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浇注料厂家宝钢炼钢厂LF炉水冷炉盖修复技术攻关
浏览: 发布日期:2021-03-27

水冷炉盖是 LF 精炼炉必不可少的关键设备之一,它直接覆盖于钢包罐上方,通过添加辅料,利用电极加热进行钢包保温及高品位钢材精炼,同时水冷炉盖可以收集 LF 炉冶炼过程中产生的大量高温烟尘,达到节能环保的目的。

宝钢一炼钢 LF 炉水冷炉盖自投入生产以来,一直处于高温高压的恶劣环境中,在高温烟气的冲刷腐蚀下,浇注料钢水和电炉生产过程中释放的热辐射等影响下,炉盖本体多处水管频繁出现渗漏水事故,炉盖管道渗漏水需频繁停炉对炉盖进行补漏,严重影响 LF 炉的正常生产计划,已经成为炼钢生产的“瓶颈”,因此需对水冷炉盖进行修复技术攻关。根据前期的现场调研,目前炉盖的使用寿命在5500炉左右,影响炉盖使用寿命主要由以下 3 个主要因素:炉盖水冷板漏水问题、水冷中心环漏水问题以及U型管的焊接质量造成漏水问题。为此我们专门成立了攻关小组对上述 3 个问题进行技术攻关。

1 技术攻关一:炉盖水冷板寿命延长技术攻关

在电炉冶炼过程中电极通过水冷板的电极孔插入钢包中,水冷板为水冷钢制结构,中心有3 个电极孔,电极孔耐材圈安装在水冷板电极孔内侧,用于电极和水冷板之间的绝缘和隔热。电炉生产过程中耐材圈剥落导致水冷板经常被电极拉弧,导致水冷板漏水,带耐材圈的水冷板使用寿命为 1500 炉左右,是影响炉盖使用寿命的主要因素。我们决定将水冷板改为使用模具整体浇筑(见图1),避免了耐材圈剥落导致水冷板拉弧受损漏水的情况发生,同时浇注料的材料采用高纯铝镁浇注料,添加膨胀剂和钢纤维,提高耐材的使用寿命。通过实验,该整体浇筑电极孔使用寿命平均在 2500-3000 炉,浇注料厂家而且在使用过程中无明显的大面积剥落掉块和蚀损,证明该浇注料具有优良的耐剥落性和耐侵蚀渗透性,其使用寿命的提高为水冷炉盖的正常使用提供了保证。

图1

2 技术攻关二:水冷中心环技术攻关

电炉生产过程中现场高温高腐蚀和强烈的烟气冲刷的作用下,炉盖水冷中心环经常出现漏水情况,为解决钢管漏水问题需对内侧3圈20G的锅炉管重新设计制作更换。为保证钢管的使用性能,我们采用抗腐蚀性更强、抗耐氧化性能更好的 316L不锈钢管代替 20G 锅炉管。更换时保护性切除大炉盖上的最内侧三圈管子,切割时不得伤及相邻管道,也不能使氧化铁渣掉入管内。同时切割完后相邻的管子表面,必须用角向砂轮机磨除留在设备上的残渣,并清除残余鳍片。新管更换需上卷管机卷制,新管圈弯制完成后,水平平台上管子拼装焊接,管与管接头焊接处打坡口方便焊接。管接头处使用不锈钢180o封头焊接保证其密封性及管内冷却水流通性。3 圈不锈钢管由外向里逐圈安装,焊接,并填充鳍片,最后试压完成后安装至水冷中心环本体上。

3 技术攻关三:U 形管焊接技术攻关

水冷炉盖整体形式为全水冷管式,整个炉盖都是用无缝钢管、弯头和U形弯接头组成。炉盖有大量的U形管接头(见图2),这些接头密封的可靠性是整个水冷炉盖安全可靠运行的关键。U形管管端焊接难度高,管径大且管与管之间间隙为 5 ㎜,管与管间隙小,原来采用开天窗的方式焊接。这种焊接方法产生了二条横缝与对接环焊缝形成了 T 形接头。T 形接头焊缝向母材金属过渡较急剧,造成应力分布极不均匀,在过渡处易产生很大的应力集中。这种接头由于在焊缝向母材金属过渡处多有明显,所以其应力集中程度要比对接接头得高,疲劳强度远低于对接接头。现在焊接管与管间隙处时,采用管与管间隙处坡口角度变小,氩弧焊焊枪嘴换小号,焊接电流略大点,打底时采用对面加丝,填充层和盖面层采用小直径焊条,这样处理就可以解决了开天窗的问题,提高了焊接质量,也提高了工作效率。

图2

经过 1 年左右的实际生产实践,对水冷炉盖的技术改造取得了良好的效果,炉盖的使用寿命由原先的 5000 炉达到 6500炉左右,大大的提高了水冷炉盖的使用寿命,降低了在线故障率,为宝钢 LF 炉的正常生产打下了坚实的基础。


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