现代高炉所用的内外衬陶瓷高炉喷枪,多采用普通不锈钢无缝钢管或高强度耐热钢管焊接而成,使用寿命较短更换频繁,工人劳动强度大,影响生铁产量,增加炼铁成本,直接制约着高炉喷煤技术的发展。为了延长内外衬陶瓷高炉喷枪的使用寿命,公司研发了内外衬陶瓷高炉喷枪,耐磨耐高温,内外衬陶瓷高炉喷枪采用重力分离技术,开发出陶瓷耐磨耐高温高炉煤粉喷枪,经使用寿命可提高3~6倍。我国“863”高新技术研究发展计划,充分显示了我国参与这一国际竞争的信心和决心。
稳定和提高喷煤量是高炉炼铁降低成本有效的途径之一。采用内外衬陶瓷高炉喷枪不仅提高了喷枪自身的使用寿命,同时也为保护风口,减少高炉休风创造了条件,更重要的是稳定和提高喷煤量,实现高炉高风温富氧,大喷吹方面有着举足轻重的作用。
内外衬陶瓷高炉喷枪的材质介绍内外衬陶瓷高炉喷枪从单一材质趋向复合材质。
内外衬陶瓷高炉喷枪大都由单一的不锈钢(如1Cr18Ni9Ti)无缝管制成,随着风温和喷煤量的提高,内外衬陶瓷高炉喷枪磨损和烧损及喷煤磨蚀风口等问题日益突出。现在的内外衬陶瓷高炉喷枪大都针对内外衬陶瓷高炉喷枪各部分温度及磨蚀程度的不同而采用了不同的材质。外管通以压缩空气或氧气,根据流体力学原理,使输入的压缩空气或氧气经套管及旋流喷嘴后产生旋流,使煤粉与热风或氧气充分接触,以提高煤粉燃烧率。如1998年钢铁研究总院与首钢炼铁厂合作研制的内外衬陶瓷高炉喷枪前段采用了高温合金,内外衬陶瓷高炉喷枪弯头内衬金属陶瓷,使内外衬陶瓷高炉喷枪的实际消耗量降低约77.07%,单枪平均使用寿命达到81天。
内外衬陶瓷高炉喷枪破损原因的分析高炉喷煤是现代高炉冶炼的一项重大技术革命,内外衬陶瓷高炉喷枪寿命直接影响喷煤操作与高炉正常生产,因此探索内外衬陶瓷高炉喷枪破损机理、研制长寿命内外衬陶瓷高炉喷枪成为高炉喷煤技术的重要课题。
我公司对某高炉实用内外衬陶瓷高炉喷枪进行跟踪监测,在正常工况下,材质为1Cr18Ni9Ti的喷煤枪平均寿命为32天。失效原因为表面氧化和煤粉流冲蚀磨损所致。内外衬陶瓷高炉喷枪就是把原煤(无烟煤、烟煤)经过烘干、磨细,用压缩空气(或氮气)输送,通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。从反应热力学分析了内外衬陶瓷高炉喷枪外表面氧化损坏机理,并由微切削理论解释了内外衬陶瓷高炉喷枪内壁出现沟状磨损痕迹及气固两相流动导致内外衬陶瓷高炉喷枪下半部分先磨损破口的原因。