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竖炉导风墙水梁破损原因及对策
作者：杜小军
来源：《山东工业技术》2017年第17期
摘 要：本文详细介绍了宣钢竖炉导风墙水梁内穿管技术的开发与应用。 关键词：竖炉；导风墙水梁；开发与应用 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.024 1 前言
竖炉导风墙水梁破损是长期困绕竖炉产能发挥的技术课题，从发现竖炉大水梁漏水到排料补焊大水梁后仅4天再次停机排料进行补焊；竖炉出现熟球中夹杂大量红球，干燥床西北两角干燥效果差，维持生产至炉内排料进行补焊处理，15天大水梁再次漏水排料补焊。由于导风墙水梁破损频繁，焊口易开焊且处理时间长、球团矿产量损失大等特点，近年以来竖炉在治理导风墙水梁破损延长导风墙水梁使用寿命上进行了一系列技术探索，收到了显著成效。 2 竖炉导风墙水梁破损机理
归纳导风墙水梁破损的形成可概括为以下几方面原因：
（1）高流速冷风气流夹杂粉尘冲刷。导风墙水梁所处炉内工作环境较为恶劣，既要承重导风墙又要承受高速高温冷却风夹杂粉尘的冲刷。由于70%以上的冷却风要通过导风墙内孔参与干燥床生球的干燥过程，冷却风在水梁部位改变流动方向对水梁产生冲刷，是导风墙水梁破损的主要原因。占到宣钢竖炉水梁破损的50%。
（2）导风墙水梁材质。宣钢竖炉采用双排5×2根水梁结构，材质为Φ168壁18mmM16无缝钢管，由于材质差，管件壁厚不均产生热应力使水梁产生裂纹。其次由于高温高速所流夹杂粉尘对管壁的冲刷使管壁磨损薄厚不均产生热应力造成水梁裂纹，占到宣钢竖炉水梁破损的50%。
3 宣钢竖炉导风墙水梁破损的特点
（1）宣钢竖炉导风墙水梁破损周期短。最短的仅生产使用4天即在原焊口侧再次破损。 （2）处理时间长。每次处理导风墙水梁须排空炉内炉料，并补入熟球至导风墙水梁下部，经齿辊平台炉门进入炉内进行水梁补焊，凉炉时间长，工人工作环境恶劣，操作十分复杂。
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（3）产质量损失较大。从发现导风墙水梁漏水征兆，到炉内排料后进行补焊，补熟球循环炉内升温到投入生球正常生产至少需要三天时间，产量损失较大。 4 竖炉导风墙水梁破损的操作对策及技术措施
球团矿供应紧张压力骤然增大后，为了解决竖炉导风墙水梁破损这一关键技术课题，竖炉进行了一系列探索，主要有以下几个方面：
（1）强化竖炉操作及工艺管理：针对导风墙水梁破损机理，重点强化竖炉日常工艺技术操作管理。一是严禁湿球入炉，合理控制竖炉产量，保一尺以上干球入炉；二是以抑制生球干燥床爆裂为核心严格干燥床温度控制，550±50℃，三是生球质量达标10～16mm合格粒级≥90%，生球落下强度≥5次/个球，以上措施有效降低炉内粉末，减少粉末对水梁的冲刷，延长水梁使用寿命。
（2）消除水梁因受热忽高忽低产生的热应力。主要措施有：一是计划检修炉内排料至火道口，改变以往排料至导风墙水梁下沿，投产后水梁受热温度急剧升高产生的热应力并相应减少导风墙热应力冲击。
（3）实施导风墙水梁内穿管技术改造是竖炉在处理导风墙水梁破损治理炉内漏水方面进行一项有效的探索。在竖炉实施该项技术至今收到了显著效果，其有以下优点：
1）处理水梁破损时间大大缩短，由以往补焊水梁所用36小时缩短到7小时，只需炉内排料至水梁下沿后，水梁汽包把水排空在炉外即可进行处理，无需人进行炉内补焊，时间大大缩短。
2）水梁内穿管技术措施彻底解决了长期困扰竖炉生产的技术难题，处理后不反复，实施穿管技术一直使用到竖炉年修，其它竖炉一直使用至今，摆脱了水梁补焊后重复开焊对竖炉生产的困扰。
3）操作简便，因为不需人进入炉内，工作环境大大改善。
（4）导风墙水梁内穿管具体操作措施：导风墙水梁采用Φ168mm，壁厚18mm，M16无缝钢管，内穿Φ121㎜M16无缝钢管，两管间隙5.5mm打入肥水灌注料，中间管道内通软水与外部相接。既保证水梁足够的冷却效果，又可起到加固水梁双重作用。在具体实施过程中我们根据炉内排料后水梁下凹的目视情况，决定内部所穿管的直径，下凹超过5mm采用管径Φ78mm无缝钢管以保证穿管过程顺利。
5 导风墙水梁内穿管技术使用效果分析（见下表）
通过破损水梁的上述两种方法比较，水梁内穿管技术操作方法，处理效果十分突出，目前已在竖炉推广应用。
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6 结语
竖炉通过导风墙水梁内穿管技术的开发与应用，竖炉停机时间大大缩短，极大地缓解了高炉因球团矿供应能力不足，外购球团矿成本升高压力，以及外购球质量劣差等制约高炉技术经济指标改善的关键环节。也摆脱了长期困绕竖炉球团矿指标改善的关键技术问题，增产效益显著，减少了水梁漏水对导风墙砖以及炉内砌体的侵蚀延长了导风墙使用寿命。