利用自蔓延——重力分離技術,采用鋼管內壁局部襯陶瓷的加工方法,開發出高溫噴煤槍及管道,其主要特性:
1、管道使用壽命長,更換率低,保證了使用周期,減輕了工人的勞動強度
2、高溫噴煤槍的槍位穩定,減少高爐休風,提高生產率
3、穩定和增加噴煤量,實現大噴吹,降低煉鐵成本
4、可修復舊槍,延長高溫噴煤槍使用壽命。
5、保證了工人更換高溫噴煤槍作業時的安全系數。
自蔓延(SHS)理論是自蔓延高溫合成理論的簡稱,也稱燃燒合成理論,是利用化學反應自身放熱制備材料的新技術,是當今新材料制備技術的前沿科學,是我國“863”高新技術研究開發項目。特別是高溫噴煤槍制造技術的開發應用,我國在國際上占據地位。為進一步擴展鋼管陶瓷內襯技術,解決異型管件的陶瓷內襯、特別是異型管件的局部陶瓷內襯,采用鋁熱——離心法無法制備。我國少數科研院校及少數學者都在進行探討和研究。
隨著噴煤比的大幅提高,煤粉燃燒率成了人們普遍關注的問題,為此許多鋼鐵廠將原單管式噴槍成了各式各樣的套管式同軸噴槍。外管通以壓縮空氣或氧氣,根據流體力學原理,使輸入的壓縮空氣或氧氣經套管及旋流噴嘴后產生旋流,使煤粉與熱風或氧氣充分接觸,以提高煤粉燃燒率。
本鋼1988年即開始對輸入壓縮空氣的套筒式旋流噴槍進行了研究與試驗。特別對于200kg/tFe以上高噴煤率的高爐,在歐洲產生的氧煤槍已成為一個研究的熱點。
原西德蒂森鋼鐵公司通過對氧煤槍的結構優化(在風口上方直接供氧)曾在焦比為268kg/tFe時,噴煤比達到了224kg/tFe。在國內,北京科技大學、包鋼、攀鋼、鞍鋼、東北大學等都對氧煤槍進行過研究與試驗。
目前高溫噴煤槍僅槍頭長800mm部位使用1Cr18Ni9Ti不銹鋼管,不銹鋼在高溫下的氧化屬于典型的化學腐蝕。高溫噴煤槍破損狀況基本分兩種:
(1)槍體外管嚴重氧化損壞。外管槍體前端200~300mm脫落,呈現不整齊斷面,同時在管體表面形成2~4mm多層疏松的尖晶石型氧化皮,冷態后輕輕敲擊即會剝落。
(2)內管沖刷磨損損壞。由于煤粉以25m/s速度沖體內壁,高溫噴煤槍,風溫達1100℃,基體強度下降,加劇了沖刷磨損效應。管體壁形成沙溝狀溝槽并因沖刷減薄,甚至局部磨出破洞。
分析因損壞而換下來的高溫噴煤槍,60%~80%屬于嚴重氧化、燒損;20%~40%因煤粉沖刷而破損。槍體彎曲部位磨破。
由于各風口工況不同,每一風口溫度、周圍氣氛、噴煤量不同,高溫噴煤槍的使用壽命也有差別,平均壽命15天。煤比對高溫噴煤槍的使用壽命影響較大,當煤比為150~180kg/t時,壽命平均10天;煤比130~150kg/t,壽命13天;煤比100~130kg/t,壽命15天;煤比80~100kg/t,壽命20天。
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