高炉布料溜槽故障分析及长寿化应用实践

高炉布料溜槽故障分析及长寿化应用实践

张荣军;于成忠

【摘要】The causes leading to the failure of the furnace-top-burden-distribution chutes for BFs with the capacity of over 3200 m3in Ansteel were analyzed. Then lots of optimized improvements for existing BFs in Ansteel were carried out.The production practice showed that the improved distribution chutes can meet the requirements needed by blast-furnace process at high temperature and high intensity of BFs with the capacity of over 3200 m3and also the expected service life of the improved chute was achieved, indicating that it is the improved distribution chute with the characteristics of long service and high temperature resistance. So the economic benefits were achieved.%对鞍钢3200 m3以上高炉炉顶布料溜槽故障原因进行了分析,对鞍钢现有高炉布料溜槽进行一系列的优化改进.生产实践表明,改进的布料溜槽完全满足3200 m3高炉高温高强度的冶炼需求,达到预期使用寿命,取得了良好的经济效益,是一种耐高温长寿型高炉布料溜槽.

【期刊名称】《鞍钢技术》

【年(卷),期】2018(000)001

【总页数】4页(P49-52)

【关键词】高炉;布料溜槽;长寿

【作者】张荣军;于成忠

【作者单位】鞍钢股份有限公司炼铁总厂,辽宁鞍山114021;鞍钢股份有限公司炼铁总厂,辽宁鞍山114021

【正文语种】中文

【中图分类】TF321

高炉炉顶布料溜槽是高炉装料的关键设备，一旦发生故障，就会直接造成高炉休风的恶性事故。高炉布料溜槽耐高温长寿型技术一直是国内外研究高炉炉顶设备长寿化的重要课题。随着大高炉冶炼强度提高，高炉布料时烧结矿单位时间内第一落料点处料流冲击量增大，且高炉炉喉中心温度经常达到700℃以上，而现有高炉布

料溜槽技术不能完全解决这一问题。

鞍钢股份有限公司炼铁总厂3200 m3高炉炉顶布料溜槽曾多次发生烧损断裂故障，特别是在2005年12月4日和12月28日新2#高炉、3#高炉分别投产运行后，仅新2#高炉从开炉到2009年上半年炉顶布料溜槽就连续发生5起事故，布料溜

槽平均寿命只有6个月左右，严重制约了高炉正常生产。研究3200 m3级以上高炉在高冶炼强度下，如何能满足生产的需要，并有效提高布料溜槽使用寿命，使其适应大高炉高强度、高温冶炼和设备周期管理的要求，成为炼铁工作者迫切需要解决的重大课题。

1 布料溜槽使用现状和存在的问题

1.1 布料溜槽使用现状

布料溜槽正常生产状态是在粗煤气（含尘蒸汽、煤气）环境下运行，炉顶温度为150～230℃，炉喉中心温度约在700℃以上。高炉各批次炉料从料流调节阀衬板处冲落到布料溜槽上，下料落差约2.9 m，每座高炉每天上料312批，其中矿石

批重82 t，焦炭批重15.97 t，合计每天上矿石12 792 t，焦炭2 491.32 t。布

料溜槽在高炉内不断螺旋式旋转并改变倾角，炉料沿布料溜槽滑向炉内。

目前鞍钢炼铁高炉使用的布料溜槽按结构来讲属于分体式，即槽身和鹅头体单独成体，再用紧固件把合，鹅头体可重复利用，两边对称度较好；槽身按衬板制作工艺分为：堆焊合金衬板和镶嵌硬质合金块衬板2种布料溜槽。鞍钢使用的布料溜槽

槽身主要采用堆焊合金衬板形式，少数采用镶嵌合金形式。从鞍钢实际使用状况看，堆焊合金衬板的布料溜槽其耐磨耐冲刷性较好，而镶嵌硬质合金块衬板的布料溜槽却由于其硬质合金块利用率和基体钢板本身耐冲刷性之间的矛盾，其应用受到限制，使用效果不太理想。

堆焊合金衬板的布料溜槽其形式如图1所示。布料溜槽的鹅头体和槽身、保护板

之间通过螺栓连接（局部焊接）而组成。鹅头体、槽身、保护罩等材质都是

1Cr18Ni9Ti；衬板为堆焊合金；槽体与保护罩间填充隔热棉材料；紧固螺栓是耐

热不锈钢，布料溜槽总体长度为4 m。

图1 堆焊合金衬板的布料溜槽结构图

1.2 布料溜槽存在的问题

以鞍钢炼铁总厂新2#高炉为例，新2#高炉2005年12月4日投产，高炉布料溜槽设计使用寿命15个月，实际寿命平均只有6个月左右，主要破损形式如下：（1）下料点处磨穿。2006年9月份年修时发现布料溜槽在下料点处磨穿，形成

Φ150 mm左右的窟窿，因更换及时未造成后果。

（2）衬板与颚部脱离。2007年5月1日7:30新2#高炉非计划休风，11:00发

现布料溜槽的溜槽衬板部分与颚部脱离，立刻组织设备更换，因备品尺寸误差耽误，修风时间延长，到5月2日9:30安装完毕，高炉12:00送风，事故造成高炉推迟送风14.5 h。2007年5月1日布料溜槽损坏状况见图2所示。

（3）下部脱落。2007年10月7日4:09新2#高炉生产不顺；至10月8日凌晨，发现炉内布料溜槽异常；9:32非计划休风处理煤气；13:10开炉顶北大门检查,发

现布料溜槽本体断裂,下部掉入炉内；18:00布料溜槽更换完毕；18:12高炉送风，事故时间为26.06 h。

图2 布料溜槽损坏状况

（4）溜槽断裂。 2008年8月1日3：00，新2#高炉岗位人员发现炉顶水冷齿轮箱旋转电流突然减小，十字测温中心点温度降低，拱顶温度升高，初步判断为炉顶布料溜槽问题；7：20高炉开始减风；8：45检查发现布料溜槽已断，高炉休风更换布料溜槽；17：20送风恢复生产。鞍钢新2#高炉布料溜槽使用寿命和破损原因见表1。

表1 鞍钢新2#高炉布料溜槽使用寿命和破损原因上线时间下线时间使用时间更换（损坏）原因备注2005-12-04 2006-09-20 9个月16天落料点磨漏堆焊耐磨合金衬板2006-09-20 2007-05-01 7个月10天鹅头与本体折断堆焊耐磨合金衬板2007-05-01 2007-10-08 5个月7天鹅头与本体折断堆焊耐磨合金衬板2007-10-08 2008-02-20 4个月12天耐磨衬板脱落镶嵌硬质合金衬板2008-02-20 2008-08-01 7个月10天鹅头与本体折断堆焊耐磨合金衬板

2 布料溜槽损坏主要原因分析

通过对鞍钢3200 m3高炉多次发生事故的布料溜槽检查发现，布料溜槽损坏的主要原因是：

（1）鹅头体与槽体连接螺栓连接强度不足，在长期冲击负荷和热应力作用下螺栓孔拉长断裂，连接失效，是衬板与颚部脱离的主要原因。

（2）外侧护板不能承受炉喉中心高温、煤气流周期冲刷而发生烧损脱落，造成溜槽整体抗弯强度下降，槽体钢板变形而失效，是溜槽下部脱落和断裂的主要原因。（3）布料溜槽内耐磨衬板不能承受大料流冲击磨损，是下料点磨损的主要原因。鞍钢以往2580 m3高炉布料溜槽损坏原因主要集中在布料溜槽内耐磨衬板不能承受大料流冲击和滑移磨损，导致使用寿命降低。3200 m3高炉和2580 m3高炉