现代大型高炉热风阀高温长寿节能技术.pdf

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1、。：、砖金矿m专题高温长寿节能技术睾皇岛辜冶tI有m公目(河北066318)ⅫⅡ}i翠娥‘擅■】对《自*日阎耐高&长寿命和节n的喜Ⅲ目素作T详尽日奢*介％．并根据分*结{对阃n的选材，镕构f作T＆进设计＆毒e热A阀耐高4，长寿命．节能#$￡i著。I关键词】热目闻高{长寿in一，前言随着世界能辑越来越紧缺，高炉炼铁设备的节能匈题受到整个世界的高度重视。作为热风管线切断设备的热风阀的节能问题提上议事日程。秦冶＆司从2001年开始研制高温、长寿、节能型热风阀，至夸，阀门特点鲜明，节能效果显著。二．热风阀特点

2、1)高温：使用温度1450"C。2)长寿：使用寿命15～20年。3)节能：热风温度降由传统结构的4"C降低到】8℃。所用电能为传统结构的I／4“下。4)节水用水量为传统结构的l／3。387：黑悠。。基于几十年来耐热风阀的研制经验，通过大型计算机软件对阀门的温虚场、热应力场和流场进行模拟I况分析．结合现代高炉技术发展．进行各项研究。井将研究结果应用到阀门的设计制造中去．产品即获得了优异的技术性能。三，阀门研究分析1橱门破坏原因阀门在开启初期，热风流通面积抉小．热风流速增高，0W板热债荷加大，阀扳在垒开状

3、态下．阀板下部长期受热凤涡流扫掠被呋扫出细微沟痘，逐渐产生微观裂纹，裂纹迁延直至漏水。如图1、目2所示。由于阀板漏水．阀体内耐火浩科受潮大片脱落，润体接着也发生破坏。目2晦体轻皱2材料的破坏机理秦冶公司为研究不同材料和防护方式的耐热癌劳性．研制了材料热疲劳试验机，对材料破坏过程进行了大量测试和研究。分析结果表明：】)材料在送风期和燃烧期转换时引起的低周渡热应力循环导致疲劳。2)锕材在高温空气中氧化生效。材料本身的抗氧化性热强性蠖Ⅲft起竹一n世的影】目。3阀门温度场应力场采用三维软件模拟仿真设计，施加

4、等同I况的边界条件，对其温度场、应力场作有限元法应力分析．如月3、圈4所示。分折结果：删娃钢扳的最高温度出现在外水环的两侧．最大应力同样出现在阀板外水环两侧．如图5所示。4锚固钉受热采Ⅲ二维软件给橱扳(有绝热材料屣)施加【450℃温度载荷，对锚固钉的受热作了加载分析，如图6所示。经分析．锚固钉的最高温度选857U．如目7所示。焉巴=蕊屹警黑乞=—呼：_!。．。目3目《§**＆*$Km—m目5目板卦水#表i日轴向#＆m*布并盒矿山手题§“纛：篡焉l’‘‘◆目7镕目钉的i度％5阀门热风通道结构采用擅场分析

5、(如图8、图9所示)．使热风通道更台理．气流对阀体内侧冲刷蛀小。管道变径的存在有利干减小瞄板下沿的气体涡流强度，进而也就减小了热风对阀板和内侧板的冲刷搔蚀．延长阀l的使用寿命。6耐火衬里设计分析阀门内侧板失效机理在阀体风道上方的大侧扳拄热风产生的涡流长时间吹扫．产生径向裂纹。阀门内腔(除密封面外)捣阿高阻热性的耐火材料．既保护阀门内腔钢材，R阻止热量向钢板的传递．减少了热能损失。7热风问节能节水量比较热风阀的冷却水是在永道中循环的水．它是循环利用的，井不足流失掉的。减少热风阀的冷却水量，R是节省了水泵

6、的电能和冷却水升温带走的热能，如圈10所示。将阀门净却水量降低到原来的112．水速减少到原来的I／2．根据能量。式E=O5mv，热风阀阀r]供。。。。。j：：黑39羹睡=’==：=：=：’竺!：!兰羔】目8*R№《#§＆"《＆”$；iIL，；iI?一一●k．-‘j≤菡主通目9#日aat§＆"镕＆H布目目¨■水系统钲小时消耗的电能将减咖到娘求的1／8。适女的耐火潦屡的设口性热从温幢I评⋯传统结枷的4℃捧到18℃。四，结构设计I)大刚度、小水腔设计。像lll：f々冉

7、强度，减少砖却水带走的热越。2)删门内

8、腔(除密封面外)捣陶商性轻艟耐★"咀配合绝热材料降低热饥付达到H能效果。3)热风通道台理没计成变径结拘。减少热风对阀板r沿的i'pIlll。4)共键部位耐热钢丝体版蜒成肜．接触热风自；位无焊缝谍露。提高瞄¨耐热癌嚣性能和抗高温链化性能。五．材料保障1钢材锕材曲选扦乩n1，疗IⅢ考虑钠H的耐热破前rl：；目4{十n0抗轼化性一钢材nof#接“艘’’艟≤o35。奠键挪他震川骶舟台耐热钢镀P}：。2焊接材料选择。J雌村柑B配的悍材焊接，等证鹰璇li。3锚固钉材料铺lq钉选样斛高温合金材料。4耐火村里耐火计q

9、采用高性能耐村组件他川缸皆产巍水W4来石浇筑料}轻质菇来石浇筑耕·绝热材料。I咐材的耐火鹰：I750c。耐材的毒命：>I5年(他川溢膛I450c)。绝热材料的使川温膛：I200六、与国外先进产品比较1结构应力比较(I)lq仆6日舨lq外*q#i勘钻扎结掏．f々却水逆"巾斗盯形．⋯1q饭水瞄口柑化恤0州叫’仃q世佯缝器群札热眦h如闭11所示。此结构删扳J-t由蜒r}】严重，时0目机冷却f均勺。蠖纂爨悯板讣水雌妊瓜-⋯C,(tq热晦，j艟走，m458MPa接