高炉炉壳开裂的不休风焊补

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1、高炉炉壳开裂的不休风焊补高炉炉壳开裂的不休风焊补孙豪杰（天津天铁冶金集团有限公司）摘要本文根据天铁二号高炉炉壳开裂的实际情况，分析了炉壳开裂的原因，对开裂的炉壳采取不休风焊补的方法进行修复，取得了成功，并推广应用于其它高炉，对于以后的生产和维修有一定的参考作用。关键词炉壳开裂不休风焊补修复1前言高炉是一个竖立的圆筒形炉子，它的生产任务是把矿石冶炼成合格的生铁。高炉的生产是借助高炉本体和其辅助设备来完成，是一个相当庞大而复杂的系统，它所使用的设备种类繁多，工作条件恶劣，不仅要承受巨大的载荷，而且还伴随着高温、高压和多尘等不利因素，设备容易

2、磨损、变形和损坏。天铁集团炼铁厂二号高炉2004年3月大修，炉容为700,十六个风口，一个铁口，自立式高炉。设计寿命为十年。投产三年平均利用系数达到2.97，日产生铁2000多吨。由于种种原因，2007年2月26日，高渣口下方炉壳开裂，裂缝宽度7mm。从高渣口向下开裂到炉基底部，全长4.3m,如图1-1所示。1渣口2炉壳裂缝图1-16高炉炉壳开裂的不休风焊补大量煤气外泄。为避免事故的扩展，高炉被迫休风对裂缝进行焊补。由于场地小，作业面狭窄，裂缝又处在上下一条直线上，给焊接修复工作带来很大困难，影响施工进度，昼夜施工七天焊接完毕。同年5月

3、23日原焊缝再次开裂，宽度5mm,休风焊补历时十一天。11月13日第三次开裂。频繁的开裂致使高炉无法继续安全生产。2炉壳开裂的原因分析1）、锌的渗透侵蚀和大量沉积碳产生体积膨胀是炉壳开裂的主要原因。矿石中的锌在高温冶炼过程中气化（1030°c）,锌蒸汽在炉内高压下极易进入碳砖的微孔和砖缝之间，与煤气反应生成ZnO和沉积碳,产生体积膨胀破坏碳砖，当锌在高炉内循环富集到一定程度，积聚在碳砖缝之间的锌，正常生产时，温度大于锌的熔点（419°C）小于沸点（907°C）时，锌为液态，当高炉休风、慢风等造成缝隙间温度低于419°Ｃ时，锌由液态结晶成

4、为固态，这样锌在砖缝之间随温度的变化呈现出固态—液态—固态的循环，在变态过程中体积膨胀，此膨胀力作用在炉壳上，造成炉壳开裂。２)、炉壳钢板质量的影响：天铁二号高炉２００４年大修时，第三带炉壳材料由28mm的Q345改为40mm厚的Ｑ235，强度设计上没有问题，而且可焊接性更好。但是由于当时的市场原因，采购的Q235板是小中板厂的产品，只能保证钢板的化学成分，而不保证力学性能，钢板的内部组织性能存在隐患。通过对开裂附近炉壳取样分析，发现存在较为严重的夹杂和魏氏体组织，晶粒粗大。该类缺陷大大降低了炉壳的抗拉强度，这也是炉壳开裂的原因之一。实

5、际在炉壳裂缝处开坡口时，也发现带状夹杂和气孔，很显然是钢板在轧制过程中产生的缺陷。这些缺陷的存在大大降低了炉壳强度，这也是炉壳开裂的原因之一。3炉壳的修复炉皮频繁的开裂严重影响高炉的安全生产，较为稳妥的修复方式是炉皮挖补并附加冷却棒，国内其它钢铁厂多有采用，并不断有使用效果良好的报道。但是采用此种方式需要长时间休风（48h以上），对高炉生产影响较大，对全公司的生产平衡也有很大影响，因此，决定采取不休风焊补炉壳。不休风焊接炉壳，裂缝有大量的煤气外泄，一定压力的煤气流对焊接作业造成很大困难，同时焊补时施工人员有中毒和被烧伤的危险。在同行业中

6、关于高炉炉壳开裂修复的介绍，都是在休风状态下进行的，不休风焊补炉壳技术还属于空白。通过对开裂原因的分析，结合现场情况，制定了不休风焊补炉壳的操作工艺，具体实施如下。3.1焊前准备由于是在生产过程中焊补，潜在的危险因素很多，如风口风管烧穿，炉墙耐火层烧穿，煤气中毒、烧伤等。对现场的好危险源做好预知分析，采取以下安全防范措施，确保施工人员的安全。1）工作前和炉内值班工长联系明确，并对潜在的重大安全风险制定相应的应急预案，提前组织施工人员实地演练。2）鉴于炉况异常可能会加剧炉皮开裂，高炉要提前调节要好炉况，防止炉况发生大的波动，而且一旦出现炉

7、况异常，立即通知施工人员撤离。6高炉炉壳开裂的不休风焊补3）把风口平台和炉体之间的缝隙用铁板盖严，上面铺100mm厚河沙或耐火料防风口、风管烧穿，烧伤施工人员。4）对施工区周围的炉墙温度及冷却壁水温严密监视，增加检查次数，确保在正常范围之内方可施工。5）风口平台派专人监护，勤查勤看风口工况，发现异常，立即通知施工人员撤离。6）在施工现场安装排风扇加强通风，防止煤气聚集发生危险，为避免煤气中毒和烧伤，施工人员必须佩戴呼吸器，并从裂缝的下部向上施焊。3.2焊工配备作业时，由于工作环境恶劣，高温烘烤、活动困难，所以需要四名焊工，轮流作业，以防

8、因体力消耗降低焊接质量。选派的焊工必须具备中级以上技术水平，有丰富的实际工作经验，且身体素质好具有一定的应变反应能力。3.3、坡口准备用气割把裂缝开出v型坡口，坡口面宽40mm,根部间隙20mm，从裂缝的最