况；（2）操作不当：转炉操作过程中，如果处理不当会导致烟道泄漏，比如烟道连接处未紧固、烟道遭受外力撞击等；（3）设备老化：转炉汽化冷却设备使用时间较长，设备本身就会出现老化现象，导致烟道泄漏；（4）材料选用不当：如果烟道材料选用不当，比如材质不耐高温、不耐腐蚀等，也会导致烟道泄漏。

转炉汽化冷却烟道泄漏会带来一系列的问题：（1）影响生产：烟道泄漏会导致汽化冷却效果降低，影响钢水温度控制，进而影响整个转炉冶炼的稳定性和效率；（2）环境污染：烟道泄漏会导致有害气体泄漏到环境中，对周围环境造成污染；（3）员工健康受损：烟道泄漏的有害气体对员工的健康造成危害，长期接触可能引发职业病。

及时发现烟道泄漏是关键，常见的检测方法包括：（1）目视检测：通过目视检查烟道连接处及其周围是否有裂缝、破损、漏风现象；（2）烟气分析：通过对烟气成分进行分析，检测烟道泄漏情况；（3）超声波检测：利用超声波设备对烟道进行泄漏检测，可以快速准确地发现烟道漏风点；（4）压力差检测：利用压力差装置对烟道进行泄漏检测，发现泄漏点。

三、解决方案1. 定期检查维护定期对转炉汽化冷却烟道进行检查维护是防止烟道泄漏的有效手段，可以发现问题及时处理，降低泄漏风险。

2. 使用合适的材料在烟道建造过程中，选择合适的材料非常关键，应使用耐高温、耐腐蚀的材料，以确保烟道的密封性和稳定性。

3. 增加安全防护装置在烟道周围增加安全防护装置，如防风罩、防护网等，可以有效减少烟道受到外力损害的可能性。

冶金冶炼M etallurgical smelting冶炼厂汽化冷却烟道出现故障的原因及解决措施杨 柳（中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北　石家庄　０５００００）摘 要：采用循环水转化设备中的热量，使热量转变为蒸汽，以此来降低冶炼厂汽化冷却烟道的温度，确保设备的常规运行，可达到冷却烟道的最终目的。

文章对汽化冷却技术、冶炼厂汽化冷却烟道的优势及其构成进行了详细阐述，然后分析了其运行原理，探究了汽化冷却烟道的漏水原因以及解决措施，最后剖析了汽化冷却的具体运用。

关键词：冶炼厂；汽化冷却烟道；漏水原因中图分类号：ＴＦ７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０１－００１６－２Causes and solutions of failure of vaporization cooling flue in smelterYANG Liu（Ｓｉｎｏｓｔｅｅｌ　Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　＆　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｔｏ　ｃｈａｎｇｅ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｉｎｔｏ　ｓｔｅａｍ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｆｌｕｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｍｅｌｔｅｒ，　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，　ａｎｄ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｕｌｔｉｍａｔｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｌｕｅ．　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｆｌｕｅ　ｉｎ　ｓｍｅｌｔｅｒ，　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｉｔｓ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，　ｅｘｐｌｏｒｅｓ　ｔｈｅ　ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｌｅａｋａｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｆｌｕｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，　ａｎｄ　ｆｉｎａｌｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｏｌｉｎｇ．Keywords: Ｓｍｅｌｔｅｒ；　ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｆｌｕｅ；　ｌｅａｋａｇｅ　ｒｅａｓｏｎ在冶炼转炉净化系统中，汽化冷却烟道是其非常关键的设备，也是转炉冶炼中极易产生故障的设备，汽化冷却烟道是否正常对转炉连续生产有着直接影响。

转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案转炉汽化冷却烟道是转炉炼钢工艺中非常重要的部分，它主要用于传送高温烟气和冷却废气。

在使用过程中，烟道泄漏故障时常发生，这不仅影响了生产效率，也容易造成安全隐患。

必须及时分析并解决转炉汽化冷却烟道泄漏故障，确保炼钢工艺的正常运行。

1. 泄漏原因转炉汽化冷却烟道泄漏可能由多种原因引起，主要包括以下几个方面：a. 设备老化：由于长期使用和高温腐蚀，烟道的密封性能逐渐下降，导致泄漏。

b. 设计缺陷：部分烟道在设计制造时存在一些结构上的缺陷，容易导致泄漏。

c. 安装失误：烟道安装时未能保证密封性，或者在运输过程中受到损坏，都会导致泄漏。

d. 温度过高：烟道在高温下长时间运行，可能导致部分部件变形，造成泄漏。

2. 泄漏位置烟道泄漏可能发生在多个位置，主要包括烟道连接处、焊接点、接头处以及烟道本身的表面。

这些位置的泄漏有时由于腐蚀和温度变化引起，有时则与结构设计和材料选择有关。

3. 影响a. 降低冷却效果：泄漏会导致冷却废气无法完全传送到预定位置，影响冷却效果。

b. 能耗增加：由于泄漏会导致冷却系统的压力降低，需要增加风机功率来维持正常的运行。

c. 环境污染：泄漏的冷却废气可能含有高浓度的有害气体，对周围环境造成污染。

1. 定期检查和维护为了避免转炉汽化冷却烟道泄漏，首先应建立定期检查和维护制度。

在日常生产中，需要定期对烟道进行全面检查，特别是焊接点、连接处等易发生泄漏的部位，及时发现并修复存在的问题。

2. 使用优质材料和密封件在选材和安装时，应选择优质材料和密封件，例如高温合金钢、耐高温橡胶等，以确保烟道的密封性能和耐腐蚀能力。

对于一些易泄漏的部位，还可以增加密封条和补偿器，提高密封性。

3. 强化设备保护为了降低高温和腐蚀对烟道的影响，可以对烟道进行保护措施，例如采用耐磨耐腐蚀的内衬板，或者进行表面加工处理，延长烟道的使用寿命。

4. 加强技术培训对操作人员进行相关的技术培训，提高其对设备的操作和维护意识，加强设备的日常管理和维护，确保设备的正常运行和安全生产。

转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案转炉汽化冷却烟道是转炉炼钢过程中非常重要的组成部分，它起着对炉温、炉压、炉内气体流动等方面起着至关重要的作用。

由于种种原因，转炉汽化冷却烟道可能会发生泄漏故障，给生产过程带来严重的影响。

本文将结合实际案例，分析转炉汽化冷却烟道泄漏故障原因，提出解决方案，以期为类似问题的处理提供参考。

一、泄漏故障原因分析1. 设计问题转炉汽化冷却烟道的设计应符合相关标准和规范，保证其在运行中能够正常工作。

如果设计不合理，例如烟道连接不牢固、焊接质量不过关等，就容易发生泄漏故障。

2. 材料问题烟道的材料质量直接影响其使用寿命和稳定性，如果材料选择不当或者存在质量问题，就容易导致烟道泄漏故障。

3. 维护不当转炉汽化冷却烟道作为高温高压环境下的一个重要部件，需要定期进行检查和维护，以确保其工作稳定。

如果经常性的维护不到位，就容易出现泄漏故障。

4. 强烈冷热变化由于转炉汽化冷却烟道在工作过程中会受到高温冲击和强烈冷热变化，如果材料的抗冲击性能不足，就容易导致烟道泄漏。

5. 其他原因例如操作不当、外部环境因素、使用年限等，都可能导致转炉汽化冷却烟道发生泄漏故障。

二、解决方案2. 优质材料选择在选择烟道材料时，应选择质量可靠的合金钢、不锈钢等耐高温、抗腐蚀材料，以提高烟道的使用寿命和稳定性。

3. 定期检查维护对转炉汽化冷却烟道应定期进行检查和维护，包括焊缝检测、烟道表面异常检查等，及时发现问题并加以处理，以保证烟道的工作稳定。

4. 选用耐高温材料在烟道的材料选择上，应优先选择抗高温冲击的材料，以保证其在高温高压环境下不会出现裂纹等问题，降低泄漏故障的发生概率。

5. 加强人员培训要加强操作人员的培训，确保其熟知转炉汽化冷却烟道的工作原理和使用注意事项，避免因操作不当而导致泄漏故障的发生。

三、结语转炉汽化冷却烟道泄漏故障的发生对生产过程带来不利影响，因此在实际生产中应当引起重视。

通过加强对烟道设计、材料选择、维护等方面的管理，可有效降低泄漏故障的发生概率，保证炼钢生产的顺利进行。

转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案转炉汽化冷却烟道是冶金过程中重要的设备，其主要功能是将高温烟气进行冷却，并回收其中的有价值物质。

由于烟道的长期使用和环境因素的影响，烟道泄漏问题时常发生。

本文将针对转炉汽化冷却烟道泄漏故障进行分析，并提出解决方案。

烟道泄漏的原因可以归纳为以下几点：1. 腐蚀磨损：长期使用使得烟道内壁受到腐蚀和磨损，导致烟道壁厚度减小，出现泄漏。

2. 温度变化：烟道在高温烟气的冷却作用下，存在温度变化，使得烟道产生热胀冷缩，从而引起烟道连接部位的泄漏。

3. 焊接缺陷：烟道的连接处存在焊接缺陷，如焊缝开裂、气孔等，导致泄漏。

4. 金属疲劳：长期的高温工作使得烟道内壁出现金属疲劳现象，使得烟道产生裂纹，引起泄漏。

针对以上原因，可以采取以下解决方案：1. 定期检修：对烟道进行定期检修和维护，包括清洗、补焊、更换烟道内衬等工作，以保证烟道的完整性和正常运行。

2. 特殊材料选择：在设计和选择烟道材料时，应考虑其抗腐蚀能力和耐高温性能，并选择合适的材料来制造烟道，以延长其使用寿命。

3. 热胀冷缩处理：在设计和制造烟道连接处时，应考虑烟道的热胀冷缩情况，并采取合适的连接方式，如添加伸缩节、采用柔性连接件等，以减少烟道连接处的应力和泄漏情况。

4. 焊接质量控制：对烟道的焊接过程进行质量控制，确保焊接的质量，避免焊接缺陷的出现。

5. 烟道温度控制：控制烟道的工作温度，避免过高温度对烟道产生金属疲劳影响，可以采取降低烟道进口温度、加强冷却措施等方式进行控制。

转炉汽化冷却烟道泄漏故障是冶金过程中常见的问题，但通过定期检修、合适材料选择、热胀冷缩处理、焊接质量控制和烟道温度控制等方法，可以有效解决烟道泄漏问题，确保转炉汽化冷却烟道的正常运行和使用寿命。