转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析
转炉汽化冷却烟道失效常见原因及其处理
2019年第5期汽化冷却烟道与转炉氧枪连锁控制，主要由活动烟罩（裙罩）、固定段烟道、可移动段烟道、冷却烟道和斜弯烟道组成。
转炉吹氧炼钢时炉口喷出大量高温煤气，遇空气少部分燃烧后温度高达1700℃左右，汽化冷却烟道的工作原理与换热器相同，利用高温烟气的热量将通过软化处理和除氧处理的冷却水蒸发，利用水的汽化潜热带走冷却部件的热量来达到后续的除尘净化和煤气回收以及环境保护的工艺要求。
因工况环境十分恶劣，导致转炉生产运行过程中经常会出现水冷壁钢管破裂爆管等泄漏现象，严重影响到转炉的正常运转。
严重漏水还会产生蒸汽使烟道的过风量变大，可能造成烟气外溢造成污染，影响煤气的回收率和烟道余热的利用，大量软水被浪费，检修频繁，不仅对汽化冷却烟道的安全平稳运行产生重大隐患，还严重降低了生产效率。
为此，阅读文献可望找出冷却烟道失效的原因及其处理措施。
汽化冷却烟道失效常见原因分析（一）周期性交变热应力以某钢厂120t 的转炉生产为例，转炉一次炼钢周期为35min 左右，吹氧时间段在炼钢周期的中期，耗时约15min （补吹除外），进入汽化冷却烟道的炉气量可达76000m 3/h （标态下），温度高达1700℃左右，此时间段冷却烟道的热负荷急剧增加，管壁温度也陡增，转炉吹氧结束后，相应的热负荷也急剧降低，管壁温度随之下降，直到下个吹炼期，期间间隔20min 左右。
烟道内的热负荷频繁急剧变化，导致水冷管不仅受到周期性交变热应力，在热疲劳作用下的钢管表面通常会产生横向的疲劳裂纹，这与机械疲劳中观察到的疲劳裂纹相似。
管壁也会因频繁产生的轴向拉压应力而产生塑性变形，如此反复，烟道管就会产生大量竹节状热疲劳裂纹（蠕变），高温蠕变使得在金属管壁的微观结构中沿着固化晶界析出的碳化物会加速晶粒间裂纹的扩展。
裂纹扩展直至破裂，产生蒸汽泄露，影响汽化冷却烟道使用寿命。
（二）水循环恶化烟道结构设计不合理导致配水管不均匀，大部分烟道采用自然循环的水循环方式导致冷却水动力不足，上升管、下降管、受热管水循环阻力变大，冷却效果不好，造成冷却水管因水循环不良引起局部过热，循环水不能快速有转炉汽化冷却烟道失效常见原因及其处理程晓恬（广西钢铁），庞通，潘刚（技术中心）钢厂交流132019年第5期效地冷却管壁，管壁超温破裂漏水；同时，水循环异常波动引起水冷管液面脉动，当脉动表现为剧烈的水击现象时，会使焊缝断裂；在热流密度过大，热量陡增的过程中，受热管中水容易由核态沸腾转变为膜态沸腾，传热受到汽膜的阻隔，管子内壁得不到水的连续冷却，冷却水与管壁发生传热恶化，管子因管壁温度超高过热受损；热流场强度分布不均，特别在烟气侧涡流区部位，导致局部受热面热流密度过高，冷却水不能连续汽化，在蒸汽及饱和水的交替作用下，汽化点由于高频率水击引发疲劳损伤爆管。
安钢100t转炉汽化烟道漏水原因及改进方法
总720期第二十二期2020年8月河南科技Henan Science and Technology安钢100t转炉汽化烟道漏水原因及改进方法刘军海（安阳钢铁集团有限公司，河南安阳455004）摘要：汽化烟道是转炉炼钢的关键设备之一，其安全性关系到转炉炼钢的稳定性和高效性。
本文结合安钢100t转炉汽化烟道，分析其漏水原因，总结其日常维护要点，并针对问题提出改进措施。
关键词：转炉；汽化烟道；漏水；结垢中图分类号：TF341.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）22-0058-02 Analysis on Leakage Causes and Improvement Methodsof Anyang Iron&Steel Group Co.Ltd100Ton BOFLIU Junhai（Anyang Iron&Steel Group Co.,Ltd.，Anyang Henan455004）Abstract:The vaporized flue is one of the main equipments that belong to BOF steelmaking,it’s safety refer to BOF steelmaking’s high efficiency and bining at the100ton BOF vaporized flue institution of Anyang iron &steel Group,it analysed its safety institution and summarized maintenances usually，and advanced some improve⁃ment measures for the problems.Keywords:BOF；vaporized flue；leak；structure；improve1研究背景安阳钢铁公司规划的100t顶底复吹转炉工程是安钢三步走发展战略规划的第一步，该工程于2004年3月26日正式投产，5月份产量10万t，达到设计生产能力，创造了国内同类炉型建设周期最短、达产最快的记录。
转炉汽化烟道末段漏水原因分析及改进措施
116管理及其他M anagement and other转炉汽化烟道末段漏水原因分析及改进措施宋君瑞（河钢乐亭钢铁有限公司，河北 唐山 063011）摘 要：从水质、管道材质、烟道结构及循环方式等方面进行分析，找出转炉汽化系统末段烟道漏水的原因，并针对问题给出相应的参考方案，以提高末端烟道的使用寿命，保证生产稳定运行。
关键词：转炉；末段烟道；漏水；使用寿命中图分类号：TF341.1 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）20-0116-2收稿日期：2021-10作者简介：宋君瑞，男，生于1989年，山东德州人，工程师，硕士，研究方向：冶金机械。
在整个炼钢工艺中，转炉汽化系统主要通过将烟道内冷却软水变为水蒸汽，以达到吸收烟气热量及降低烟气温度的目的，并通过蓄热器稳压后外送蒸汽发电机组进行发电。
同时，作为转炉炼钢工艺的一部分，汽化烟道疏导吹炼时产生的烟气进入除尘系统，直接参与炼钢生产[1]，在冶金生产中占有十分重要的地位。
以唐钢二钢轧厂65t 转炉为例，汽化烟道共分五段，按烟气流向依次为：活动烟罩、Ⅰ段烟道（炉口段）、Ⅱ段烟道、Ⅲ段烟道和末段烟道，结构示意图见图1。
活动烟罩采用强制循环冷却，其余各段采用自然循环冷却。
在生产后期，转炉末段烟道频繁出现漏点，引发漏水事故。
烟道漏水会产生以下影响：（1）烟道内漏水会产生大量蒸汽，导致烟道内过风量增大，易造成烟气外溢，引发环保事故。
（2）漏水处理不及时，炉坑内出现积水时，熔融金属遇水会引发爆炸，造成重大安全事故。
（3）造成软水资源浪费。
（4）影响煤气收得率。
（5）影响烟气余热回收率。
图1 烟道结构示意图1-活动烟罩；2-Ⅰ段烟道（炉口段）；3-Ⅱ段烟道；4-Ⅲ段烟道；5-末段烟道1 漏水原因分析考虑到生产节奏紧张，当末段烟道出现漏水时，为了尽可能减少对正常生产运行的影响，只能进行临时焊补，不仅耗费大量人力物力，而且极易发生复漏，无法从根本上解决漏水问题。
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案转炉汽化冷却烟道泄漏是指在转炉冷却过程中，烟道与外界存在不完全密闭造成煤气泄漏的现象。
这种泄漏会导致冷却效果下降、煤气浪费、能耗增大等问题。
本文以转炉汽化冷却烟道泄漏为研究对象，对其故障原因进行分析，并提出相应的解决方案。
一、故障原因分析1. 气密性差：转炉汽化烟道在使用过程中，由于长时间的高温高压作用，烟道内壁易产生开裂、松动等问题，导致其气密性下降，造成煤气泄漏。
2. 焊接质量差：烟道在制造过程中，焊接工艺不当或操作不规范，容易导致焊缝存在缺陷，从而引起泄漏。
3. 老化磨损：烟道在长时间的高温高压环境中易受到磨损，尤其是转炉汽化冷却烟道承受着高温腐蚀和磨损，导致烟道泄漏。
二、解决方案1. 加强维护管理：定期对转炉汽化冷却烟道进行检查和维修，及时发现和解决烟道问题，防止磨损和老化。
2. 提高焊接质量：加强操作规范，采用适当的焊接工艺和材料，确保焊缝质量，减少泄漏风险。
3. 安装密封装置：在转炉汽化冷却烟道的接口处安装密封装置，增强烟道的气密性，防止煤气泄漏。
4. 进行热工分析：通过对转炉汽化冷却烟道的热工分析，确定烟道的温度和压力分布情况，减少烟道热腐蚀和磨损，延长使用寿命。
5. 优化烟道结构：采用合理设计和优化烟道结构，增加烟道的强度和密封性，减少泄漏的风险。
6. 使用高温耐磨材料：选用高温耐磨材料来制造转炉汽化冷却烟道，提高其抗磨损和耐腐蚀性能，减少烟道泄漏的问题。
针对转炉汽化冷却烟道泄漏问题，需要加强设备的维护管理，提高焊接质量，安装密封装置，进行热工分析，优化烟道结构，并使用高温耐磨材料。
通过采取这些措施，可以有效解决转炉汽化冷却烟道泄漏问题，提高炉冷效果，减少能耗，提升生产效益。
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案一、引言转炉汽化冷却烟道泄漏是钢铁生产过程中常见的问题，它会导致不仅效率降低，还可能对生产环境和工人健康造成严重影响，因此及时排查并解决烟道泄漏问题显得尤为重要。
本文将对转炉汽化冷却烟道泄漏故障进行分析，并提出解决方案，以期对相关人员有所帮助。
二、分析问题1. 烟道泄漏的原因转炉汽化冷却烟道泄漏的原因有很多，主要包括以下几个方面：（1）烟道材质老化：长期高温、腐蚀性气体的作用会导致烟道材质老化，出现裂缝或不密封的情况；（2）操作不当：转炉操作过程中，如果处理不当会导致烟道泄漏，比如烟道连接处未紧固、烟道遭受外力撞击等；（3）设备老化：转炉汽化冷却设备使用时间较长，设备本身就会出现老化现象，导致烟道泄漏；（4）材料选用不当：如果烟道材料选用不当，比如材质不耐高温、不耐腐蚀等，也会导致烟道泄漏。
转炉汽化冷却烟道泄漏会带来一系列的问题：（1）影响生产：烟道泄漏会导致汽化冷却效果降低，影响钢水温度控制，进而影响整个转炉冶炼的稳定性和效率；（2）环境污染：烟道泄漏会导致有害气体泄漏到环境中，对周围环境造成污染；（3）员工健康受损：烟道泄漏的有害气体对员工的健康造成危害，长期接触可能引发职业病。
及时发现烟道泄漏是关键，常见的检测方法包括：（1）目视检测：通过目视检查烟道连接处及其周围是否有裂缝、破损、漏风现象；（2）烟气分析：通过对烟气成分进行分析，检测烟道泄漏情况；（3）超声波检测：利用超声波设备对烟道进行泄漏检测，可以快速准确地发现烟道漏风点；（4）压力差检测：利用压力差装置对烟道进行泄漏检测，发现泄漏点。
三、解决方案1. 定期检查维护定期对转炉汽化冷却烟道进行检查维护是防止烟道泄漏的有效手段，可以发现问题及时处理，降低泄漏风险。
2. 使用合适的材料在烟道建造过程中，选择合适的材料非常关键，应使用耐高温、耐腐蚀的材料，以确保烟道的密封性和稳定性。
3. 增加安全防护装置在烟道周围增加安全防护装置，如防风罩、防护网等，可以有效减少烟道受到外力损害的可能性。
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析
Ｔｈｅ Ｌｅ ａ ｋａ ｇ ｅ Ｆａ ｉ ｌ ｕｒ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｅｖ ａ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｃｏ ｏ ｌ ｉ ｎｇ Ｆｌ ｕｅ
Ｑ Ｉ Ｕ Ｘ ｉ ｎ ｇ — Ｗ Ｕ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｃ ｈ ｕ ｎ — ｇ ｅ
摘要 ： 针 对 转炉 炼钢 厂汽化 冷 却烟 道 的漏水 故 障 ， 对 系统 泄 漏 点进 行 了长期 检 测 ， 结 果表 明 ， 汽化 烟 道 在 转炉 冶炼过 程 中出现 受 热管 管壁撕 裂现 象 ． 产 生渗 漏 。活动 烟 罩和 固定 烟道 不 同程 度 地存 在 腐 蚀 疲 劳现 象。对 转炉汽 化 冷却烟 道进 行 了改造 ， 改造 后运 行 良好 。
承受 最 高 的炉气 温度 和剧 烈 频 繁 的 温度 变化 ． 同 时
它 与转 炉 的生产 过 程直 接 相 连 ， 作 为 转 炉 炼 钢 工 艺
的一部分直接参与炼钢生产 ， 转炉汽化冷却烟道组
成 部件 如 图 １所示 。 凌 源 钢铁 集 团 有 限 责任 公 司 炼 钢 厂 ３ 转 炉 首 段烟 道 和 活动 烟 罩 于 ２ ０ ０ ５年 １月 ２ ８日投 产 ， 投 产 １ ６个 月后 大面 积泄漏 ， 烟 道平 均 １个 月需 停 炉 补 焊 ４～ ６次 。泄 漏点 主要 分 布在 首段 烟道 下料 口附 近 ２
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｔｅ ｒ ｒ ｌｕ ｆ ｅ；ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ；ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｔ ｉ ｇ ｕｅ
１ 存 在 的 问题
转 炉汽化 冷却 烟道 是转 炉炼 钢 的主要 配套 设备
之一 ， 该设备在工作时要最大限度地收集高温烟气 。
冶炼厂汽化冷却烟道出现故障的原因及解决措施
冶金冶炼M etallurgical smelting冶炼厂汽化冷却烟道出现故障的原因及解决措施杨 柳（中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北 石家庄 ０５００００）摘 要：采用循环水转化设备中的热量，使热量转变为蒸汽，以此来降低冶炼厂汽化冷却烟道的温度，确保设备的常规运行，可达到冷却烟道的最终目的。
文章对汽化冷却技术、冶炼厂汽化冷却烟道的优势及其构成进行了详细阐述，然后分析了其运行原理，探究了汽化冷却烟道的漏水原因以及解决措施，最后剖析了汽化冷却的具体运用。
关键词：冶炼厂；汽化冷却烟道；漏水原因中图分类号：ＴＦ７１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０１－００１６－２Causes and solutions of failure of vaporization cooling flue in smelterYANG Liu（Ｓｉｎｏｓｔｅｅｌ Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ＆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｏ ｃｈａｎｇｅ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｉｎｔｏ ｓｔｅａｍ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｌｕｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｍｅｌｔｅｒ， ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ， ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｕｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｌｕｅ ｉｎ ｓｍｅｌｔｅｒ， ａｎａｌｙｚｅｓ ｉｔｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｌｅａｋａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｌｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ．Keywords: Ｓｍｅｌｔｅｒ； ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｌｕｅ； ｌｅａｋａｇｅ ｒｅａｓｏｎ在冶炼转炉净化系统中，汽化冷却烟道是其非常关键的设备，也是转炉冶炼中极易产生故障的设备，汽化冷却烟道是否正常对转炉连续生产有着直接影响。
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案转炉汽化冷却烟道是转炉炼钢工艺中非常重要的部分，它主要用于传送高温烟气和冷却废气。
在使用过程中，烟道泄漏故障时常发生，这不仅影响了生产效率，也容易造成安全隐患。
必须及时分析并解决转炉汽化冷却烟道泄漏故障，确保炼钢工艺的正常运行。
1. 泄漏原因转炉汽化冷却烟道泄漏可能由多种原因引起，主要包括以下几个方面：a. 设备老化：由于长期使用和高温腐蚀，烟道的密封性能逐渐下降，导致泄漏。
b. 设计缺陷：部分烟道在设计制造时存在一些结构上的缺陷，容易导致泄漏。
c. 安装失误：烟道安装时未能保证密封性，或者在运输过程中受到损坏，都会导致泄漏。
d. 温度过高：烟道在高温下长时间运行，可能导致部分部件变形，造成泄漏。
2. 泄漏位置烟道泄漏可能发生在多个位置，主要包括烟道连接处、焊接点、接头处以及烟道本身的表面。
这些位置的泄漏有时由于腐蚀和温度变化引起，有时则与结构设计和材料选择有关。
3. 影响a. 降低冷却效果：泄漏会导致冷却废气无法完全传送到预定位置，影响冷却效果。
b. 能耗增加：由于泄漏会导致冷却系统的压力降低，需要增加风机功率来维持正常的运行。
c. 环境污染：泄漏的冷却废气可能含有高浓度的有害气体，对周围环境造成污染。
1. 定期检查和维护为了避免转炉汽化冷却烟道泄漏，首先应建立定期检查和维护制度。
在日常生产中，需要定期对烟道进行全面检查，特别是焊接点、连接处等易发生泄漏的部位，及时发现并修复存在的问题。
2. 使用优质材料和密封件在选材和安装时，应选择优质材料和密封件，例如高温合金钢、耐高温橡胶等，以确保烟道的密封性能和耐腐蚀能力。
对于一些易泄漏的部位，还可以增加密封条和补偿器，提高密封性。
3. 强化设备保护为了降低高温和腐蚀对烟道的影响，可以对烟道进行保护措施，例如采用耐磨耐腐蚀的内衬板，或者进行表面加工处理，延长烟道的使用寿命。
4. 加强技术培训对操作人员进行相关的技术培训，提高其对设备的操作和维护意识，加强设备的日常管理和维护，确保设备的正常运行和安全生产。
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结语
［７］
版社，２００３：１６—９２． 杨熙珍，杨武．金属腐蚀电化学热力学电位－ｐＨ图及其 应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９１：１０６—１０７．
通过对转炉汽化冷却烟道系统进行热负荷及其
（上接第５０页） 致使辊子在钢材表面压起波浪形的耳子，前面辊子 压起的耳子被随后赶到的辊子压于钢材的表面．从 而产生裂纹。重新设计轧辊时，增大辊角，这样在热
结语
车轴热轧件裂纹产生的原因是折叠引起的．产
［３］杨伶俐，包燕平，刘建华．钢中夹杂物［Ｊ］．炼钢，２００９，
２５（４）：３５—３７．
生折叠的主要原因是车轴原材料存在缺陷。硫、磷
等杂质元素的含量偏高，非金属夹杂物含量过多，带 状组织级别较严重，这是产生折叠的主要原因。
１）选材时应严格考虑钢材的洁净度．控制硫、 磷等有害杂质元素的含量，严格控制各种低倍缺陷
取以上部分措施，有效控制了烟道泄漏和反复出现 裂纹的问题，检修周期延长１倍以上，大大降低故障 时间，保障了生产的顺利运行，创造了经济效益。
修正与汽化冷却烟道相接管道的不合理走向和管道 支吊架，降低由于管道转移给烟道的应力。首段烟 道前后、左右４个支座采取活动滑道式安装，首段烟 道与中Ｉ段烟道联接的膨胀节保持膨胀间隙不小于
１）应力循环频率。其影响很显著，应力循环频 率越低，腐蚀疲劳越严重。
２）疲劳加载方式。影响的顺序为：扭转疲劳＞
２泄漏原因分析
按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，分为 全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是指腐蚀分布于整 个金属的表面。全面腐蚀有各处腐蚀程度相同的均 匀腐蚀，也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐 蚀。腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部 腐蚀。尽管局部腐蚀的腐蚀量不大，但是由于其局 部的腐蚀速度很大，可造成设备的严重破坏，甚至爆 炸，因此其危害更大。许多金属材料构件都工作在 腐蚀的环境中。同时还承受着交变载荷的作用。与
［４］
李炯辉．金属材料金相图谱［Ｍ］．北京：机械工业出版 社，２００６：５９７—５９８．
［５］胡庸祥，钱苗根．金属学［Ｍ］．上海：上海科学技术出 版社．１９８２：２１１—２１４．
万方数据
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 邱星武， 刘春阁， QIU Xing-wu， LIU Chun-ge 邱星武,QIU Xing-wu(四川建筑职业技术学院材料工程系,四川德阳,618000)， 刘春阁,LIU Chun-ge(四川 建筑职业技术学院交通与市政工程系,四川德阳,618000) 精密成形工程 Journal of Netshape Forming Engineering 2013,5(2)
ＱＩＵ施增一删“，ＬＩＵ
（Ｓｉｅｈｕａｎ
Ｃｈｕｎ—ｇｅ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｅｙａｎｇ
６１８０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ
ｔｏ
ｔｈｅ ｌｅａｋｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｓｔｅｅｌ ｍａｋｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｌｕｅ，ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｔｅｓｔ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ
到烟道、罩上。烟道、罩由于长期受到高温钢液粒子
和烟气颗粒的冲蚀、周期性温度变化，导致产生“竹
壁撕裂现象，产生渗漏。活动烟罩和固定烟道不同 程度地存在腐蚀疲劳现象。汽化冷却系统发生的全 面腐蚀由除氧效果不佳引起。含氧量超标会造成包
括汽化冷却烟道、汽包和管道整个系统的腐蚀，同时
节状”热疲劳裂纹、麻点和穿孔漏水等现象。另外
ａｒｅ
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｆａｔｉｇｕｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｏｖａｂｌｅ ｓｍｏｋｅ
ｃｏｖｅｒ
ａｎｄ ｆｉｘｉｎｇ ｆｌｕｅ．Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ｖａ—
ｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｌｕｅ ｉｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｉｓ ｉｎ ｇｏｏｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｏｒｄｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｆｌｕｅ；ｌｅａｋａｇｅ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｆａｔｉｇｕｅ
作者简介：邱星武（１９８２一），男，辽宁朝阳人，博士研究生，讲师，主要从事材料成形及表征方面的研究。
万方数据
同，活动烟罩泄漏点分布无规律，通常发生在喷头堵
塞和联箱管上。
也会加剧腐蚀疲劳。腐蚀疲劳是在腐蚀与循环应力
的联合作用下产生的。影响金属腐蚀疲劳的因素主 要有以下几方面。
存在的故障不仅直接影响了炼钢的生产。而且造 成浪费，使成本提高，同时给生产带来了安全隐患。
的级别。
２）增大辊角，减小热轧时的横向拉应力。 ３）因本批材料尚未出厂，应回收已生产的车
轧钢材表面没有发现肉眼可见裂纹，但在对钢材进 行磁粉探伤时，发现仍有磁粉堆积。这说明钢材中 仍然存在显微裂纹或带状非金属夹杂物，所以这种 材料仍然不能使用。
４பைடு நூலகம்
轴，并对剩余的原材料作相应处理。
参考文献：
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ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｌｅａｋ ｐｏｉｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｗａｌｌ ｔｅａｒ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ ｖａｐｏｒｉｚｉｎｇ ｆｌｕｅ ｈｅａｔｅｄ ｔｕｂｅ ｉｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｓｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈａｎ ｌｅａｋａｇｅ ａｐｐｅａｒｓ．Ｔｈｅｒｅ
腐蚀，微观腐蚀在交变应力作用下发展成裂纹。裂 纹在交变应力和裂纹尖端阳极溶解过程的共同作用 下，不断发展。腐蚀疲劳裂纹的特征是：在宏观上裂 纹常常成群地、丛状地垂直于应力方向分布；微观上 裂纹多是穿晶分布，不分枝或很少分枝。当应力较 小，以腐蚀作用为主时，裂纹端部多呈圆钝状，反之
则端部略尖。腐蚀性热疲劳损坏，一般产生的裂纹 不大，很少发生爆破，在断口上既有腐蚀破坏特征，
团 津
转炉汽化 冷却４ｊｑ道
炉口
过渡段
图１转炉汽化冷却烟道
Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｆｌｕｅ
１６个月后大面积泄漏，烟道平均１个月需停炉补焊 ４～６次。泄漏点主要分布在首段烟道下料口附近２
收稿日期：２０１２－０９．１０
ｍ内，绝大多数为横向裂纹，烟气侧管壁厚度有较严 重的减薄现象，最薄只有１．５ ｍｍ。与首段烟道不
１存在的问题
转炉汽化冷却烟道是转炉炼钢的主要配套设备 之一，该设备在工作时要最大限度地收集高温烟气， 承受最高的炉气温度和剧烈频繁的温度变化。同时 它与转炉的生产过程直接相连。作为转炉炼钢工艺
的一部分直接参与炼钢生产，转炉汽化冷却烟道组 成部件如图１所示。 凌源钢铁集团有限责任公司炼钢厂３“转炉首 段烟道和活动烟罩于２００５年１月２８日投产，投产
精密成形工程
第５卷第２期
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析
邱星武８，刘春阁６
（ｍｉｌｌ建筑职业技术学院ａ．材料工程系；ｂ．交通与市政工程系，四川德阳６１８０００）
摘要：针对转炉炼钢厂汽化冷却烟道的漏水故障，对系统泄漏点进行了长期检测，结果表明，汽化烟道 在转炉冶炼过程中出现受热管管壁撕裂现象．产生渗漏。活动烟罩和固定烟道不同程度地存在腐蚀疲劳现 象。对转炉汽化冷却烟道进行了改造，改造后运行良好。
７９．７
参考文献：
［１］孙秋霞．材料腐蚀与防护［Ｍ］．北京：冶金工业出版 社，２００１：５５—８７． ［２］陆永亮，曹美霞．重型盐雾试验影响因素探讨［Ｊ］．梅 山科技，２０１２（１）：５６—５８． ［３］ 陈鸿海．金属腐蚀学［Ｍ］．北京：北京理工大学出版 社．１９９５：１２—５６． ［４］徐京辉．盐雾试验及盐雾试验箱应用技术基础［Ｍ］． 北京：国防工业出版社．１９９３：２７—４０． ［５］ 曾荣昌，韩恩厚．材料的腐蚀与防护［Ｍ］．北京：化学 工业出版社，２００６：９－７５． ［６］杨德钧，沈卓身．金属腐蚀学［Ｍ］．北京：冶金工业出
面的保护膜。由于电化学腐蚀在滑移处会产生微观
２）首段烟道与中Ｉ段烟道联接的膨胀节保持 膨胀间隙为７８．９ ｍｍ，小于原设计的７９．７
却用槽钢固定于平台。
ｍｍ。
３）首段烟道支撑座按图纸要求应悬空．但目前 ４）管道支架布置不合理导致活动烟罩和固定 烟道热膨胀受限。烟道及管道安装偏差也造成了热
膨胀受限和过大的热应力。
敏感性较大［５～。。 活动烟罩和固定烟道存在很大的热应力，经仔
细核对原设计图纸和现场检测，主要发现以下问题。 １）首段烟道前后、左右４个支座采取焊接固定
式安装，未给烟道膨胀留有空间。
侵蚀性环境的联合作用往往会显著降低构件疲劳性 能，这种疲劳损伤现象称为腐蚀疲劳。腐蚀疲劳又 称为交变应力腐蚀。在交变应力，如热应力或弯曲 应力的作用下，金属晶格间产生滑移，破坏了金属表
ｍ，给烟道膨胀留有足够空间。 针对烟道、罩磨薄情况，采用先进的热喷涂工艺
对其进行了表面强化处理。固定烟道斜段下半周受 热管的磨损问题可通过改进管材来解决，原来采用
的材料是２０钢．其缺点为气焊时厚度小，外形要求
严格、形状复杂的制件上易发生裂纹。改进后所选
材料为高铬合金钢，其在高温下硬度高，表面可形成 硬且韧的玻璃状氧化物，高温下氧化速度不快。另 外也可以通过增加管壁厚度来解决。
惰性环境中承受交变载荷的情况相比，交变载荷与
旋转弯曲疲劳＞拉压疲劳。 ３）介质的腐蚀性。溶解氧、温度、ｐＨ值和溶液 成分都会影响腐蚀疲劳。 ４）施加极化电流。一般说来，阴极极化可抑制 腐蚀疲劳，而阳极极化则促进疲劳。 ５）材料耐蚀性。耐蚀性较高的金属，如钛、铜 及其合金、不锈钢等对腐蚀疲劳的敏感性较小；耐蚀 性差的金属，如高强铝合金、镁合金等对腐蚀疲劳的