不锈钢设备制造中的损伤及其防止措施(1)--以事例为中心
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A s at y i e i tn t pooe tn h han f ae t m a r f s e bt c r B te sg i f h it r i o t etg c ad e u o o h n tao o e p ao f v r l e i u n r n h e s e m r reat a e r te b m c asot i o t r ee t ad e o te nr evn pr t s h p l s h hrs v e h e nr o n fm ot h bre l a m e , r e u s e c f g a r l u f u o r e a hv be aa z . ae n l e e nyd K y o s et g a r ee te nr gnr o e r han f c e nr i bre eee t w d i u e g av u r n r ar
Vo . No 3 l2 4 .
冶 金 能 源
ENE RGY OR F MET L AL UR C GI AL I NDUS Y TR
Ma 2 0 . 5 y 0
第一次炉子运行了近半个月,在调试运行 中,煤气烧嘴与炉墙接 口处经常出现冒火现象。 停炉进行维修时发现:()空、煤气蓄热烧嘴蓄 1 热室前的挡板均被烧化、变形;()前面 2 2 一3 排正对烧嘴喷口位置的蓄热体有的熔化、有的破 碎、蓄热体的孔格通道多数被堵死;()换向阀 3 内有灰尘需进行清理。由于烧嘴前 2 排蓄热 -3 体已被烧坏,所以在修炉时更换了部分蓄热体, 把空、煤气蓄热室原来的前四排蓄热体 ( 每块尺 寸为 5 x 0 0 0 x )换成了两排尺寸为 10 5 5 5 0 x 10 x 的蓄热体,蓄热体孔格及壁厚尺寸没变, 10 0 材质为茧青石,蓄热室后半部的蓄热体没有改 变。修炉后进行了点炉生产调试,在第二次生产 调试过程中,煤气烧嘴与炉墙接口处仍有冒火现 象,根据生产统计单耗平均为21Jt . /左右,远 G 高于设计指标。 由于烧嘴冒火并从窥视孔观察到蓄热体有破 损现象,在炉子运行 5 天后又进行了停炉维修。 0 停炉后进炉内观察发现 :空、煤气烧嘴蓄热室内 前排蓄热体均严重破碎呈小块状,部分碎块被吹 人炉膛 ,蓄热体通道内有挂灰现象。基于前两次 蓄热体破损严重、寿命短的现象, 这次修炉更换 了烧嘴蓄 热室前 部 蓄 热体材质,其 耐火度 为 19' 烧嘴前部增设了一层耐火材质的挡砖, 60 -, 引风烟道调节阀改为 自动控制。 炉子点火近一周,由于烟道调节阀不能自动 控制,需停炉检修 ,在停炉过程中,由于炉顶耐 材质量问题 出现炉顶塌落现象。停炉后进炉观 察,发现烧嘴内有的蓄热体有少许裂纹,烧嘴前 的挡砖有断裂现象。由于炉顶塌落,该炉炉顶进 行了重新浇注,同时对煤气烧嘴进行 了重新拆 装,在每个煤气烧嘴与炉墙接触处都增设了不锈 钢质套,目的是增加煤气烧嘴与炉墙接触处的密 封性。另外 ,对均热段的供热系统进行了改造,
蓄热室前端分别安装了一支 NC-i 热电偶, ir S N i
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E RGY OR TAL URGI AL NE F ME L C I NDUS TRY
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时,应对蓄热室前部的蓄热体材质及结构进行改 进,要能满足长期在高温状态下工作的需要。 ()烧嘴能力与结构 2 从对出炉烟气取样分析结果可看出:在空气 系数>10 . 的情况下,烟气中含有可燃成分,数
对上述情况,我们从两方面进行分析 :一是 当煤气用量大时,出炉烟气中有可燃成分。蓄热 式烧嘴燃烧的特点不同于传统烧嘴的燃烧,它是 将整个炉膛作为燃烧空间,空、煤气经蓄热体高 温预热后,直接进入炉膛燃烧,属于扩散燃烧。 若烧嘴能力过大, 处于燃烧状态的烧嘴很有可能 出现未燃尽的煤气在对面烧嘴的蓄热室前部燃烧 的现象,形成局部高温,造成蓄热室前端蓄热体 被烧坏,出炉烟气中含有可燃成分的现象。根据 生产统计的数据看,当煤气用量大时, 该炉单个
20x 881 的混合煤气, 00 . 1 3 416 / m 设计单耗为:
14 .G A. . 一16 J
该加热炉从建成运行调试开始,在 1 个多 0
月的时间内,由于蓄热体被烧坏、烧嘴冒火、炉 顶塌落等问题先后进行了四次修炉。该蓄热式加 热炉原空、煤气烧嘴蓄热室全部采用 5 x 0 0 5小 蜂窝式蓄热体,耐火度为 19 1 ,在蓄热室前 30 C 端有一道格栅。
嘴。运行 2 个多月后,由于煤气烧嘴与炉墙接触 处的冒火现象还是很严重 ,有 1 3个煤气烧嘴出 现了冒火现象。故再次进行了停炉维修,更换蓄
热式烧嘴的结构形式。 我们对该炉的生产调试情况进行了跟踪,在 第四次修炉期间,在 I.n 加热段空、煤气烧嘴
32 烧嘴设计问题 . ()烧嘴内蓄热室结构 1
电偶由烧嘴喷口处插人蓄热体内 lc 0m深,对不 同换向时间蓄热烧嘴空、煤气预热温度进行了测 定 ,同时对出炉的烟气进行了温度测定及成分取
样分析。 3 主要问题及技术分析
如上所述,在第一、第二次修炉时均发现蓄 热体损坏严重,有的部位融化后凝结成团,而大 部分部位软化后收缩变形,并拌有表面层碎裂。 融化部分可明显看出氧化铁皮的侵蚀,蓄热体通 道被氧化铁渣堵塞,表层严重,里层次之。 31 蓄热体材料性能问题 .
1 前言
高效蓄热燃烧技术又称高温空气燃烧技术,
可使烟气余热极限回收, 废气排放温度镇10 , 51 C
空、煤气预热温度达 10 ℃以上,有效地节约 00 能源。国内外许多企业在冶金炉上应用了该项技 术,但一般是采用高热值煤气单预热或低热值煤 气 ( 高炉煤气)双预热的方式。某钢铁企业在一 推钢加热炉上第一次应用了蓄热式燃烧技术, 采 用的是空、煤气 ( 混合煤气)双预热方式。用混 合煤气作燃料,采用蓄热式烧嘴燃烧方式,进行 空、煤气双预热在国内是第一家。该加热炉在生 产调式过程中出现了蓄热体寿命短、烧嘴冒火等 一些问题。 2 蓄热式烧嘴加热炉调试运行悄况 该蓄热式烧嘴加热炉是在原加热炉炉体基础 结构基本不变的条件下,把传统的燃烧方式改为
表 2 空、煤气配比及烟气 取样成分分析结果
分 -姚
部 位 ( %) O c Z 仇 空气系数
11 ,8 11 .8 11 .7
11 .7
煤气烧嘴排烟 1 煤气烧嘴排烟 2 空气烧嘴排烟 1
炉膛 1
炉膛 2
2. 1 6 0.2 1 5 5 8 6 0. 9 0 1 . 5 .6 2.5 4 0 1 1 .2 . 3 1 0. 3 .7 1 2 8 4 2 6 0. 9 0 1 .8 . 5 . 8 4 0.2 1 6 8 4
蓄热体寿命低的原因之一;从蓄热体融化部分有 被氧化铁皮侵蚀的现象,蓄热体通道被氧化铁渣 堵塞,表层严重,里层次之,说明蓄热体的抗渣 性能低,导致氧化铁皮侵蚀,降低了蓄热体的寿
命; 从有的蓄热体呈变形、破碎状态, 说明蓄热
体的热稳定性能差,受热变形后导致破碎。
炉顶2 4 x 个平火焰烧嘴改为 1 个平火焰烧 x4
. 9 3 0.5 .4 . 6 空气烧嘴排烟 2 2 1 0. 7 1 8 9 8 4
2 5 0 8 0 0 9 4 18 .4 .6 .2 .8 .8
2 0 0.6 1 7.5 .4 .9 6 0. 5 2 7 2
10 .9
1. 9 0
收稿 日 :20 一1 - 1 期 04 2 0 邓 伟 (97- ,高工;140 辽宁省鞍山市。 16 - ) 101
蓄热式燃烧方式。该炉分均热、I 加热、H 加热 三段控制,均热段炉顶布置了 2 个 ( x4 后改为 14 x 个)常规的平焰烧嘴供热,空、煤气不预 热;I I , 加热段均采用了蓄热式烧嘴双预热燃 I 烧技术,I 加热段两侧墙上下各布置三对蓄热式 烧嘴,n 加热段两侧墙上下各布置四对蓄热式烧 嘴,烧嘴内蓄热室安装有蜂窝形蓄热体,设计 空、煤气预 热温度 为 10 * 00 C,排 烟温度低 于 10 。流经蓄热式烧嘴的烟气 由两台引风机强 5r - 制排烟,其余烟气经炉尾烟道由烟囱排烟。 I, n 加热段均为集中换向, 换向阀为钟罩式四通换 向阀。炉子设计生产能力 5t ,燃料为热值 5/ h
求加热炉的 I 加热段炉温为 15 -10' 20 30 -,进
人蓄热室的烟气温度可达 10` , 加热段炉 30 - I 温为 10 -10 ` ( 10 20 0 生产中常有超出 10 ℃的 20 现象) 。 因此,蓄 热 体 长 期 使 用 温 度 必 须 满 足
10℃以上, 30 才能满足生产工艺要求。而前两次 蓄热体的长期使用温度低于生产工艺要求,这是
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推钢加热炉蓄热式烧嘴应用情况技术分析
邓 伟 刘常鹏 贾丽娣 丁丽华
( 鞍山钢铁集团公司技术中心)
表 1 蓄热体材料性能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
序号 A2 3 1 0
4 . 59
3 3 6. 1
S 2 i 0
4 5 2.0
4 4 6. 0
Fe e q
M9 0
耐火度/ ℃
第一次 第二次
0.0 7 19 30 0.2 1 9 3 0 7 0 2. 19
从表 1中可以看出:蓄热体的耐火度仅为 19 ' ,则使用温度肯定<151 30 - 20 C,生产工艺要
该炉的蓄热式烧嘴全安装在侧墙上,蓄热室 几乎完全处于炉墙内,高温的烟气直接进人蓄热 室,蓄热室前面的蓄热体长期处于高温状态,其 寿命势必下降;而且,由于引风机的吸力造成少 量碎小的氧化铁皮被带人蓄热室,这些高温的氧 化铁皮对蓄热体会产生侵蚀,并堵塞前部的蓄热 体孔格,影响蓄热体寿命。因此,在烧嘴设计