高爐噴煤槍頭破損原因的分析

高爐噴煤是現(xiàn)代高爐冶煉的一項重大技術(shù)革命,高爐噴煤槍頭壽命直接影響噴煤操作與高爐正常生產(chǎn),因此探索高爐噴煤槍頭破損機理、研制長壽命高爐噴煤槍頭成為高爐噴煤技術(shù)的重要課題。

我公司對某高爐實用高爐噴煤槍頭進行跟蹤監(jiān)測,在正常工況下,材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti的噴煤槍平均壽命為32天。失效原因為表面氧化和煤粉流沖蝕磨損所致。從反應(yīng)熱力學(xué)分析了高爐噴煤槍頭外表面氧化損壞機理,并由微切削理論解釋了高爐噴煤槍頭內(nèi)壁出現(xiàn)溝狀磨損痕跡及氣固兩相流動導(dǎo)致高爐噴煤槍頭下半部分先磨損破口的原因。

高爐噴煤槍頭的選擇

高爐噴煤槍頭的選擇要根據(jù)高爐的實際情況來選。首先排除異常損壞的情況。然后，再根據(jù)高爐自身狀況，結(jié)合所確立的休風檢修周期及高爐噴煤槍頭更換周期來選擇適合的高爐噴煤槍頭。高爐噴煤槍頭的選擇首先考慮高溫造成的疲勞損壞。高爐為了充分提高煤粉的燃燒率，就需要不斷追求高風溫、富氧噴吹。所以，高爐噴煤槍頭經(jīng)風口直吹管進入高爐就必須在一個合理的周期內(nèi)經(jīng)受高溫氧化。

目前高溫合金不銹鋼材料是一個經(jīng)濟合理的選擇。為進一步提高能力還可以在材料表面滲透氧化物、碳化物等材料。為大幅度降低焦比，噴煤量在不斷提高。所以煤粉在高壓作用下不斷沖刷磨損高爐噴煤槍頭內(nèi)壁，使高爐噴煤槍頭刷穿磨漏。

另外，高爐噴煤槍頭在高溫環(huán)境中工作，在一定時間內(nèi)會局部變形。所以，選用高溫合金材料和合適的管壁厚度。然后，在一定長度范圍內(nèi)內(nèi)襯剛玉陶瓷。

高爐噴煤槍頭的材質(zhì)選擇

高爐設(shè)備是目前主流的煉鋼工業(yè)爐，目前80%以上的鋼鐵是采用高爐噴煤槍頭系統(tǒng)生產(chǎn)的，高爐噴煤槍頭是高爐設(shè)備中易磨損的配件，其不但有高速還有一千多度的溫度，眾所周知，硬度與溫度有很大關(guān)系，特別是合金材料，在高溫狀態(tài)下，合金隨著溫度升高，越來越軟，這就要求選用合適的耐溫合金，同時還要節(jié)約成本，大都由單一的不銹鋼1Cr18Ni9Ti無縫管制成，后來我公司采用的技術(shù)，將金屬陶瓷內(nèi)襯于高爐噴煤槍頭，單槍的使用壽命可以達到100天。

高爐噴煤槍頭現(xiàn)在外鋼管的主要材質(zhì)有1Cr18Ni9Ti與0Cr25Ni20，1Cr18Ni9T的耐溫性沒有0Cr25Ni20的性能好，但其價格也比0Cr25Ni20要好，因此可以根據(jù)高爐溫度選擇鋼管材質(zhì)，0Cr25Ni20與1Cr18Ni9T在高爐噴煤槍頭中均有應(yīng)用，但不能為了省錢選用碳鋼。