高炉炉顶粗煤气管道研究现状

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第1期I!I：孝钦Vo1．27．No．12008年2月IR0NMAKINGFebruary2008高炉炉顶粗煤气管道研究现状孔垂烛刘京安马鹰李成智黄毅(中冶赛迪工程技术股份有限公司)摘要对高炉粗煤气管道的相关文献资料进行归纳总结，得出了一些结论，可为相关工程设计提供有益参考。高炉炉顶粗煤气管道的连接方式主要有“裤裆管”式、“三岔管”式和“球节点”式，在使用过程中，高炉粗煤气管道出现的问题主要集中在上升管和下降管汇合处管皮和焊缝的开裂，以及下降管本身变形过大。关键词高炉粗煤气系统下降管开裂1引言然

2、后与1根下降管相连，直通除尘器。文献[3]将高炉大型化是世界性趋势，也是我国钢铁结构该连接形式称为“三岔管”式。首钢4号2100m高调整的重要任务¨。高炉大型化对炉顶粗煤气系炉大修时，粗煤气系统也采用了该种连接方式。统带来的显著影响是下降管长度的增加，由于一端唐钢、宣钢、邯钢1260m高炉和太钢1350m高支撑在五通球上，下降管长度增加将会加大本身变炉设计时改进了这种连接方式，4根导出管和上升形，同时，也会恶化五通球的受力状态。本文将以粗管以“人”字形合并成2根上升管后，再用1根近似煤气系统的受力特性，尤其是五通球的受力状态和半圆的钢管把2根上升管连

3、接起来，而下降管就连下降管的变形特性为重点，对高炉粗煤气系统的相接在这个半圆钢管的顶部，如图1所示。这样，减小关文献资料进行综述。了煤气的阻力损失，下降管顶端的高度降低4—5m，2粗煤气管道的连接方式给施工和维护带来了方便。2．1“裤裆管”式我国50—70年代大中型高炉的粗煤气管道基本上都采用的是“裤裆管”式连接，即4根上升管每两根交汇到1根上升总管，每根上升总管侧向导出1根下降管，2根这样的下降管交汇到1根下降总管，每根上升总管上方导出1根放散管。这种连接方式结构简单，但除尘器一般需在高炉对称线上，总图布置不够灵活。70年代，本钢、鞍钢的高炉粗煤气

4、管道的连接对该种方式有所改变，把上升管与下降管的垂直相交改为圆弧相交，成功解决了上升管与下降管连图1唐钢1260m高炉粗煤气管道接处焊缝开裂、管皮开裂导致煤气泄露的问题。这对于没有安装波纹补偿器的高炉是一个非常有效的2．3“球节点”式措施。另外，该种改进还减少了煤气的阻力损失，有高炉炉顶粗煤气管道“球节点”式连接，是将4利于后面的煤气清洗。根上升管向高炉中心位置的上方一次交汇，在交汇2．2“三岔管”式处作一球形壳体节点，再从球形壳体节点上引出下80年代，宝钢1号高炉的粗煤气管道布置有了降管，下降管末端接除尘器。在球节点处实现了五较大的改变]：4根导出

5、管和上升管以“人”字形合管交汇(球节点还要引出较小的放散管)，所以亦叫并成2根后，再以“人”字形合并成1根上升总管，“五通球”。·41·维普资讯http://www.cqvip.com维普资讯http://www.cqvip.com力求减小结构刚度的原则。在结构设计过程中，应高炉炉顶粗煤气管道球形节点进行了有限元分析，力求除尘器抗推刚度与上升管抗推刚度相接近，以下降管与球壳交汇处因形状突变，局部高峰应力较使下降管两侧构件水平位移接近。为减小除尘器的严重，但数值不大。各种工况下球壳最大应力均发抗推刚度，除尘器与支架间宜设计成弹性连接。生在左后下降管与球

6、壳交界处，球壳最大等效应力文献[10]采用杆单元与壳单元耦合的方法对值见表2。表2球壳最大等效应力文献[4]采用MSC．Nastran程序对高炉炉顶粗6参考文献煤气管道球节点的受力特性进行了有限元计算，球1徐矩良．论我国高炉大型化．2001中国钢铁年会论文集，2001．140节点应力的最大计算值比文献[10]大出许多，位置2李嘉年，高炉粗煤气系统设计的改进．炼铁，1993(6)：31—35出现在上升管与五通球交界处。并结合国家关于压3熊拾根．高炉炉顶煤气管道球形节点工艺及应用．钢铁技术，力管道的规定，明确了球节点的分析方法，即分析设1997(5)：2

7、0—22计法。文献[4]还指出按压力容器或钢结构设计原4刘利．球节点分析报告．重庆钢铁设计院，1996年理分析，容许球节点与上升管或下降管连接处的材5毛蕊，马海涛．高炉炉顶煤气管道连接方式的比较．辽宁科技学院学报，2005(2)料出现局部屈服，不会影响球节点的使用安全。6裘琛骆，1号高炉设备改进实践．浙江冶金，2004(3)：355结语7黄幼才，刘友光．武钢特大型高炉煤气下降管变形观测．测绘学本文主要对高炉炉顶粗煤气系统的相关文献资报，1997(1)：84—87料进行了归纳总结和分析，通过本文的初步工作可8杨福军，高炉重力除尘器系统温度推力分析．吉林

8、冶金，1997以看出：(1)：37—40(1)高炉炉顶粗煤气管道的连接方式主要有9张荣钢，王学东，邹贵平．冶