热风炉管道三岔口区域破损分析
热风炉是炼铁中一种重要的热转换设备。随着炼铁技术的不断提高,热风炉的风温在实际生产中也有所提高。许多热风炉的热风管都存在管壳温度过高、发红、变形、脱砖甚至开裂、漏气等问题。
热风管道损坏主要集中在热风出口、管道岔口和管道波纹补偿器区域。这些区域受力相对复杂,管道发红易损,是管道的薄弱环节。这些事故的主要原因是热风管道的特殊工况、设计不合理、耐久性和施工不到位。
热风管道是一组高温高压管道,风温1100~1350℃,风压0.3~0.6mpa(表压)。工作层耐火砖平均温度可达1000~1300℃,管壳正常温度在80~150℃之间。根据材料的线膨胀系数和使用温度,每米工作层耐火砖的膨胀量约为6mm,每米管壳的膨胀量约为1.2mm。热风管承受如此高的内压,在管道封头、不对称开口、管道弯头等有阻挡气流趋势的地方会产生盲板力。以2650m3高炉热风管为例,热风压力为~0.37mpa,热风支管直径为1500mm,管壳内径为2440mm;热风总管直径为1800mm,管壳内径为2740mm;热风支管盲板力可达1730kn,热风总管盲板力可达2180kn。
目前,热风管系统设计中的热风垂直管作为固定点,在热风管上设置了跨越所有热风支管的全长拉杆,其余支架为滑动支架。理论上,假设每个支管的工作条件相同,这种设置是可行的。然而,在实际使用过程中,热风炉的燃烧和交替,各支管的工作条件和应力变化不同,导致热风管上波纹补偿器的无序和混乱。热风管垂直连接到支管上,热风管的无序和混乱会导致个别热风管的水平变形过大,砖衬会被挤压损坏。
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