2021年全国机械冶金建材行业“互助保障杯”职工技术创新成果展示

用于大型转炉钢板炉壳的热处理装置及方法

单位:首钢股份公司

项目是由首钢股份公司自主创新研发,主要应用于转炉领域。

本项目提供了一种整体火焰在线热处理新技术,代替传统的电加热局部退火技术,对大型转炉选择的特殊钢板炉壳,如合金钢、耐热钢(首钢迁钢210吨转炉炉身材质为A387G11),在保证避免转炉热处理产生的热胀冷缩对托圈及炉体支撑装置的不良影响前提下,充分消除转炉组装与焊接的残余应力,稳定炉壳的几何尺寸及与托圈的连接精度,能够提高焊接接头和热影响区的组织性能,达到降低硬度,提高塑性和韧性的目的,进一步释放焊缝中的有害气体,防止焊缝的氢脆和裂纹的产生。适用于大型转炉(210-300吨)充分消除残余应力、提高焊缝综合质量,保证安装精度及确保转炉安全使用要求。

项目的主要创新点包括:采用燃油法进行热处理,以转炉内部为炉膛,选用0号柴油为燃料,转炉外部用保温材料进行绝热保温,通过燃烧系统将燃料油雾化并喷入炉膛,点燃后随着燃油不断燃烧产生的高温气流在转炉内壁对流传导和火焰热辐射作用,通过温度测量控制系统的调整,使转炉升温达到热处理所需的温度曲线要求。同时拆除炉壳上部四个球铰的导向限位装置,使炉体沿长度方向自由膨胀、收缩。炉口处加设随动顶紧装置,随炉体膨胀运动。热处理技术装置部分由六部分组成:供油系统,由油罐车和输油管路组成;燃烧系统,由燃烧器、油泵和助燃鼓风机及控制装置等组成;温度测量控制系统,由焊接在炉壳上的24个热电偶及由连接补偿导线连接的监测系统组成;除尘系统,在炉口盲板上开一个Φ426排烟孔,除尘烟道的一侧与排烟孔采用法兰连接,另一侧与转炉二次除尘风道连接,把燃烧系统产生的烟气通过转炉的二次除尘系统排走,避免对环境造成污染;保温系统,保温材料采用硅酸铝针刺毯,每层25mm厚,由三层组成总厚度75mm,层间错位搭接,保温棉采用钢带、保温钉和22#铁丝固定;热处理保护系统,由转炉炉体与托圈之间的隔热材料、托圈支护装置和转炉支护随动装置组成。

项目自2017年12月投产上线以来产生显著效果。本热处理装置的燃烧系统完全实现了国产化,在满足热处理质量的前提下,能够比采用进口设备节约设备费180万元。目前已经在首钢股份的5座转炉成功进行了应用,达到了预期的目的,同时在全国冶金行业进行了推广使用。