熱風爐管道三岔口區(qū)域破損分析
熱風爐是煉鐵中一種重要的熱轉換設備。隨著煉鐵技術的不斷提高,熱風爐的風溫在實際生產中也有所提高。許多熱風爐的熱風管都存在管殼溫度過高、發(fā)紅、變形、脫磚甚至開裂、漏氣等問題。
熱風管道損壞主要集中在熱風出口、管道岔口和管道波紋補償器區(qū)域。這些區(qū)域受力相對復雜,管道發(fā)紅易損,是管道的薄弱環(huán)節(jié)。這些事故的主要原因是熱風管道的特殊工況、設計不合理、耐久性和施工不到位。
熱風管道是一組高溫高壓管道,風溫1100~1350℃,風壓0.3~0.6mpa(表壓)。工作層耐火磚平均溫度可達1000~1300℃,管殼正常溫度在80~150℃之間。根據(jù)材料的線膨脹系數(shù)和使用溫度,每米工作層耐火磚的膨脹量約為6mm,每米管殼的膨脹量約為1.2mm。熱風管承受如此高的內壓,在管道封頭、不對稱開口、管道彎頭等有阻擋氣流趨勢的地方會產生盲板力。以2650m3高爐熱風管為例,熱風壓力為~0.37mpa,熱風支管直徑為1500mm,管殼內徑為2440mm;熱風總管直徑為1800mm,管殼內徑為2740mm;熱風支管盲板力可達1730kn,熱風總管盲板力可達2180kn。
目前,熱風管系統(tǒng)設計中的熱風垂直管作為固定點,在熱風管上設置了跨越所有熱風支管的全長拉桿,其余支架為滑動支架。理論上,假設每個支管的工作條件相同,這種設置是可行的。然而,在實際使用過程中,熱風爐的燃燒和交替,各支管的工作條件和應力變化不同,導致熱風管上波紋補償器的無序和混亂。熱風管垂直連接到支管上,熱風管的無序和混亂會導致個別熱風管的水平變形過大,磚襯會被擠壓損壞。

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