加熱爐在極寒條件下停爐封存模式的研究

岳　　祥王永強　王安龍

（新疆昆玉鋼鐵有限公司，新疆 奎屯 833200）

加熱爐在極寒條件下停爐封存模式的研究

岳祥1王永強2王安龍3

（新疆昆玉鋼鐵有限公司，新疆 奎屯 833200）

針對處于特殊地區(qū)極寒條件下的鋼鐵企業(yè)停產，如何確保加熱爐停產封存后能夠正?；謴褪褂?，如何盡可能減少加熱爐在寒冷條件下停爐封存受到的影響，是需要重點研究的工作。文章綜述了昆玉鋼鐵軋鋼廠兩座加熱爐3年來的冬季封存情況及回裝后運行中出現(xiàn)的問題和處理方法，并提出了改進措施和重點研究方向。

加熱爐冬季封存

2012年以來，鋼鐵形勢進入低迷階段，大批小型鋼鐵企業(yè)關閉，大型鋼鐵企業(yè)部分或整體關閉，鋼鐵企業(yè)去產能已經成為主流形勢。在這種形勢下，尤其對于新疆地區(qū)的部分鋼鐵企業(yè)，由于冬季處于極寒條件下，生產成本及設備維護成本較高，因此在冬季進行停機封存，在春季復產的特殊生產模式應運而生。在這一過程中，對于加熱爐這一特殊設備，頻繁停爐將對設備設施造成極大損害。因此加熱爐在極寒條件下如何做好保護措施，避免耐材等結構造成損壞，就成為了當前研究的重點項目。在昆玉鋼鐵有棒材和高線兩座步進式加熱爐，分別于2013年5月和 2013年8月投入使用，截至目前，棒材加熱爐在 2014年和2015年封存2次，高線加熱爐在2013至2015年封存3次，在封存過程及復產過程中也出現(xiàn)了不少問題。本文將針對冬季封存過程中出現(xiàn)的問題及處理措施進行分析研究，以期待為以后進一步完善極寒條件下加熱爐的封存模式提供參考和借鑒。

1新疆地區(qū)冬季環(huán)境及在用兩座加熱爐簡介

在加熱爐封存的2013至2015年間，新疆當?shù)刈畹蜏囟惹闆r如下：

表1近年溫度統(tǒng)計表

棒材、高線加熱爐分別為年產100萬噸和60萬噸的雙蓄熱步進梁式加熱爐。

2 2013年底高線加熱爐停爐封存措施及效果

由于是第一年封存，主要根據(jù)加熱爐結構形式，從燃燒、汽化、機械等三大系統(tǒng)著手進行封存。

（1）燃燒系統(tǒng)。主要對室外的閥門組進行保溫及蒸汽供暖，室內閥門組進行伴熱帶保溫，三通換向閥閥芯進行拆卸移到保溫房內，流量計及變送器等拆卸后移到保溫房內，風機軸承箱內油放凈。

（2）冷卻系統(tǒng)。主要包括汽化冷卻部分、凈環(huán)冷卻部分及濁環(huán)部分。

① 汽化冷卻部分。主要包括軟水進口、軟水箱、給水泵、汽包平臺部分、循環(huán)泵、分配聯(lián)箱、爐內水梁等，根據(jù)水循環(huán)順序由進口開始，采取先放水在氮氣吹掃在保溫的順序，進行封存。

②凈環(huán)部分。主要懸臂輥、緩沖擋板、攝像頭、爐門框、循環(huán)泵機封、風機軸承箱等進行冷卻，放水后接入壓縮空氣進行吹掃。

③濁環(huán)部分。主要為水封槽用水，放凈后拆卸電磁閥進行封存。封存完畢后將水系統(tǒng)上的渦街流量計等進行拆卸封存。

（3）機械部分。未進行特殊保溫。

（4）出現(xiàn)問題及處理措施。復產回裝時，問題主要集中在水系統(tǒng)上，出現(xiàn)問題如下：

①經過長時間封存，管路內存在銹蝕，送水沖洗后進行排污時，大量立柱排污閥被堵塞，只能停水拆卸進行清理后回裝，帶來大量工作。

②在爐底有左右聯(lián)箱部分，通過DN200球形接頭進行連接，由于考慮不足，大量存水未放凈造成結冰，現(xiàn)場采取蒸汽吹掃融冰措施，融化后進行了試水試壓。

③大量煤氣蓄熱箱體箱板密封漏氣，分析原因主要是密封處采用4mm耐高溫橡膠石棉板，經過冬季封存熱脹冷縮變形后未恢復，導致密封失效，針對這種情況，更換了煤氣部分56個箱板密封。

④對于耐材部分在復產后的運行觀察中，標煤消耗指標明顯偏高，雖然在拆箱檢查時未發(fā)現(xiàn)劈裂、倒塌等明顯損壞情況，但蓄熱換熱能力大大降低。

3 2014年底棒材、高線加熱爐停爐封存措施及效果

在高線封存一次的基礎上進行了全面封存，與第一次封存相比有了如下變化：

（1）燃燒系統(tǒng)。對室外閥門組繼續(xù)進行保溫封存，室內閥門組不在進行保溫，三通換向閥閥芯拆卸高溫段進行保溫封存，剩余部分不拆卸進行對比驗證，流量計及變送器等也不再拆除。

（2）冷卻系統(tǒng)。

①汽化冷卻部分。在去年的基礎上，拆卸所有立柱排污閥，球型接頭連接處松開。

②凈環(huán)部分?；緹o變化。

③濁環(huán)部分。電磁閥不再拆除。封存完畢后水系統(tǒng)上的渦街流量計等也不再拆除。

（3）機械部分未變化。

①經過改進后，換向閥芯密封效果良好，雖然密封經過冬季下的形變，但是在恢復使用后未發(fā)生泄漏情況，只有極個別出現(xiàn)問題進行了及時處理，減少了此部分工作量。

②送水時采用先沖洗在回裝的措施，未再發(fā)生排污閥堵塞等情況，球型接頭處也無積水結冰，效果良好。

③煤氣蓄熱箱體箱板密封同樣發(fā)生大范圍漏氣，驗證高溫石棉板密封經過冬季封存既失效。

④針對耐材部分，棒材蓄熱體大范圍劈裂、倒塌如圖1～2所示。

圖1蓄熱體倒塌

圖2蓄熱體倒塌

同時燒嘴前澆筑成型擋板磚70%以上斷裂、倒塌，此時棒材加熱爐產量為99.7萬噸，運行時間16個月，高線加熱爐運行時間較短產量較低，雖然標煤消耗升高，性能變差但未發(fā)生明顯物理損壞。針對這種情況考慮生產模式，進行了加熱二段和均熱段蓄熱體的更換，在年低封存時進行加熱一段蓄熱體更換。

⑤在生產運行以后，汽化冷卻管路焊口開始頻繁出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

圖3汽化系統(tǒng)焊口開焊

經統(tǒng)計，在復產后棒材加熱爐出現(xiàn)13處，高線加熱爐出現(xiàn)8處。經過分析研究認為，在當?shù)睾錀l件下，管道焊口處應力結構降低，破壞了焊接結構，因此出現(xiàn)大量漏氣點，針對這種狀況，臨時采用了帶壓堵漏，在當年度停產封存時重新打坡口進行焊接。

公路機械設備的管理是一項復雜的工作，需要考慮的因素很多，只要充分認識到現(xiàn)有公路施工過程中機械設備管理存在的問題，才能有針對性地采取一系列措施對其進行控制，確保公路工程施工的順利進行。

4 2015年底棒材、高線加熱爐停爐封存措施及效果

不同于2014年的保溫封存，2015年底進入全面停產階段，原有區(qū)域內的蒸汽保溫、電伴熱保溫等均不在起作用，根據(jù)形勢變化，封存情況作了如下調整。

（1）燃燒系統(tǒng)。室外、室內所有閥門組均不在進行保溫，所有三通換向閥芯也不再進行拆卸；

（2）冷卻系統(tǒng)部分。和2014年一樣，放水徹底后吹掃并拆卸所有立柱排污閥及松動球型接頭；凈環(huán)部分、濁環(huán)部分封存措施無變化；

（3）機械部分未變化。

（4）出現(xiàn)問題及處理措施。

不同于前兩年，在以往封存過程中，還存在部分蒸汽伴熱及電伴熱設施，能夠供重點區(qū)域進行保溫。在今年回裝時發(fā)現(xiàn)重點問題為高線加熱爐爐內水梁低溫段滑塊焊接處存在裂紋現(xiàn)象，如圖4所示。

圖4爐筋管裂紋圖

經過分析，低溫段滑塊為焊接，高溫段滑塊為卡接，連續(xù)焊接的滑塊在寒冷條件下發(fā)生物理變化，造成局部力學性能降低導致出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，此種情況焊接工藝是主要原因，極寒的環(huán)境是誘發(fā)因素。針對發(fā)現(xiàn)的3處裂紋采取割掉滑塊打坡口重新焊接的方法，如圖5～6所示。

圖5裂紋處打坡口

圖6裂紋處重新補焊圖

5結語

經過3年來的冬季封存和保溫，總結出幾點心得體會：

（1）對機械部分，在冬季封存基本不會發(fā)生什么變化，經過3年的封存和回裝已經驗證。

（2）對耐材部分，將大大縮短耐材的使用壽命，從蓄熱體的使用情況就可以看出，耐材平均壽命將縮短一半。

（3）對閥門組等煤氣系統(tǒng)的密封部分，雖然寒冷環(huán)境對聚四氟乙烯材質的密封圈有一定程度的損壞，但總體來說影響范圍較小，在可控范圍內，不必進行大范圍更換。

（4）冬季封存對汽化系統(tǒng)影響較大，尤其是焊口等部位，從出現(xiàn)的大量焊口開焊及水梁焊口裂紋即可發(fā)現(xiàn)。

總的來說，三年來的保溫封存形式一年比一年惡化，開始還有蒸汽及電伴熱設施，但最近已經進入全面封存階段，關鍵設備設施直接暴漏在嚴寒環(huán)境下，對于有條件的情況下，在汽化冷卻管路內充入一定溫度的蒸汽和水進行循環(huán)，將大大提高相應設備的壽命。在鋼鐵市場日趨嚴峻的形勢下，停機限產將會逐步普遍化，針對寒冷條件下的停機封存也將會越來越成熟。

ModelResearchonHeatingFurnaceunderthe Condition of Cold Boiler Seal

YUE Xiang，WANG Yongqiang，WANG AnLong
（Xinjiang KunYu Iron&Steel Co.，LTD，Kuitun 833200，China）

Asthesituationofsteelisbecomingincreasingly rigorous，iron and steel enterprises targeted restricting output，mode of production will gradually popular.For the extremely cold in special areas under the condition of production of iron and steel enterprise，how to ensure resume normal use after the heating furnace production seal，how to minimize the heating furnace in the furnace under the condition of cold seal the impact，are the need to focus on research work.This article summarizes the problems and processing methods in the operation of two heating furnace of steel rolling mills in KunYu after being sealed three winters，and put forward the improvement measures and key research direction.

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