转炉烟道冷却管横裂纹产生原因.doc

转炉烟道冷却管横裂纹产生原因及解决途径近年来的转炉冶炼设备发展很快，主要特点是向大炉型、电子多功能化方面发展，但 30 吨至 70 吨炉型的转炉现在的烟道冷却方式依然是直立排管式汽化方式十几年来，影响 转炉连续生产的较大的因素除了炉体耐火材料以外，另一个就是烟道排管的横裂纹烟道 排管横裂纹的问题，多少年来一直困扰冶金设备管理者，是转炉冶炼的最头痛的事情就 我的经历，曾经对此问题进行过多次的研究改造，一是选材时要最好的钢管；二是采用最 好的弯制、焊接技术；三是采用壁厚达 6 毫米的管子；四是制作后期的高温退火；五是采 取低压运行，压力不超过 0.3 兆帕 ；六是采取表面涂层防磨；七是采用多层保温或直接 硬化保温等等方法，但是其效果依然如故，最好的是投入运行后半年里就开始漏水，之后 只要有停炉机会就补焊烟道，工人们在 60~70 度的高温空间里焊接，条件相当艰苦，一 停就是 3 个小时以上，成了影响转炉生产节奏的长期性疾痼 经过多次的研究分析试验，我采用了一种较为合适的全套的烟道制作工艺，基本上解决了 烟道漏水的问题，去年 5 月份按我的设计方案制作了两台固定烟道，到现在为止还未发现 一个裂纹的产生，此次设计主要有以下几个要点： 一、选材以能够承受 1.6 兆帕压力的管壁即可，选壁厚 3.5 到 4 毫米为宜，因为烟道的损 坏报废不是被烟气或钢渣等磨漏的，而是管壁的横裂纹。

管道越厚，热传导速率越慢，管 壁的内外温差就越大，在频繁的高低温变化中加剧了管壁的内应力产生 二、是把管间的联接板搭在最外层圆的切线上焊接，要说明这个问题，首先要分析横裂纹 产生的原因：管道是由内外箍固定成圆形的密封的烟道，烟气从内上升，由每个管道吸收 热量，那么管内侧壁的温度与烟气的温度相似，管外壁呢，它的温度是由冷却水传导过去 的热量产生的，这样冷却排管的内外外侧温差很大，当冶炼时，烟气把管内侧温度升到 700 度左右，而管外侧却只有 150 度左右，内壁的膨胀量远大于外壁的膨胀量，如果是 一根兹有状态的管道，那么它必然会向外弯曲，就象温度计的原理一样,但是，由于它被烟 道的固定圈定位了，无法向外弯曲，因此冷却管外侧被内侧的膨胀力拉长了虽然是同步 增长了，但实际上，内壁是膨胀长了，外壁是被拉长了，内壁在温度降低时，它会自然的 收缩回原样，而外壁则不能恢复，这样，内壁又被外壁不可恢复的长度而拉长一般一炉 钢冶炼周期 22 分钟，温度变化频繁，内壁反复的被拉长，弹性变形变成了塑性变形，每 次拉长变形都会在管子横截面的一个位置产生，因为它已经被拉过了，是环圆总面积最薄 弱处，在几个月的冶炼中，这个薄弱处就会出现拉断的横裂纹。

说到底横裂纹是由于冷却 管内外壁温差造成的所采取的方式是，连接板在管子最外的弧面上连续焊接，使热量通 过管子间隙把热量辐射传递到连接板上，再通过联接板把热量传给管子外侧，因为联接板 离冷却水较远，同样的热量会使它的温度上升的较高，它的中间温度会超过管子内侧温度， 在热传递的过程中衰减，达到了与管子内侧温度基本相同，膨胀量基本相同目的，管子内 外壁温差减小了，产生横裂纹的条件减小了，转炉烟道的使用寿命大大的延长 第三就是烟道外部保温要尽量的做厚，外层硬化，以保持冷却管减少热量的散发，这样会 使管子的温度变化小些 第四，就是炉上安装好以后，先不上水，延长烘炉时间，一般采取氧气吹铁水的方法，把 这个时间延长，保持烟气在 700 度左右，是一个简单易行的退火方式只要掌握好供氧量， 不会烧熔管道的。