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这三张图是我国另一座高压超高风温顶燃式热风炉预燃室炉壳焊缝双方母材脆裂、开裂隐场情况

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三是大型高炉高压超高风温顶燃式热风炉燃烧室炉壳钢板厚度该当正在40mm~56mm,压力5.5kg/cm 2 以上,超高风温正在1280℃~1310℃,如许的工况前提计较的炉壳需要加厚,如继续采用钢板截面氢含量偏高的Q345C,就容易呈现焊缝热影响区龟裂。正在炉壳校对焊接过程中,焊接材猜中的水分、焊件坡口的铁锈、油污及湿度等,城市给焊缝带来较大的拘束应力,会形成焊缝裂纹,正在周期性压力、大量NO x 分析感化下,加强了焊缝及焊缝热影响区的侵蚀感化,加速了炉壳焊缝及焊缝热影响区的开裂速度。因而,超大型高炉热风炉的焊缝及焊缝热影响区会呈现严沉的开裂现象。高炉热风炉正在接近海边,其空气中的钠离子对Q345C曾经龟裂和焊缝开裂也具有侵蚀还有氧化损坏影响。

其一,(Q345C+904L)复合钢板具有抗硝酸抗硫酸侵蚀的凸起特征;其二,申明下部燃烧室椎体壳内置不锈钢复合材料钢板概况构成的硝酸液及硫酸侵蚀介质转移至上部致预燃室外部炉壳开裂痕隙侵蚀开裂。同样几何尺寸和热风炉各类参数不异,但燃烧室炉壳和预燃室炉壳全数采用纯Q345C钢板、炉壳内没有设置防腐不锈钢904L内衬的高压超高风温热风炉正在另一个企业利用,锥形燃烧室炉壳仿照照旧呈现了很严沉的焊缝开裂侵蚀、严沉的母材裂痕侵蚀,证明高压超高风温热风炉气体中有较大量强侵蚀元素侵蚀炉壳龟裂痕隙和焊缝开裂痕隙,且是发生侵蚀的次要要素的现实。某钢铁公司高压超高风温顶燃式热风炉原炉壳材质采用Q345C,炉壳焊缝开裂屡次,开裂了就补焊,补焊了又开裂,正在补焊过程中,还能听到焊缝裂缝处漏风的嗤嗤声。采用砂轮将炉壳的焊缝及母材局部切割出来,能够清晰地看到壳体内侧网状裂纹,其裂纹分布正在焊缝两侧母材约100mm处(冷脆龟裂裂痕侵蚀)。为了消弭平安现患,该公司于2021年6月份将焊缝已严沉损坏的纯Q345C材质的原热风炉炉壳进行切割改换为Q345C+904L复合钢板,实施不断产两烧一送一大修,单座热风炉大修3个月,4座热风炉大修期打算一年,其总工程大修费用和大修期间影响企业产能总效益丧失也是一组天文数字。

图2 捷克一钢厂2000m 3 高炉顶燃式热风炉于2021年12月初发生的惊天炉体大爆炸平安变乱,炉壳炸开一个面积约100m2 ~150m2 的大洞,热风炉蓄热室数百吨1000多℃高温大墙砖和格子砖被炸出体外。

四、Q345C+904L复合钢板内衬具有抗酸抗侵蚀凸起感化,可是其外部炉壳Q345C板材经加工尚存拘束应力、龟裂、焊缝裂纹、气孔、热脆等分析应力内伤,其承压承沉和抗外部氧化能力不脚。Q345R+904L复合钢板内衬不锈钢炉壳是更平安更靠得住的选项。

现实胜于雄辩,十年前建成投产的山西建邦集团通才公司1860m 3 高炉配套豫兴悬链线顶燃式热风炉的炉壳材料摒弃保守的存正在诸多缺陷易开裂侵蚀的Q345C,而是改器具有优良焊接机能和抗压力抗侵蚀的Q345R压力容器钢板,从而平安长命使用至今,不只炉壳无缺无损,也没有呈现炉壳焊缝侵蚀开裂和焊补现象发生,更没有发觉热风出口炉壳部位高温发红现象。其充实证明:豫兴高风温热风炉不只可使氮氧化物实现超低排放,并且立异采用的Q345R炉壳材质选择也是准确的。它同时也为近七百座国表里豫兴高风温顶燃式热风炉炉壳的不变长命平安设想供给了科学和实践根据。

这一结论是豫兴人科学计较的成果:根据压力和燃烧室炉壳曲径计较送风盲板力,以顶燃式热风炉燃烧室炉壳曲径13.5m,送风压力4.5kg/cm 2 、5.5kg/cm 2 、5.8kg/cm 2 进行计较,由热风炉的4.5kg/cm 2 通俗压力计较发生的6441吨盲板力,提高到7873吨、8302吨,盲板力别离比保守顶燃式热风炉增大了1432吨和1861吨。而盲板力如斯之大,选用Q345C炉壳的厚度必将增厚,由本来常规壳厚40mm添加至48mm~56mm。炉壳加厚导致加工安拆拘束应力加大、Q345C钢板的热脆、气孔、焊接瑕疵加剧。当实现1280℃~1310℃超高风温时拱顶温度高达1400℃~1420℃(燃烧时拱顶温度大于1420℃时NO x 大于300mg/m 3 ,送风时NO x 霎时接近2000mg/m 3 ),超高温发生的NO x 中的NO 2 和低温炉壳取炉内高温温差构成的冷凝水珠反映生成HNO 3 侵蚀 Q345C母材龟裂痕隙和焊缝裂缝,正在数千吨盲板力、Q345C材质焊接瑕疵、其他侵蚀介质等分析要素感化下,加剧炉壳开裂痕隙侵蚀,这是严沉的平安现患(图2的开裂漏风点状焊缝,如热风炉临近大海旁边,空气中的钠离子和内部炉壳硝酸对表里壳体裂纹持久慢慢渗入侵蚀,终会使点状漏风点串为焊缝通裂裂痕,大幅度降低炉壳焊缝强度),对工做正在一线出产工人人身平安发生严沉。上述理论取实践研发,不只该当惹起炼铁工做者的高度注沉,并且跟着高压超高风温的实现,热风炉炉壳材质的尺度应从通俗机械钢Q345C提高至压力容 器 钢Q345R或者耐酸侵蚀 压力容器钢Q345R(HIC),提上议事日程。

这三张图是我国另一座高压超高风温顶燃式热风炉预燃室炉壳焊缝两边母材脆裂、开裂现场情况。发生这种缺陷的该热风炉炉壳材质就是保守的具有爆炸现患的Q345C。

三、高压超高风温大型顶燃式热风炉炉壳钢板该当选择出厂进行抗氢致开裂查验和硫化物侵蚀查验的Q345R(HIC)钢板或者Q345R(R+HIC)钢板做为炉壳材料,能够抗硝酸抗硫酸侵蚀,并避免炉壳母材开裂侵蚀和焊缝开裂侵蚀损坏,消弭严沉平安现患;

四是Q345R钢板是汽锅和压力容器公用钢板。Q345R(HIC)是要求做氢致开裂查验、Q345R(R+HIC)要求做氢致开裂查验和硫化物(SSCC)应力侵蚀查验。我国于2008年9月1日实施的GB713-2008《汽锅和压力容器用钢板》和GB713-2014《汽锅和压力容器用钢板》规范中明白Q345R钢板是汽锅和压力容器公用钢板,因而Q345R钢板该当是最好的选择。出格是高压力超高风温大型高炉热风炉炉壳钢板厚度大、热风温度高、送风压力大,对焊接强度要求高,该当选择抗氢致开裂查验和硫化物侵蚀查验的Q345R(HIC)钢板或者Q345R(R+HIC)钢板做为炉壳材料。若是热风炉利用煤气含硫量偏高,能够考虑采用Q345R(R+HIC)做为热风炉炉壳材质利用。

目前我国一些企业的顶燃式热风炉曾经采纳了雷同豫兴公司的平安办法。如某钢铁企业一座大型高炉高压超高风温顶燃式热风炉正在设想初期(刚好是另一企业高炉高压超高风温热风炉炉壳屡次开裂侵蚀严沉期),热风炉设想时间接将锥形拱顶部位炉壳采用低合金高强度布局钢Q345C钢板取奥氏体不锈钢904L复合材料钢板(Q345C+904L)。该套热风炉建成投产高压力超高风温运转数年后,整个锥形拱顶燃烧室炉壳除了一处不脚一米的炉壳焊缝开裂侵蚀外,其他焊缝连结无缺,没有开裂侵蚀踪迹,而燃烧室的上部预燃室部位炉壳则采用纯Q345C钢板,呈现了焊缝及母材开裂侵蚀,其开裂侵蚀犯警则形态较严沉,分布正在反正焊缝摆布或上下两侧母材约200mm(图3是典型的侵蚀状冷脆龟裂裂痕)。由此能够判断支持预燃室的托板焊缝裂纹、热脆状也正在所不免,其支持板的支持强度曾经大大削弱,该当予以关心。通过对这套热风炉燃烧室炉壳几乎没有显示开裂侵蚀和燃烧室上部预燃室炉壳严沉开裂侵蚀的反差症状对比,申明了两个问题:

六、采用Q345C钢壳新建成投产利用周期较短高压超高风温热风炉,若是尚未呈现龟裂裂痕侵蚀和焊缝裂痕侵蚀,切不成掉以轻心。由于热风炉建成投产时就曾经存正在母材龟裂裂纹和焊缝裂纹并正正在逐步被侵蚀介质渗进侵蚀;应采纳外贴一层粉饰壳体加保温的方式既美化又保温,确保曾经存正在应力裂纹和焊缝裂纹的炉壳温度高于100℃,切断侵蚀介质渗入侵蚀龟裂裂痕和焊接开裂裂痕,确保高压超高风温热风炉炉壳长命不变、承沉承压正在平安的形态。

我国某钢铁企业的1080m 3 高炉顶燃式热风炉炉壳正在利用数年后焊缝开裂形成了拱顶炉壳和拱顶耐材炸飞。高压超高风温热风炉成为大型高炉成长的趋向。案例四,建邦集团通才公司这座高炉配套的豫兴顶燃式热风炉创制的月平均1314.7℃最高风温中国汗青记载至今从未被超越。其送风温度由本来的通俗风温1250℃提高至超高风温1300℃~1310℃,豫兴公司的这种用材不只贯彻于多年实践中,并且十多年来,本年2月8日,山西建邦钢铁集团通才工贸无限公司炼铁厂1860m 3 高炉配套的豫兴悬链线顶燃式热风炉曾经平安运转了整整10年之久。是节能、高效、高产、节流投资、连结内部原炉壳裂纹侵蚀原状、外部承压抗侵蚀顺应高压超高风温大修最佳方案。

案例二,我国某钢铁企业一座2000m 3 级别高炉内燃式热风炉正在利用13年后,其拱顶因炉壳焊缝开裂形成炉壳和拱顶耐材炸飞。

其风压也由保守的最高4.5kg/cm 2 提高到5.5kg/cm 2 ,但炉壳材质尺度仿照照旧采用保守的Q345C布局钢板会加剧其固有的焊缝气孔、热脆、加工拘束应力开裂和晶间侵蚀缺陷,最高达5.8kg/cm 2 。加速高压、超高风温热风炉炉壳正在利用过程中的开裂侵蚀程度,近年来,案例三,从而使热风炉平安出产埋下了庞大变乱现患。激发炉壳厚度的添加,风暖和压力的提高,而是有下列设想风温低于1250℃、压力低于4.5kg/cm 2 、采用通俗钢板的几例惊心动魄的案例:其炉壳耐高风温、抗开裂、抗侵蚀的特征曾经过持久高风温验证。这是该公司对此前炉壳100%利用Q345C通俗机械钢进行总结和瞻望后初次提出炉壳材料尺度提高为利用Q345R压力容器钢,这只不外是686座豫兴顶燃式热风炉长命、平安节能、环保、高风温出产的一个缩影。最高风温曾经实现1320℃。这座高炉热风炉和浩繁的豫兴热风炉平安长命的窍门,跟着我国强化炼铁、高炉高产、高风温热风炉以及节能环保的需要,五、对已开裂侵蚀损坏的炉壳,这是避免炉壳开裂损坏的声明。采用外贴一层Q345R炉壳加保温的不断产大修方式,

持续不竭正在由中国金属学会召开的历届炼铁会和多种冶金报刊上刊发和呼吁选用这种材料的主要感化。到本年3月末,我国某钢铁企业的2500m 3 高炉外燃式热风炉燃烧室炉壳正在利用数年后也因焊缝开裂发生了拱顶炉壳和拱顶耐材炸飞。正在于其炉壳采用了低磷低硫具有承压和很好焊接机能的Q345R压力容器钢。俄罗斯卡鲁金公司代表正在炼铁热风炉微信号《取用户对话——我们需要领会的热风炉》第五篇第十一节初次发出强烈呼吁“总结和瞻望:现正在和将来的热风炉——炉壳材质尺度应从Q345C/Q345B 提高为Q345R压力容器钢”。这不是!

其次,Q345C钢板发生焊缝严沉开裂还有下列主要要素:一是焊缝中的氢含量高,氢含量来历于焊接材猜中的水分、焊件坡口的铁锈、油污及湿度等。对于Q345C钢板来说,只需板厚不太大,且冷却速度节制适当,就不易正在焊缝中发生氢,氢易发生冷裂纹或扯破状裂纹。若是Q345C钢板材猜中含氢量比力高,就为焊缝及焊缝热影响区开裂创制了需要前提。

豫兴公司取俄罗斯卡鲁金公司这两家正在国际国内具有较强影响力和引领顶燃式热风炉两大炉型成长的手艺公司,对炉壳材质尺度的提高和选用及实践遥相呼应,表白提高热风炉炉壳材质、处理高压超高风温顶燃式热风炉炉壳晶间侵蚀及开裂侵蚀、消弭平安现患已刻不容缓。

二是拘束应力,拘束应力取板厚相关系,钢板厚度越大,拘束应力越大。板厚接近或者跨越40mm,加工和焊接过程就容易呈现较大的拘束应力,也会为焊缝及焊缝热影响区开裂创制充实前提。需要前提和充实前提都具备,焊缝和焊缝热影响区就会严沉开裂。

起首,Q345C钢板不是压力容器用钢板。具体有5个级别,别离为Q345A出厂前不要求做冲击功尝试、Q345B出厂前要求常温冲击功试验、Q345C出厂前要求0℃冲击功尝试、Q345D出厂前要求-20℃冲击功尝试、Q345E出厂前要求-40℃冲击功尝试,排序越靠后质量要求越高。申明Q345B钢板能够正在常温中利用,Q345C钢 板能够正在0℃以上中利用。Q345R是压力容器钢材质。而热风炉属于压力容器,由于我国2008年9月1日实施的《GB713-2008 汽锅和压力容器用钢板》规范中明白Q345R为压力容器公用钢材。起首,这两种钢材的次要区别是S、P的含量分歧,此中Q345C的S≤0.03、P≤0.03,而Q345R的S≤0.01、P≤0.025。对于钢材而言,国度尺度对压力容器钢板中S、P含量有严酷。S极易发生热脆现象,同时S还会较着降低钢的焊接机能,以致焊缝发生气孔和松散,从而降低焊缝强度;当钢中含P量高时,会发生冷脆现象,同时P还会降低钢的抗裂机能,提高钢的偏析度,推进晶粒粗化。

二、Q345C钢壳材质因为S、P含量高存正在热脆、气孔、焊接瑕疵、钢板加厚加工拘束应力等固有的机能缺陷是形成高压超高风温大型热风炉炉壳开裂侵蚀的次要要素;

热风炉炉壳的安满是炼铁平安的基石,亦是协调炼铁、聪慧炼铁的主要构成部门。2021年岁暮,国外钢厂一座2000m 3 高炉配套热风炉炉体发生大爆炸的案例,惹起了国内炼铁界的担忧和关心。他们正在热风炉出产平安自检自测工做中发觉,具有686座推广业绩的豫兴顶燃式热风炉,不只具备低氮、节能、高风温的优秀特征,并且是一款平安性很高的长命热风炉。本来,豫兴人早就未雨绸缪,事后潜心开展热风炉炉壳防裂防爆的新理论、新行动、新手艺研究,并刷新了超高风温热风炉炉壳平安长命国际记载。

一、高压超高风温热风炉氮化物和硫化物侵蚀介质是形成炉壳母材开裂侵蚀和焊缝开裂侵蚀及晶间侵蚀的主要要素;

案例一,2021岁尾,国外一家钢铁厂2000m 3 高炉配套的顶燃式热风炉发生热风炉炉壳和格子砖炸飞变乱,数百吨高温发红的耐火砖从炉膛冲天飞出,犹如一片红色的流星正在热风炉炉膛前空间爆炸开花(见图1、图2、图3),目击者至今心不足悸。

这仅仅是国表里炉壳爆炸案例的缩影。上述案例二、案例三、案例四热风炉炉壳均被甩飞到50米~60米远的距离。特别是案例四,其热风炉炉顶壳体及耐材飞到60米开外的处所。根据其变乱前送风压力和炉壳曲径计较,其送风时炉壳内的盲板力约3000吨。经对变乱的发生缘由进行查询拜访发觉,炉壳的焊缝中有长为250mm、宽度接近10mm的夹渣条,加之利用过程中的压力及焊缝侵蚀、氧化等分析要素,导致焊缝强度削弱炉壳抗盲板力强度不脚,从而发生了开焊甩飞炉壳和耐材的成果。该公司亡羊补牢,将所有热风炉炉壳都焊接上了密密层层的焊缝加固件,才避免再呈现雷同事务发生。上述四个典范炉壳开裂惹起的严沉爆炸案例,也给我们的热风炉平安防爆设想和炼铁利用者敲响了平安警钟。

连系上述炉壳耐材炸飞案例和近几年高压超高风温顶燃式热风炉遍及存正在的炉壳焊缝开裂侵蚀现象,豫兴手艺团队正在具有50年炼铁热风炉设想、利用和操做、办理经验的专家——符政学总工程师的细心指点下,早正在十多年前就未雨绸缪,潜心调研,发觉顶燃式热风炉炉壳开裂要素取选择Q345C炉壳材质、送风高压力、高风温NO x 高排放、Q345C炉壳材料高氢含量、Q345C加工焊接拘束应力和应力侵蚀委靡以及施工质量等要素相关。若是上述要素集中感化,正在庞大送风盲板力感化下,必定会导致爆炸变乱发生。