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一、漏水造成煙道漏水的原因最主要有沖蝕腐蝕(尤其是高溫沖蝕)、交變溫差、焊縫開(kāi)裂,導(dǎo)致煙道冷卻水外溢。1、高溫沖蝕腐蝕:熱水冷卻煙道隨著環(huán)境溫度增加,金屬表而產(chǎn)生的氧化皮膜會(huì)逐漸變厚,氧化皮膜與基材間的結(jié)合強(qiáng)度會(huì)更高,足以抵抗隨后的磨粒沖擊,當(dāng)達(dá)到臨界溫度(570攝氏度)后,這時(shí)材料進(jìn)人沖蝕氧化破壞區(qū)。金屬材料具有延展性,高溫下更是如此,而氧化物則展示脆性,溫下沖蝕腐蝕破壞中,與沖蝕有關(guān)的常數(shù)可從0.8 變化到7,這與高溫下氧化或腐蝕產(chǎn)物的皮層塑性增加有較大關(guān)系,致使管壁不斷減薄,導(dǎo)致爆管漏水。2、交變溫差:煙氣對(duì)管束產(chǎn)生橫向沖刷,一方面因溫差急劇變化導(dǎo)致管束出現(xiàn)高溫膨脹與降溫收縮,產(chǎn)生外部機(jī)械應(yīng)力,由于受余熱鍋爐與下部固定支座的制約。另一方面當(dāng)管束出現(xiàn)漏水時(shí),為迅速恢復(fù)生產(chǎn),則立即將管束內(nèi)高達(dá)近300攝氏度的熱冷卻水排出降到室溫,補(bǔ)焊后再補(bǔ)水。因此管束應(yīng)力無(wú)法消除,極易產(chǎn)生疲勞脆化,最終出現(xiàn)橫向裂紋。3、焊縫開(kāi)裂漏水形成粘結(jié)性爐膛:為確保煙氣收集質(zhì)量,減少煙氣外溢,管間采用鋼板滿焊作筋板隔離,焊接過(guò)程中由于焊條操作角度、電流選擇不當(dāng)?shù)?,?dǎo)致管壁局部變薄,同時(shí)滿焊過(guò)程中管束將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,在應(yīng)力釋放時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生變形出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致漏水。焦作專業(yè)轉(zhuǎn)爐爐體施工因此,當(dāng)煙道(此外還包括吹氧管、下料孔煙道、水冷爐口等)出現(xiàn)漏水時(shí),外溢的水在高溫下迅速形成霧氣與冷卻高溫?zé)焿m,形成粘結(jié)性與粘附性的爐渣粘附在管束上。二、非正常的冶煉工藝1、由于轉(zhuǎn)爐冶煉任務(wù)繁重,操作中為多產(chǎn)鋼而采取增大裝人量而減少爐容比,提高供氧強(qiáng)度,縮短供氧時(shí)間,導(dǎo)致?tīng)t渣外溢,處理方式上,操作人員通過(guò)吹氧管用高壓氧氣強(qiáng)制吹掃熾熱的紅渣,一方面高溫下管束表面開(kāi)始氧化,出現(xiàn)高溫沖蝕,另一方面爐渣在氣流的作用下急劇磨蝕管束工作表面,造成管壁減薄變形,出現(xiàn)縱向裂紋。2、其他:冶煉中熱平衡對(duì)煙道堵塞有較大影響,又加增大裝入量,往往出現(xiàn)冶煉時(shí)產(chǎn)生的煙氣量大于系統(tǒng)抽出量,致使煙氣外溢嚴(yán)重,部分粘附性較強(qiáng)的渣就粘附在管束上,非正常的轉(zhuǎn)爐爐形也會(huì)造成影響,控制得好對(duì)影響不明顯,一且爐形出現(xiàn)扁形或爐膛過(guò)小等將會(huì)出現(xiàn)爐渣外溢嚴(yán)重時(shí)還夾帶金屬,粘附在水冷爐口上,導(dǎo)致?tīng)t口直徑變小,在風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制抽力作用下,高溫?zé)煹缼Ы饘俚脑M(jìn)入各區(qū),堵塞煙道。
鼓入空氣或工業(yè)純氧,使氧氣與液態(tài)鐵水中的碳、硅、錳等元素氧化,以調(diào)整鋼水的化學(xué)成分,并利用氧化時(shí)產(chǎn)生的熱量來(lái)煉鋼的設(shè)備。鼓入空氣的轉(zhuǎn)爐,因煉出的鋼質(zhì)量差,已較少應(yīng)用。圖2為轉(zhuǎn)爐的外形及其配套機(jī)械。煉鋼所需的造渣劑可從爐頂料倉(cāng)卸下,經(jīng)稱量后通過(guò)密封料倉(cāng)和流槽加入轉(zhuǎn)爐內(nèi)。整個(gè)轉(zhuǎn)爐爐體由圓環(huán)形托圈支承,托圈兩端的軸由軸承支承。托圈軸與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)接后能使?fàn)t體繞軸線作360°回轉(zhuǎn),以適應(yīng)轉(zhuǎn)爐加料、出鋼、出渣等工藝要求。轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有落地式、半懸掛式或全懸掛的多點(diǎn)嚙合式等,以全懸掛的多點(diǎn)嚙合式較為普遍。為了提高轉(zhuǎn)爐爐座利用率,轉(zhuǎn)爐爐體也可做成更換式的。為了防止環(huán)境污染和節(jié)約能源,在冶煉時(shí)從轉(zhuǎn)爐爐口逸出的、含有較多煙塵和大量CO高溫爐氣,經(jīng)余熱利用煙道生產(chǎn)蒸汽,又經(jīng)過(guò)能回收CO和降低煙氣含塵量的除塵系統(tǒng),使煙氣符合排放標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)爐依氧氣噴口在爐體的位置不同可分為頂吹、底吹和側(cè)吹幾種,但側(cè)吹轉(zhuǎn)爐應(yīng)用較少。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在爐口插入水冷氧槍(噴口)供工業(yè)純氧,并以超音速氣流噴入熔池進(jìn)行攪拌和反應(yīng)。頂吹轉(zhuǎn)爐的容量已達(dá)400噸,并有更大型的轉(zhuǎn)爐正在籌建中。底吹轉(zhuǎn)爐的噴口設(shè)置在爐底,噴口數(shù)目可根據(jù)工藝要求而定。 噴口型式有透氣(或毛細(xì)管式)耐火磚和同心套管式兩種。為延長(zhǎng)同心套管式噴口壽命,套管之間的環(huán)縫可噴入碳?xì)浠衔镒鳛槔鋮s介質(zhì),噴口也可在噴入氧氣流時(shí)帶入粉狀造渣劑提前化渣去除硫、磷。底吹轉(zhuǎn)爐較適用于高磷鐵水的冶煉。在頂吹轉(zhuǎn)爐上結(jié)合底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn),將部分氧氣或惰性氣體從爐底噴入,便成為頂?shù)讖?fù)合吹煉的轉(zhuǎn)爐,效果較好。為了適應(yīng)氧化轉(zhuǎn)爐快速操作和環(huán)境保護(hù)的要求,現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐還配有相應(yīng)的裝料、出鋼、出渣、渣處理、煙氣凈化、污水處理和綜合利用等配套設(shè)備,同時(shí)也采用計(jì)算機(jī)控制,以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)圖紙尺寸將 C 型鋼(或方通)用砂輪切割機(jī)截成合適要求的長(zhǎng)度,然后焊接骨架。焊接工序使用交流弧焊機(jī)、E43 系列,為防止咬肉和焊頭等缺陷,采用小電流及較小直徑焊條(2.5-3.0mm)施焊。并使用輔助夾具和卡具,保證結(jié)構(gòu)的幾何尺寸的準(zhǔn)確。鋼骨架用水準(zhǔn)儀配合鋼絲線進(jìn)行檢測(cè)矯正。制作過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量及矯正,變形要控制在允許范圍之內(nèi)。骨架和支托盤(pán)面焊接在一起,骨架制作可將骨架拼裝焊接一部分,然后抬到支托盤(pán)上焊接牢固,也可直接在支托盤(pán)上拼裝焊接,同一坡度方向的骨架應(yīng)在一個(gè)面上。骨架制作安裝好后,應(yīng)清除骨架表面上塵土、鐵屑、油污等。根據(jù)圖紙要求,再補(bǔ)刷防銹漆,待防銹漆徹底干透后,然后再刷面漆及保護(hù)漆等。對(duì)于屋面的金屬骨架,涂裝一般采用手工刷涂和空氣噴涂法兩種。
2)轉(zhuǎn)爐煉鋼原料質(zhì)量有待提高。我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼用石灰的含硫量比較高,許多鋼廠達(dá)0.06%甚至更高,這不僅影響轉(zhuǎn)爐鋼的性能,而且冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化硫?qū)Νh(huán)境也會(huì)造成嚴(yán)重污染。3)我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制水平,特別是動(dòng)態(tài)控制水平需要進(jìn)一步提升。目前,歐洲大部分鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)都實(shí)現(xiàn)了快速出鋼,即大部分爐次終點(diǎn)不倒?fàn)t、不取樣而直接出鋼。國(guó)內(nèi)企業(yè)的控制水平與先進(jìn)指標(biāo)還有一定差距。4)我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展不平衡。無(wú)論是自動(dòng)煉鋼水平、同樣爐齡復(fù)吹條件下的碳氧積水平、煤氣蒸汽回收量、對(duì)精煉工藝掌握的深度還是供氧強(qiáng)度與冶煉周期等主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),先進(jìn)與落后的鋼廠差距較大。5)我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)鋼水氧含量普遍偏高,這大大增加了高品質(zhì)鋼冶煉的難度。高效率低成本的轉(zhuǎn)爐脫[Si]和[P]工藝還未能全面推廣。我國(guó)先進(jìn)企業(yè)全新流程在原料消耗與生產(chǎn)效率上與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)還有一定差距。今后,我國(guó)鋼鐵企業(yè)還要進(jìn)一步增強(qiáng)環(huán)保意識(shí),進(jìn)一步做好煉鋼節(jié)水、節(jié)能和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等工作。
廢鋼是鋼鐵工業(yè)的綠色原料,隨著取締“地條鋼”和國(guó)家對(duì)環(huán)保的嚴(yán)格要求,各大鋼鐵企業(yè)都在大力提高廢鋼比。目前,我國(guó)電爐鋼的比例還不到10%,轉(zhuǎn)爐流程仍是我國(guó)產(chǎn)鋼的主流程,因此有必要開(kāi)發(fā)高效、清潔的轉(zhuǎn)爐流程提高廢鋼比技術(shù)。目前,轉(zhuǎn)爐流程大生產(chǎn)中采用的提高廢鋼比的手段主要有:廢鋼預(yù)熱(鐵水包預(yù)熱、轉(zhuǎn)爐爐前及爐后預(yù)熱等)、轉(zhuǎn)爐加入補(bǔ)熱劑(焦炭、焦丁、FeSi、SiC等)。但上述兩類提高廢鋼比的技術(shù)均有一定的不足:前者需要專門(mén)的加熱設(shè)備,后者往往以犧牲鋼水質(zhì)量為代價(jià)。此外,國(guó)外還開(kāi)發(fā)了KMS工藝,但因存在噴粉元件壽命短等不足,并沒(méi)有在大生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。因此,如何在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比,已成為亟須解決的關(guān)鍵共性難題。此外,單轉(zhuǎn)爐超40%的大廢鋼比技術(shù)也一直是冶金工作者關(guān)注的熱點(diǎn)課題。 轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍是一種在不污染鋼液的前提下提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比的技術(shù)。二次燃燒氧槍是在傳統(tǒng)煉鋼氧槍的基礎(chǔ)上,通過(guò)設(shè)計(jì)合理的副孔,使主孔射出氧氣射流進(jìn)行脫碳反應(yīng),利用副孔射出的氧氣射流與爐內(nèi)一氧化碳燃燒產(chǎn)生大量的熱量,使轉(zhuǎn)爐自身熱量得到較充分利用,進(jìn)而提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比。盡管國(guó)內(nèi)外已對(duì)轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行了大量研究,且有的已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平,但目前國(guó)外關(guān)于該技術(shù)在大工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)模化應(yīng)用的報(bào)道很少,而國(guó)內(nèi)目前還未見(jiàn)該技術(shù)的大生產(chǎn)規(guī)?;瘧?yīng)用。因此,有必要對(duì)二次燃燒氧槍技術(shù)進(jìn)行深入研究并使其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。本文首先進(jìn)行了提高廢鋼比的轉(zhuǎn)爐二次燃燒氧槍技術(shù)大生產(chǎn)規(guī)?;瘧?yīng)用研究;在此基礎(chǔ)上,基于二次燃燒氧槍技術(shù),研究者提出了一種廢鋼比超過(guò)40%的單轉(zhuǎn)爐大廢鋼比技術(shù),并通過(guò)大生產(chǎn)試驗(yàn),驗(yàn)證了其大生產(chǎn)應(yīng)用的可行性,為其大生產(chǎn)規(guī)?;瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化,工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)工藝。典型的氧氣轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化系統(tǒng)由過(guò)程控制計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)和各種自動(dòng)檢測(cè)儀表、電子稱量裝置等部分組成。按設(shè)備配置和工藝流程分為供氧系統(tǒng),主、副原料系統(tǒng),副槍系統(tǒng),煤氣回收系統(tǒng),成分分析系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。有些大型的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化系統(tǒng)除了有轉(zhuǎn)爐本身的控制系統(tǒng)外,還包括有鐵水預(yù)處理系統(tǒng)、鋼水脫氣處理系統(tǒng)和鑄錠控制系統(tǒng)等。氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉周期短、產(chǎn)量高、反應(yīng)復(fù)雜,但用人工控制鋼水終點(diǎn)溫度和含碳量的命中率不高,精度也較差。為了充分發(fā)揮氧氣轉(zhuǎn)爐快速冶煉的優(yōu)越性,提高產(chǎn)量和質(zhì)量,降低能耗和原料消耗,需要完善的自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)它進(jìn)行控制。供氧系統(tǒng)編輯在轉(zhuǎn)爐吹煉中,供氧系統(tǒng)主要用于控制吹氧量和氧槍位置(即氧槍與鋼水液面的距離),完成以下功能: ①測(cè)量氧氣壓力、流量、氧耗量、氧純度等參數(shù),并對(duì)氧流量進(jìn)行閉環(huán)控制。②測(cè)量氧槍冷卻水溫度、壓力和流量。③采用電子邏輯或微型機(jī)控制裝置在吹煉不同階段改變氧槍位置,其定位精度為±10毫米。主、副原料系統(tǒng)編輯轉(zhuǎn)爐主原料(鐵水和廢鋼)和副原料(石灰、白云石、礦石、螢石、鐵皮等)的稱重誤差和成分誤差,直接影響煉鋼終點(diǎn)命中率和鋼的質(zhì)量。這個(gè)統(tǒng)用以保證主、副原料的準(zhǔn)確稱量。它包括 3個(gè)部分。①電子秤:用以對(duì)鐵水、廢鋼、鐵合金和鋼水進(jìn)行稱重,并能自動(dòng)去皮;②副原料稱重和上料控制:當(dāng)高位料倉(cāng)中的副原料用光時(shí),可自動(dòng)地將地下料倉(cāng)的副原料送入高位料倉(cāng),它采用料位檢測(cè)器檢出料倉(cāng)料位信號(hào),用皮帶秤稱重,用電子邏輯或微型機(jī)控制上料;③副原料自動(dòng)配料控制:根據(jù)人工設(shè)定和計(jì)算機(jī)設(shè)定的副原料的配比,入爐副原料由料斗秤稱量后自動(dòng)按量裝入。副槍系統(tǒng)編輯吹煉過(guò)程中用于測(cè)量鋼水溫度和含碳量的檢測(cè)裝置,主要包括兩個(gè)部分。①測(cè)溫定碳裝置:它由測(cè)溫定碳和測(cè)液面復(fù)合探頭、溫度和碳變送器、微型機(jī)和陰極射線管顯示器等組成。測(cè)試時(shí),副槍將探頭插入鋼水內(nèi)測(cè)溫、取樣,測(cè)出的溫度和含碳量信號(hào)經(jīng)微型機(jī)處理后,在顯示器上顯示并傳送到過(guò)程計(jì)算機(jī)。②副槍順序控制裝置:它由探頭、電子邏輯線路或微型機(jī)構(gòu)成。副槍系統(tǒng)自動(dòng)給出所需的探頭,自動(dòng)裝探頭,檢查探頭是否接通,然后自動(dòng)快速下槍,移動(dòng)到變速點(diǎn)時(shí)則由快速改成慢速,當(dāng)移動(dòng)到測(cè)試點(diǎn)時(shí)便準(zhǔn)確停車,定位精度為±10毫米。待取樣完成后,快速提升,到變速點(diǎn)時(shí)改為慢速提升,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)則自動(dòng)停車。待定碳信號(hào)出現(xiàn)后,則自動(dòng)拔掉舊探頭。煤氣回收系統(tǒng)編輯用以保證煤氣回收正常運(yùn)行,它由各種變送器、分析儀和微型機(jī)組成。首先進(jìn)行爐口微壓差(±50帕)測(cè)量和自動(dòng)控制,爐中微壓差經(jīng)變送器變成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)后,由調(diào)節(jié)器控制煤氣管道的閘板閥,使?fàn)t口保持正壓,防止吸入空氣。其次進(jìn)行煤氣中CO、O2含量的分析和CO回收的自動(dòng)控制,采用紅外線CO分析儀、磁氧分析儀(精度為±1%)或質(zhì)譜儀分析CO、O2含量,用可編程序控制器來(lái)控制煤氣回收的操作。最后進(jìn)行煤氣流量測(cè)量。所用方法是先在廢氣管道中取出差壓信號(hào),然后再用差壓變送器將此信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行測(cè)量。成分分析系統(tǒng)編輯用直讀光譜儀或 X熒光分析儀來(lái)分析鐵水和鋼水的成分。 X熒光還能分析礦石、爐渣的成分。專用計(jì)算機(jī)對(duì)分析值進(jìn)行處理后將結(jié)果打印出來(lái),并將它們傳送到過(guò)程控制計(jì)算機(jī),為控制作準(zhǔn)備。鋼水中的溶氧量則用氧化鋯定氧探頭測(cè)出。