气化烟道产生横裂纹的原因及解决方法

发布日期：2015-7-13  信息来源：本站原创

        近年来的转炉冶炼设备发展很快，气化烟道主要特点是向大炉型、电子多功能化方面发展，但30吨至70吨炉型的转炉现在的烟道冷却方式依然是直立排管式汽化方式。十几年来，影响转炉连续生产的较大的因素除了炉体耐火材料以外，另一个就是气化烟道排管的横裂纹。烟道排管横裂纹的问题，多少年来一直困扰冶金设备管理者，是转炉冶炼的最头痛的事情。
       
构成气化烟道冷却管横裂纹的选材：
        一、选材时要最好的钢管；
        二、采用最好的弯制、焊接技术；
        三、采用壁厚达6毫米的管子；
        四、制作后期的高温退火；
        五、采取低压运行，压力不超过0.3兆帕 ；
        六、采取表面涂层防磨；
        七、采用多层保温或直接硬化保温等等方法，但是其效果依然如故，最好的是投入运行后半年里就开始漏水，之后只要有停炉机会就补焊烟道，工人们在60~70度的高温空间里焊接，条件相当艰苦，一停就是3个小时以上，成了影响转炉生产节奏的长期性疾痼。

气化烟道冷却管横裂纹的原因：
        气化烟道是由内外箍固定成圆形的密封的烟道，烟气从内上升，由每个管道吸收热量，那么管内侧壁的温度与烟气的温度相似，管外壁呢，它的温度是由冷却水传导过去的热量产生的，这样冷却排管的内外外侧温差很大，当冶炼时，烟气把气化烟道管内侧温度升到700度左右，而管外侧却只有150度左右，内壁的膨胀量远大于外壁的膨胀量，如果是一根兹有状态的管道，那么它必然会向外弯曲，就象温度计的原理一样,但是，由于它被烟道的固定圈定位了，无法向外弯曲，因此冷却管外侧被内侧的膨胀力拉长了。虽然是同步增长了，但实际上，内壁是膨胀长了，外壁是被拉长了，内壁在温度降低时，气化烟道会自然的收缩回原样，而外壁则不能恢复，这样，内壁又被外壁不可恢复的长度而拉长。一般一炉钢冶炼周期22分钟，温度变化频繁，内壁反复的被拉长，弹性变形变成了塑性变形，每次拉长变形都会在管子横截面的一个位置产生，因为它已经被拉过了，是环圆总面积最薄弱处，在几个月的冶炼中，这个薄弱处气化烟道就会出现拉断的横裂纹。说到底横裂纹是由于冷却管内外壁温差造成的。所采取的方式是，连接板在管子最外的弧面上连续焊接，使热量通过管子间隙把热量辐射传递到连接板上，再通过联接板把热量传给管子外侧，因为联接板离冷却水较远，同样的热量会使它的温度上升的较高，它的中间温度会超过管子内侧温度，在热传递的过程中衰减，达到了与管子内侧温度基本相同，膨胀量基本相同目的，管子内外壁温差减小了，产生横裂纹的条件减小了，气化烟道的使用寿命大大的延长。

气化烟道冷却管横裂纹的解决办法
        一、选材以能够承受1.6兆帕压力的管壁即可，选壁厚3.5到4毫米为宜，因为烟道的损坏报废不是被烟气或钢渣等磨漏的，而是管壁的横裂纹。管道越厚，热传导速率越慢，管壁的内外温差就越大，在频繁的高低温变化中加剧了管壁的内应力产生。
        二、把管间的联接板搭在最外层圆的切线上焊接，首先要分析气化烟道横裂纹产生的原因。
        三、气化烟道外部保温要尽量的做厚，外层硬化，以保持冷却管减少热量的散发，这样会使管子的温度变化小些。  
        四、炉上安装好以后，先不上水，延长烘炉时间，一般采取氧气吹铁水的方法，把这个时间延长，保持烟气在700度左右，是一个简单易行的退火方式。只要掌握好供氧量，不会烧熔管道的。