有圖有真相,熱風爐爆炸事故警示:爐殼選材關係重大
2026-04-16 10:01:13
編者按
熱風爐爐殼的安全是煉鐵安全的基石,亦是和諧煉鐵、智慧煉鐵的重要組成部分。2021年年末,國外鋼廠一座2000m3高爐配套熱風爐爐體發生大爆炸的案例,引起了國內煉鐵界的擔心和關注。他們在熱風爐生產安全自檢自測工作中發現,擁有686座推廣業績的豫興頂燃式熱風爐,不僅具備低氮、節能、高風溫的優良特性,而且是一款安全性很高的長壽熱風爐。原來,豫興人早就未雨綢繆,預先潛心開展熱風爐爐殼防裂防爆的新理論、新舉措、新技術研究,並刷新了超高風溫熱風爐爐殼安全長壽國際紀錄。
熱風爐安全英雄所見略同
豫興人用材理念秘訣公開
到今年3月末,山西建邦鋼鐵集團通才工貿有限公司煉鐵廠1860m3高爐配套的豫興懸鏈線頂燃式熱風爐已經安全運行了整整10年之久。這隻不過是686座豫興頂燃式熱風爐長壽、安全節能、環保、高風溫生產的一個縮影。
建邦集團通才公司這座高爐配套的豫興頂燃式熱風爐創造的月平均1314.7℃最高風溫中國曆史紀錄至今從未被超越。其爐殼耐高風溫、抗開裂、抗kang腐fu蝕shi的de特te性xing已yi經jing過guo長chang期qi高gao風feng溫wen驗yan證zheng。這zhe座zuo高gao爐lu熱re風feng爐lu和he眾zhong多duo的de豫yu興xing熱re風feng爐lu安an全quan長chang壽shou的de秘mi訣jue,在zai於yu其qi爐lu殼ke采cai用yong了le低di磷lin低di硫liu具ju有you承cheng壓ya和he很hen好hao焊han接jie性xing能neng的deQ345R壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)鋼(gang)。豫(yu)興(xing)公(gong)司(si)的(de)這(zhe)種(zhong)用(yong)材(cai)理(li)念(nian)不(bu)僅(jin)貫(guan)徹(che)於(yu)多(duo)年(nian)實(shi)踐(jian)中(zhong),而(er)且(qie)十(shi)多(duo)年(nian)來(lai),持(chi)續(xu)不(bu)斷(duan)在(zai)由(you)中(zhong)國(guo)金(jin)屬(shu)學(xue)會(hui)召(zhao)開(kai)的(de)曆(li)屆(jie)煉(lian)鐵(tie)會(hui)和(he)多(duo)種(zhong)冶(ye)金(jin)報(bao)刊(kan)上(shang)刊(kan)發(fa)和(he)呼(hu)籲(xu)選(xuan)用(yong)這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)的(de)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。
今年2月8日,俄羅斯卡魯金公司代表在煉鐵熱風爐微信公眾號《與用戶對話——我們需要了解的熱風爐》第五篇第十一節首次發出強烈呼籲“總結和展望:現在和未來的熱風爐——爐殼材質標準應從Q345C/Q345B 提高為Q345R壓力容器鋼”。這是該公司對此前爐殼100%使用Q345C普通機械鋼進行總結和展望後首次提出爐殼材料標準提高為使用Q345R壓力容器鋼,這是避免爐殼開裂損壞的鄭重聲明。
豫yu興xing公gong司si與yu俄e羅luo斯si卡ka魯lu金jin公gong司si這zhe兩liang家jia在zai國guo際ji國guo內nei具ju有you較jiao強qiang影ying響xiang力li和he引yin領ling頂ding燃ran式shi熱re風feng爐lu兩liang大da爐lu型xing發fa展zhan的de技ji術shu公gong司si,對dui爐lu殼ke材cai質zhi標biao準zhun的de提ti高gao和he選xuan用yong及ji實shi踐jian遙yao相xiang呼hu應ying,表biao明ming提ti高gao熱re風feng爐lu爐lu殼ke材cai質zhi、解決高壓超高風溫頂燃式熱風爐爐殼晶間腐蝕及開裂腐蝕、消除安全隱患已刻不容緩。
爐體開裂爆炸驚心動魄
爐殼用材切忌墨守成規
近年來,隨著我國強化煉鐵、高爐高產、高風溫熱風爐以及節能環保的需要,高壓超高風溫熱風爐成為大型高爐發展的趨勢。其送風溫度由原來的普通風溫1250℃提高至超高風溫1300℃~1310℃,最高風溫已經實現1320℃。其風壓也由傳統的最高4.5kg/cm2提高到5.5kg/cm2,最高達5.8kg/cm2。風溫和壓力的提高,引發爐殼厚度的增加,但爐殼材質標準仍舊采用傳統的Q345C結構鋼板會加劇其固有的焊縫氣孔、熱脆、加工拘束應力開裂和晶間腐蝕缺陷,加快高壓、超chao高gao風feng溫wen熱re風feng爐lu爐lu殼ke在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong的de開kai裂lie腐fu蝕shi程cheng度du,從cong而er使shi熱re風feng爐lu安an全quan生sheng產chan埋mai下xia了le巨ju大da事shi故gu隱yin患huan。這zhe不bu是shi危wei言yan聳song聽ting,而er是shi有you下xia列lie設she計ji風feng溫wen低di於yu1250℃、壓力低於4.5kg/cm2、采用普通鋼板的幾例驚心動魄的案例:
案例一,2021年底,國外一家鋼鐵廠2000m3高gao爐lu配pei套tao的de頂ding燃ran式shi熱re風feng爐lu發fa生sheng熱re風feng爐lu爐lu殼ke和he格ge子zi磚zhuan炸zha飛fei事shi故gu,數shu百bai噸dun高gao溫wen發fa紅hong的de耐nai火huo磚zhuan從cong爐lu膛tang衝chong天tian飛fei出chu,猶you如ru一yi片pian紅hong色se的de流liu星xing在zai熱re風feng爐lu爐lu膛tang前qian空kong間jian爆bao炸zha開kai花hua(見圖1、圖2、圖3),目擊者至今心有餘悸。

圖1 這是發生爆炸的第二天,拍攝的爐殼爐體爆炸後的熱風爐狀態。

圖2 捷克一鋼廠2000m3高爐頂燃式熱風爐於2021年12月初發生的驚天爐體大爆炸安全事故,爐殼炸開一個麵積約100m2~150m2的大洞,熱風爐蓄熱室數百噸1000多℃高溫大牆磚和格子磚被炸出體外。

圖3 爆炸後的熱風爐格子磚、大牆磚像天女散花一樣布滿熱風爐周圍地麵,確實是安全大事故。
案例二,我國某鋼鐵企業一座2000m3級別高爐內燃式熱風爐在使用13年後,其拱頂因爐殼焊縫開裂造成爐殼和拱頂耐材炸飛。
案例三,我國某鋼鐵企業的2500m3高爐外燃式熱風爐燃燒室爐殼在使用數年後也因焊縫開裂發生了拱頂爐殼和拱頂耐材炸飛。
案例四,我國某鋼鐵企業的1080m3高爐頂燃式熱風爐爐殼在使用數年後焊縫開裂造成了拱頂爐殼和拱頂耐材炸飛。
這僅僅是國內外爐殼爆炸案例的縮影。上述案例二、案例三、案例四熱風爐爐殼均被甩飛到50米~60米遠的距離。尤其是案例四,其熱風爐爐頂殼體及耐材飛到60米開外的地方。依據其事故前送風壓力和爐殼直徑計算,其送風時爐殼內的盲板力約3000噸。經對事故的發生原因進行調查發現,爐殼的焊縫中有長為250mm、寬度接近10mm的夾渣條,加之使用過程中的壓力及焊縫腐蝕、yanghuadengzongheyinsu,daozhihanfengqiangdujianruolukekangmangbanliqiangdubuzu,congerchanshenglekaihanshuaifeilukehenaicaidejieguo。gaigongsiwangyangbulao,jiangsuoyourefenglulukedouhanjieshanglemimimamadehanfengjiagujian,caibimianzaichuxianleisishijianfasheng。shangshusigejingdianlukekailieyinqidezhongdabaozhaanli,yegeiwomenderefengluanquanfangbaoshejiheliantieshiyongzheqiaoxiangleanquanjingzhong。

這三張圖是我國另一座高壓超高風溫頂燃式熱風爐預燃室爐殼焊縫兩邊母材脆裂、開裂現場狀況。產生這種缺陷的該熱風爐爐殼材質就是傳統的具有爆炸隱患的Q345C。
科學計算得出科學結論
正確選材贏得爐殼安全
結合上述爐殼耐材炸飛案例和近幾年高壓超高風溫頂燃式熱風爐普遍存在的爐殼焊縫開裂腐蝕現象,豫興技術團隊在具有50年煉鐵熱風爐設計、使用和操作、管理經驗的專家——符政學總工程師的精心指導下,早在十多年前就未雨綢繆,潛心跟蹤調研,發現頂燃式熱風爐爐殼開裂因素與選擇Q345C爐殼材質、送風高壓力、高風溫NOx高排放、Q345C爐殼材料高氫含量、Q345Cjiagonghanjiejushuyingliheyinglifushipilaoyijishigongzhiliangdengyinsuyouguan。ruguoshangshuyinsujizhongzuoyong,zaijudasongfengmangbanlizuoyongxia,kendinghuidaozhibaozhashigufasheng。
這一結論是豫興人科學計算的結果:依據壓力和燃燒室爐殼直徑計算送風盲板力,以頂燃式熱風爐燃燒室爐殼直徑13.5m,送風壓力4.5kg/cm2 、5.5kg/cm2、5.8kg/cm2進行計算,由熱風爐的4.5kg/cm2普通壓力計算產生的6441噸盲板力,提高到7873噸、8302噸,盲板力分別比傳統頂燃式熱風爐增大了1432噸和1861噸。而盲板力如此之大,選用Q345C爐殼的厚度必將增厚,由原來常規殼厚40mm增加至48mm~56mm。爐殼加厚導致加工安裝拘束應力加大、Q345C鋼板的熱脆、氣孔、焊接瑕疵加劇。當實現1280℃~1310℃超高風溫時拱頂溫度高達1400℃~1420℃(燃燒時拱頂溫度大於1420℃時NOx大於300mg/m3,送風時NOx瞬間接近2000mg/m3),超高溫產生的NOx中的NO2和低溫爐殼與爐內高溫溫差形成的冷凝水珠反應生成HNO3腐蝕 Q345C母材龜裂縫隙和焊縫縫隙,在數千噸盲板力、Q345C材質焊接瑕疵、其他腐蝕介質等綜合因素作用下,加劇爐殼開裂縫隙腐蝕,這是嚴重的安全隱患(圖2dekailieloufengdianzhuanghanfeng,rurefenglulinjindahaipangbian,kongqizhongdenaliziheneibulukexiaosuanduineiwaiketiliewenchangqimanmanshentoufushi,zhonghuishidianzhuangloufengdianchuanweihanfengtonglieliefeng,dafudujiangdilukehanfengqiangdu),對(dui)工(gong)作(zuo)在(zai)一(yi)線(xian)生(sheng)產(chan)工(gong)人(ren)人(ren)身(shen)安(an)全(quan)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)威(wei)脅(xie)。上(shang)述(shu)理(li)論(lun)與(yu)實(shi)踐(jian)研(yan)發(fa)成(cheng)果(guo),不(bu)僅(jin)應(ying)該(gai)引(yin)起(qi)煉(lian)鐵(tie)工(gong)作(zuo)者(zhe)的(de)高(gao)度(du)重(zhong)視(shi),而(er)且(qie)隨(sui)著(zhe)高(gao)壓(ya)超(chao)高(gao)風(feng)溫(wen)的(de)實(shi)現(xian),熱(re)風(feng)爐(lu)爐(lu)殼(ke)材(cai)質(zhi)的(de)標(biao)準(zhun)應(ying)從(cong)普(pu)通(tong)機(ji)械(xie)鋼(gang)Q345C提高至壓力容 器 鋼Q345R或者耐酸腐蝕 壓力容器鋼Q345R(HIC),提上議事日程。
事實勝於雄辯,十年前建成投產的山西建邦集團通才公司1860m3高爐配套豫興懸鏈線頂燃式熱風爐的爐殼材料摒棄傳統的存在諸多缺陷易開裂腐蝕的Q345C,而是改用具有良好焊接性能和抗壓力抗腐蝕的Q345Ryalirongqigangban,congeranquanchangshouyingyongzhijin,bujinlukewanhaowusun,yemeiyouchuxianlukehanfengfushikailiehehanbuxianxiangfasheng,gengmeiyoufaxianrefengchukoulukebuweigaowenfahongxianxiang。qichongfenzhengming:豫興高風溫熱風爐不僅可使氮氧化物實現超低排放,而且創新采用的Q345R爐殼材質選擇也是正確的。它同時也為近七百座國內外豫興高風溫頂燃式熱風爐爐殼的穩定長壽安全設計提供了科學和實踐依據。
科學選材理念廣泛傳播
爐殼安保措施大放異彩
muqianwoguoyixieqiyededingranshirefengluyijingcaiquleleisiyuxinggongsideanquanbaohucuoshi。rumougangtieqiyeyizuodaxinggaolugaoyachaogaofengwendingranshirefengluzaishejichuqi(剛好是另一企業高爐高壓超高風溫熱風爐爐殼頻繁開裂腐蝕嚴重期),熱風爐設計時直接將錐形拱頂部位爐殼采用低合金高強度結構鋼Q345C鋼板與奧氏體不鏽鋼904L複合材料鋼板(Q345C+904L)。該gai套tao熱re風feng爐lu建jian成cheng投tou產chan高gao壓ya力li超chao高gao風feng溫wen運yun行xing數shu年nian後hou,整zheng個ge錐zhui形xing拱gong頂ding燃ran燒shao室shi爐lu殼ke除chu了le一yi處chu不bu足zu一yi米mi的de爐lu殼ke焊han縫feng開kai裂lie腐fu蝕shi外wai,其qi他ta焊han縫feng保bao持chi完wan好hao,沒mei有you開kai裂lie腐fu蝕shi痕hen跡ji,而er燃ran燒shao室shi的de上shang部bu預yu燃ran室shi部bu位wei爐lu殼ke則ze采cai用yong純chunQ345C鋼板,出現了焊縫及母材開裂腐蝕,其開裂腐蝕不規則狀態較嚴重,分布在橫豎焊縫左右或上下兩側母材約200mm(圖3是典型的腐蝕狀冷脆龜裂裂縫)。由此可以判斷支撐預燃室的托板焊縫裂紋、熱re脆cui狀zhuang也ye在zai所suo難nan免mian,其qi支zhi撐cheng板ban的de支zhi撐cheng強qiang度du已yi經jing大da大da減jian弱ruo,應ying該gai予yu以yi關guan注zhu。通tong過guo對dui這zhe套tao熱re風feng爐lu燃ran燒shao室shi爐lu殼ke幾ji乎hu沒mei有you顯xian示shi開kai裂lie腐fu蝕shi和he燃ran燒shao室shi上shang部bu預yu燃ran室shi爐lu殼ke嚴yan重zhong開kai裂lie腐fu蝕shi的de反fan差cha症zheng狀zhuang對dui比bi,說shuo明ming了le兩liang個ge問wen題ti:
其一,(Q345C+904L)複合鋼板具有抗硝酸抗硫酸腐蝕的突出特性;其(qi)二(er),說(shuo)明(ming)下(xia)部(bu)燃(ran)燒(shao)室(shi)椎(zhui)體(ti)殼(ke)內(nei)置(zhi)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)鋼(gang)板(ban)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)的(de)硝(xiao)酸(suan)液(ye)及(ji)硫(liu)酸(suan)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)轉(zhuan)移(yi)至(zhi)上(shang)部(bu)致(zhi)預(yu)燃(ran)室(shi)外(wai)部(bu)爐(lu)殼(ke)開(kai)裂(lie)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)開(kai)裂(lie)。同(tong)樣(yang)幾(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)和(he)熱(re)風(feng)爐(lu)各(ge)種(zhong)參(can)數(shu)相(xiang)同(tong),但(dan)燃(ran)燒(shao)室(shi)爐(lu)殼(ke)和(he)預(yu)燃(ran)室(shi)爐(lu)殼(ke)全(quan)部(bu)采(cai)用(yong)純(chun)Q345C鋼板、爐殼內沒有設置防腐不鏽鋼904L內襯的高壓超高風溫熱風爐在另一個企業使用,錐形燃燒室爐殼仍舊出現了很嚴重的焊縫開裂腐蝕、嚴(yan)重(zhong)的(de)母(mu)材(cai)裂(lie)縫(feng)腐(fu)蝕(shi),證(zheng)明(ming)高(gao)壓(ya)超(chao)高(gao)風(feng)溫(wen)熱(re)風(feng)爐(lu)氣(qi)體(ti)中(zhong)有(you)較(jiao)大(da)量(liang)強(qiang)腐(fu)蝕(shi)元(yuan)素(su)腐(fu)蝕(shi)爐(lu)殼(ke)龜(gui)裂(lie)縫(feng)隙(xi)和(he)焊(han)縫(feng)開(kai)裂(lie)縫(feng)隙(xi),且(qie)是(shi)產(chan)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)的(de)事(shi)實(shi)。某(mou)鋼(gang)鐵(tie)公(gong)司(si)高(gao)壓(ya)超(chao)高(gao)風(feng)溫(wen)頂(ding)燃(ran)式(shi)熱(re)風(feng)爐(lu)原(yuan)爐(lu)殼(ke)材(cai)質(zhi)采(cai)用(yong)Q345C,爐lu殼ke焊han縫feng開kai裂lie頻pin繁fan,開kai裂lie了le就jiu補bu焊han,補bu焊han了le又you開kai裂lie,在zai補bu焊han過guo程cheng中zhong,還hai能neng聽ting到dao焊han縫feng縫feng隙xi處chu漏lou風feng的de嗤chi嗤chi聲sheng。采cai用yong砂sha輪lun將jiang爐lu殼ke的de焊han縫feng及ji母mu材cai局ju部bu切qie割ge出chu來lai,可ke以yi肉rou眼yan清qing晰xi地di看kan到dao殼ke體ti內nei側ce網wang狀zhuang裂lie紋wen,其qi裂lie紋wen分fen布bu在zai焊han縫feng兩liang側ce母mu材cai約yue100mm處(冷脆龜裂裂縫腐蝕)。為了消除安全隱患,該公司於2021年6月份將焊縫已嚴重損壞的純Q345C材質的原熱風爐爐殼進行切割更換為Q345C+904L複合鋼板,實施不停產兩燒一送一大修,單座熱風爐大修3個月,4座熱風爐大修期計劃一年,其總工程大修費用和大修期間影響企業產能總效益損失也是一組天文數字。
從上述三個企業三座大型高爐高壓超高熱風爐爐殼損壞和大修案例,證明選用Q345C材質作為高壓超高風溫爐殼幾乎100%存在爐殼應力裂紋腐蝕和加工焊接裂紋腐蝕,而開裂腐蝕嚴重程度與使用時間長短、風溫、使用條件相關聯。新建大型高爐高壓超高風溫熱風爐采用(Q345C+904L)複合鋼板或者Q345R(HIC)可以阻隔腐蝕介質對損傷的焊縫腐蝕和母材龜裂縫隙腐蝕。如采用耐硝酸耐硫酸抗壓承壓抗龜裂、抗焊縫開裂材質Q345R(HIC)鋼板爐殼,則一勞永逸。而Q345C+904L複合材質僅僅解決了阻隔了腐蝕介質對其外部的Q345C 爐殼焊縫及龜裂裂縫的腐蝕,但外部鋼殼Q345C的氣孔、熱脆、龜裂、焊接瑕疵、拘束應力導致的殼體焊縫依然存在安全隱患,因而大大遜色於直接采用Q345R(HIC)材質。如果采用將原爐殼切割更換為(Q345C+904L)或者Q345R(HIC)材質殼體的方法,投入太大,經濟損失太大。但無論是更換(Q345C+904L)複合鋼板或者更換Q345(HIC),都需要一座熱風爐停產更換爐殼,其大修周期較長,這將導致鋼鐵企業的投資增大、風溫降低、經jing濟ji效xiao益yi損sun失shi太tai大da且qie不bu可ke行xing。因yin此ci,豫yu興xing公gong司si的de技ji術shu團tuan隊dui結jie合he十shi幾ji年nian來lai的de深shen入ru研yan究jiu和he實shi踐jian研yan發fa了le一yi種zhong保bao留liu原yuan爐lu殼ke不bu動dong,保bao持chi正zheng常chang生sheng產chan不bu停ting,熱re風feng爐lu繼ji續xu實shi施shi兩liang燒shao兩liang送song正zheng常chang運yun行xing的de方fang法fa進jin行xing保bao護hu性xing大da修xiu(國家專利 申請號2022205581665),大大降低了大修強度和大修投資費用,可減少因更換爐殼及大修造成的投資80%以上。其實施方法是:在原開裂腐蝕爐殼外部增加一層Q345R鋼板,鋼板的厚度依據送風壓力和爐殼直徑及高風溫計算確定,在新增加的鋼殼與原爐殼之間填充一層20mm~100mm的保溫纖維棉,確保外部新增爐殼散熱溫度在80℃上下,內部原爐殼溫度介於100℃至200℃之間。內部原爐殼溫度低於100℃tiaojianxiayichanshenglengningshuizhu,lengningshuizhuyugaowendaliangshengchengdedanyanghuawujiliuhuawujiehexingchengxiaosuanheliusuanfushijiezhishifushilukeliefengzaochenglukehanfengfushikailiejiajudezhuyaoyuanxiong。tongguozengjiayicenglukehebaowenxianweimiandeshezhijikeyibaowenjieneng,youkeyibimianneibuyuanlukedekailiejixufushi,quebaolukeshiyongshouming(需要注明,爐內支撐板的溫度均高於100℃以上,故支撐板不存在腐蝕介質的腐蝕損壞,其承重是安全的),同時外部爐殼材質僅僅采用Q345R鋼板可以替代內部爐殼起到承壓抗腐抗氧化作用,具有適應穩定長壽高壓超高 風溫的工況條件。
爐殼選新材理論基礎雄厚
摒棄傳統材科學分析透徹
爐殼材料使用Q345R鍋爐和壓力容器鋼板的原因有以下幾點:
首先,Q345C鋼板不是壓力容器用鋼板。具體有5個級別,分別為Q345A出廠前不要求做衝擊功實驗、Q345B出廠前要求常溫衝擊功試驗、Q345C出廠前要求0℃衝擊功實驗、Q345D出廠前要求-20℃衝擊功實驗、Q345E出廠前要求-40℃衝擊功實驗,排序越靠後質量要求越高。說明Q345B鋼板可以在常溫環境中使用,Q345C鋼 板可以在0℃以上環境中使用。Q345R是壓力容器鋼材質。而熱風爐屬於壓力容器,因為我國2008年9月1日實施的《GB713-2008 鍋爐和壓力容器用鋼板》規範中明確Q345R為壓力容器專用鋼材。首先,這兩種鋼材的主要區別是S、P的含量不同,其中Q345C的S≤0.03、P≤0.03,而Q345R的S≤0.01、P≤0.025。對於鋼材而言,國家標準對壓力容器鋼板中S、P含量有嚴格限製。S極易產生熱脆現象,同時S還會明顯降低鋼的焊接性能,致使焊縫產生氣孔和疏鬆,從而降低焊縫強度;當鋼中含P量高時,會發生冷脆現象,同時P還會降低鋼的抗裂性能,提高鋼的偏析度,促進晶粒粗化。
其次,Q345C鋼板發生焊縫嚴重開裂還有下列重要因素:一是焊縫中的氫含量高,氫含量來源於焊接材料中的水分、焊件坡口的鐵鏽、油汙及環境濕度等。對於Q345C鋼板來說,隻要板厚不太大,且冷卻速度控製得當,就不易在焊縫中產生殘餘氫,殘餘氫易產生冷裂紋或撕裂狀裂紋。如果Q345C鋼板材料中含氫量比較高,就為焊縫及焊縫熱影響區開裂創造了必要條件。
二是拘束應力,拘束應力與板厚有關係,鋼板厚度越大,拘束應力越大。板厚接近或者超過40mm,加jia工gong和he焊han接jie過guo程cheng就jiu容rong易yi出chu現xian較jiao大da的de拘ju束shu應ying力li,也ye會hui為wei焊han縫feng及ji焊han縫feng熱re影ying響xiang區qu開kai裂lie創chuang造zao充chong分fen條tiao件jian。必bi要yao條tiao件jian和he充chong分fen條tiao件jian都dou具ju備bei,焊han縫feng和he焊han縫feng熱re影ying響xiang區qu就jiu會hui嚴yan重zhong開kai裂lie。
三是大型高爐高壓超高風溫頂燃式熱風爐燃燒室爐殼鋼板厚度應該在40mm~56mm,壓力5.5kg/cm2以上,超高風溫在1280℃~1310℃,這樣的工況條件計算的爐殼需要加厚,如繼續采用鋼板截麵氫含量偏高的Q345C,就容易出現焊縫熱影響區龜裂。在爐殼校對焊接過程中,焊接材料中的水分、焊件坡口的鐵鏽、油汙及環境濕度等,都會給焊縫帶來較大的拘束應力,會造成焊縫裂紋,在周期性壓力、大量NOxzonghezuoyongxia,zengqianglehanfengjihanfengreyingxiangqudefushizuoyong,jiakuailelukehanfengjihanfengreyingxiangqudekailiesudu。yinci,chaodaxinggaolurefengludehanfengjihanfengreyingxiangquhuichuxianyanzhongdekailiexianxiang。gaolurefengluzaikaojinhaibian,qikongqizhongdenaliziduiQ345C已經龜裂和焊縫開裂也具有腐蝕還有氧化損壞影響。
四是Q345R鋼板是鍋爐和壓力容器專用鋼板。Q345R(HIC)是要求做氫致開裂檢驗、Q345R(R+HIC)要求做氫致開裂檢驗和硫化物(SSCC)應力腐蝕檢驗。我國於2008年9月1日實施的GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》和GB713-2014《鍋爐和壓力容器用鋼板》規範中明確Q345R鋼板是鍋爐和壓力容器專用鋼板,因此Q345R鋼板應該是最好的選擇。特別是高壓力超高風溫大型高爐熱風爐爐殼鋼板厚度大、熱風溫度高、送風壓力大,對焊接強度要求高,應該選擇抗氫致開裂檢驗和硫化物腐蝕檢驗的Q345R(HIC)鋼板或者Q345R(R+HIC)鋼板作為爐殼材料。如果熱風爐使用煤氣含硫量偏高,可以考慮采用Q345R(R+HIC)作為熱風爐爐殼材質使用。
通過上述科學理論分析,可對熱風爐爐殼安全做出以下結論:
一、高壓超高風溫熱風爐氮化物和硫化物腐蝕介質是造成爐殼母材開裂腐蝕和焊縫開裂腐蝕及晶間腐蝕的重要因素;
二、Q345C鋼殼材質由於S、P含量高存在熱脆、氣孔、焊接瑕疵、鋼板加厚加工拘束應力等固有的性能缺陷是造成高壓超高風溫大型熱風爐爐殼開裂腐蝕的次要因素;
三、高壓超高風溫大型頂燃式熱風爐爐殼鋼板應該選擇出廠進行抗氫致開裂檢驗和硫化物腐蝕檢驗的Q345R(HIC)鋼板或者Q345R(R+HIC)鋼板作為爐殼材料,可以抗硝酸抗硫酸腐蝕,並避免爐殼母材開裂腐蝕和焊縫開裂腐蝕損壞,消除重大安全隱患;
四、Q345C+904L複合鋼板內襯具有抗酸抗腐蝕突出作用,但是其外部爐殼Q345C板材經加工尚存拘束應力、龜裂、焊縫裂紋、氣孔、熱脆等綜合應力內傷,其承壓承重和抗外部氧化能力不足。Q345R+904L複合鋼板內襯不鏽鋼爐殼是更安全更可靠的選項。
五、對已開裂腐蝕損壞的爐殼,采用外貼一層Q345R爐殼加保溫的不停產大修方法,是節能、高效、高產、節省投資、保持內部原爐殼裂紋腐蝕原狀、外部承壓抗腐蝕適應高壓超高風溫大修最佳方案。
六、采用Q345C鋼(gang)殼(ke)新(xin)建(jian)成(cheng)投(tou)產(chan)使(shi)用(yong)周(zhou)期(qi)較(jiao)短(duan)高(gao)壓(ya)超(chao)高(gao)風(feng)溫(wen)熱(re)風(feng)爐(lu),如(ru)果(guo)尚(shang)未(wei)出(chu)現(xian)龜(gui)裂(lie)裂(lie)縫(feng)腐(fu)蝕(shi)和(he)焊(han)縫(feng)裂(lie)縫(feng)腐(fu)蝕(shi),切(qie)不(bu)可(ke)掉(diao)以(yi)輕(qing)心(xin)。因(yin)為(wei)熱(re)風(feng)爐(lu)建(jian)成(cheng)投(tou)產(chan)時(shi)就(jiu)已(yi)經(jing)存(cun)在(zai)母(mu)材(cai)龜(gui)裂(lie)裂(lie)紋(wen)和(he)焊(han)縫(feng)裂(lie)紋(wen)並(bing)正(zheng)在(zai)逐(zhu)漸(jian)被(bei)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)滲(shen)進(jin)腐(fu)蝕(shi);應采取外貼一層裝飾殼體加保溫的方法既美化又保溫,確保已經存在應力裂紋和焊縫裂紋的爐殼溫度高於100℃,堵截腐蝕介質滲透腐蝕龜裂裂縫和焊接開裂裂縫,確保高壓超高風溫熱風爐爐殼長壽穩定、承重承壓在安全的狀態。(劉世聚)
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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