硬面耐磨鋼板在高爐布料溜槽上的應(yīng)用實踐

張清明

（唐鋼中厚板材有限公司，河北 唐山 0 6 3 0 0 0）

硬面耐磨鋼板在高爐布料溜槽上的應(yīng)用實踐

張清明

（唐鋼中厚板材有限公司，河北 唐山 0 6 3 0 0 0）

布料溜槽是無料鐘爐頂設(shè)備的一個關(guān)鍵部件，其使用壽命關(guān)系到整個無料鐘爐頂設(shè)備工作的可靠性。從實際應(yīng)用角度出發(fā)，對幾種布料溜槽在中小型高爐實踐應(yīng)用中的使用效果進(jìn)行比較，著重對一種新型襯板結(jié)構(gòu)的抗磨布料溜槽的性能及在實踐中的使用效果作了介紹并對進(jìn)一步提高該種溜槽使用壽命提出設(shè)計上的相關(guān)建議。

無料鐘爐頂；布料溜槽；耐磨鋼板；性價比；壽命

1 概述

無料鐘爐頂因其布料方式靈活，利于控制煤氣流合理分布、保持爐況順行，適應(yīng)現(xiàn)代高爐冶煉高壓操作、高強(qiáng)度、連續(xù)性的特點，在現(xiàn)代高爐中得到普遍應(yīng)用。布料溜槽作為無料鐘爐頂?shù)囊粋€關(guān)鍵部件，也是無料鐘爐頂實現(xiàn)布料功能的最后一個環(huán)節(jié)，進(jìn)入爐內(nèi)的爐料均按操作要求通過布料溜槽科學(xué)合理地分布在爐內(nèi)。其位于爐腔頂部，所處工作環(huán)境惡劣，正常工作溫度200～300℃，爐況異常短時可達(dá)900℃。布料溜槽的使用壽命直接關(guān)系到無料鐘爐頂設(shè)備工作的可靠性，布料溜槽的失效會直接導(dǎo)致無料鐘爐頂裝料設(shè)備合理布料功能的喪失，而溜槽的失效主要表現(xiàn)為襯板磨損和殼體變形。

唐鋼中厚板廠有1580m3、1780m3高爐各一座，均采用無料鐘爐頂技術(shù)，爐喉直徑6800mm，爐頂壓力≤0.25MPa，爐頂溫度：正常 200～300℃，異常 500～900℃（短時），設(shè)計利用系數(shù)：平均2.5t/（m3.d），最大3.0t/（m3.d）。在前期高爐生產(chǎn)過程中，布料溜槽落料點處發(fā)生磨穿事故時有發(fā)生，甚至出現(xiàn)過溜槽斷裂脫落嚴(yán)重事故，就如何消除這一困擾高爐正常生產(chǎn)的設(shè)備隱患，現(xiàn)場技術(shù)人員積極與溜槽制造廠結(jié)合就延長溜槽襯板使用壽命做了多次改進(jìn)，最終選擇沈陽哈維爾表面工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的硬面堆焊耐磨鋼板作為溜槽襯板并與生產(chǎn)廠技術(shù)人員結(jié)合在溜槽襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計上做了改進(jìn)，經(jīng)過實際使用，效果較好且溜槽綜合性價比較高。

2 幾種襯板結(jié)構(gòu)布料溜槽使用效果比較

2.1 鑲嵌硬質(zhì)合金襯板結(jié)構(gòu)溜槽

該種襯板結(jié)構(gòu)原理為將硬質(zhì)合金塊燒結(jié)成圓筒形鑲?cè)胧孪燃庸ず玫牧锊刍w耐磨鋼板上的密集孔中固定，硬質(zhì)合金塊的工作面形成了密集的硬點起到耐磨的作用。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)合金塊的耐磨性能非常優(yōu)異，但也存在諸如襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，合金塊鑲嵌密集度不好掌握，使用過程中合金塊容易被物料沖擊脫落，加速溜槽襯板失效，產(chǎn)品制作工藝復(fù)雜、成本較高等缺點。該種襯板結(jié)構(gòu)布料溜槽在我廠1580m3高爐上使用90天后發(fā)現(xiàn)母板銜接處合金塊被物料沖擊脫落，溜槽不能繼續(xù)使用。（圖1使用3個月后鑲嵌硬質(zhì)合金襯板結(jié)構(gòu)溜槽損壞情況）

圖1 鑲嵌硬質(zhì)合金溜槽損壞情況

圖2 高鉻鑄鐵積窩式襯板溜槽損壞情況

圖5 溜槽落料點處襯板磨損狀況

2.2 高鉻鑄鐵積窩式襯板結(jié)構(gòu)溜槽

該種襯板結(jié)構(gòu)原理簡單，采用Cr12型高鉻鑄鐵鑄造成多塊具有一定高度的條形襯板按一定角度、一定數(shù)量安裝在溜槽殼體內(nèi)部使其形成一個個小空腔，在第一次落料后松散的爐料會在空腔內(nèi)安息，達(dá)到料磨料目的，避免了后續(xù)爐料對溜槽內(nèi)部殼體的直接沖擊。該種襯板結(jié)構(gòu)具有如下特點：

圖3 硬面堆焊耐磨鋼板襯板結(jié)構(gòu)溜槽

圖4 溜槽落料點處襯板結(jié)構(gòu)

①從結(jié)構(gòu)上彌補(bǔ)了硬質(zhì)合金高硬度但韌性差的不足。

②在前期使用過程中能有效避免物料對襯板的直接沖擊，積窩結(jié)構(gòu)使布料時料流布控性有較大改善。

③該形式溜槽缺點為體積大、較笨重，單純高鉻鑄鐵鑄造的襯板使用壽命也不理想，綜合性價比不高。我廠高爐上前期使用的該形式布料溜槽基本上在使用8個月后即發(fā)生落料點磨穿，有時甚至將布料器溜槽托架磨壞。（圖2使用8個月后高鉻鑄鐵積窩式襯板結(jié)構(gòu)溜槽損壞情況）

2.3 硬面堆焊耐磨鋼板襯板結(jié)構(gòu)溜槽在襯板結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用積窩式與堆焊耐磨鋼板疊裝結(jié)構(gòu)相結(jié)合，即溜槽落料點處采用硬面堆焊耐磨鋼板疊裝結(jié)構(gòu)，溜槽尾部及落料點下方采用硬面堆焊耐磨鋼板作為積窩板的積窩式結(jié)構(gòu)。（圖3硬面堆焊耐磨鋼板襯板結(jié)構(gòu)溜槽）

溜槽襯板選用沈陽哈維爾表面工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HP308型硬面堆焊耐磨鋼板，溜槽殼體采用SUS304耐熱不銹鋼。溜槽落料點處底板采用規(guī)格為8+6（基材板的厚度+堆焊層的厚度）硬面耐磨鋼板，筋板采用6+14+6（即在14mm基板上雙面堆焊6mm耐磨層）硬面耐磨鋼板并對筋板進(jìn)行堆焊包邊處理，使得溜槽內(nèi)襯板的所有工作面均為耐磨層面。溜槽尾部及落料點下方襯板亦采用6+14+6硬面耐磨鋼板按物料安息角度布置的積窩式結(jié)構(gòu)，使得布料時物料直接沖擊在由松散爐料自然堆積而成的料墊上，不直接沖擊溜槽襯板，物料下滑過程中也是物料之間相對滑動，減輕物料對襯板的滑移磨損。（圖4溜槽落料點處襯板結(jié)構(gòu)）

哈維爾HP308型硬面耐磨鋼板是針對高溫狀況下的磨粒磨損工況而研發(fā)，是以普通Q235B鋼板為基材，表面堆焊一定厚度的耐磨層，該堆焊耐磨鋼板具有良好的抗高溫性（工作溫度可達(dá)1000±5℃）和抗磨性（堆焊硬面層的硬度HRC≥60），適用于高溫磨粒磨損及物料小角度沖蝕磨損。

該種襯板結(jié)構(gòu)形式的布料溜槽在使用壽命上較前兩種溜槽有較大改善，在連續(xù)使用6個月后，只是溜槽落料點處襯板有明顯沖蝕磨損而溜槽尾部及溜槽下方襯板、側(cè)擋板只有微小磨損。該種形式布料溜槽可保證連續(xù)使用10～12個月且不會發(fā)生襯板磨穿現(xiàn)象，在價格上僅為鑲嵌硬質(zhì)合金襯板結(jié)構(gòu)布料溜槽價格的40%，與普通型高鉻鑄鐵積窩式襯板結(jié)構(gòu)的布料溜槽價格相當(dāng)，長時間使用后溜槽殼體基本上不會出現(xiàn)明顯變形，可對到周期換下的溜槽進(jìn)行外殼整形、更換襯板后再次使用，修復(fù)費用約為新溜槽的1/2，在中小型高爐上使用實踐證明其綜合性價比較高。（圖5使用6個月后溜槽襯板磨損狀況）

3 該種溜槽在今后進(jìn)一步改進(jìn)上的建議

落料點處襯板在防脫上及耐磨性能上需作進(jìn)一步加強(qiáng)處理。①可采用塞焊技術(shù)在溜槽殼體背部打孔后與耐磨襯板基體進(jìn)行焊固并避免在落料點處出現(xiàn)襯板銜接縫隙以防止該處襯板被沖擊脫落。②在落料點處將筋板布置密度適當(dāng)加大以進(jìn)一步增強(qiáng)耐磨性，延長襯板使用壽命。

結(jié)語

延長布料溜槽使用壽命，降低高爐因溜槽失效而造成的非計劃休風(fēng)率對充分發(fā)揮無料鐘爐頂裝料設(shè)備的優(yōu)勢具有重大意義，通過與生產(chǎn)實踐密切結(jié)合而改進(jìn)的該新型襯板結(jié)構(gòu)的布料溜槽在中小高爐上的成功應(yīng)用對目前探討如何更好地解決溜槽襯板易磨損問題具有一定的參考意義。

[1]嚴(yán)允進(jìn).煉鐵機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)初版社，1995.

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[3]齊彥峰，宋焯，張坤.淺談高溫耐磨襯板在高爐布料溜槽中的應(yīng)用[J].中國科技博覽，2011（30）.

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