高炉布料熘槽失效的主要因素有:1.料流高落差的冲击损坏;2.物料对衬板的滑移磨损;3.外壳的烧损与汽蚀;4.由于热应力导致的焊缝开裂、螺栓剪断、基体撕裂等。

防止布料熘槽失效, 保证布料熘槽可靠性和长寿命主要从两个方面着手考虑:一个是内部结构, 另一个是选材。

1 结构选型

从结构上看, 布料熘槽主要有两种结构形式:一种为积窝(料磨料)式, 一种为光面式。

1)积窝式布料熘槽主要由积窝板、耐磨合金块、基体板、隔热材料和外壳板组成。它的基本原理是在布料熘槽内部上部落料点位置布置一定数量、高度和角度的格子板, 使其形成一个能储存一定炉料的小空腔。当第一次落料后, 在空腔内会储存一定数量的松散炉料形成积窝, 避免了后续炉料对布料熘槽内部壳体的直接冲击。积窝板的表面堆焊有耐磨合金, 在积窝板的底部及布料熘槽的下部镶嵌有耐磨合金块。

(1)积窝型布料熘槽的优点:①从结构上弥补了硬质合金高硬度韧性差的缺陷, 使得布料熘槽的使用寿命大大延长;②积窝避免了料流对熘槽耐磨部分的直接冲击, 极大减少了二次冲击的危害, 料流可控性好;③对于并罐式无料钟炉顶来讲, 积窝型布料熘槽的缓冲减速作用, 极大削弱了由于料流不对中而形成的椭圆布料现象。

(2)积窝型布料熘槽的缺点:①结构设计难度大, 制作工艺复杂;②体积较大, 重量较重。根据测算, 这种类型的布料熘槽的使用寿命(以2500立高炉特征参数为参照)可以达到36个月以上。这已经在实践中得到了验证。

2)光面布料熘槽根据耐磨部分的结构又可分为堆焊式和装配式。

装配式布料熘槽由铸造基体和可以拆卸的分段装配式衬板、压板和紧固件组成。正常情况下, 基体可以长期使用, 只需更换衬板即可。各个衬板根据磨损的程度的不同还可以进行位置互换, 延长使用时间。

堆焊式结构的布料熘槽为铸造基体表面堆焊耐磨材料而成。根据磨损程度可以进行堆焊修补。不论是积窝型结构还是光面结构, 布料熘槽出口必须有足够的平滑长度, 保证炉料顺着熘槽圆柱母线流出而不是紊乱运动。

2 材料的选取

1)布料熘槽的选材主要考虑两部分, 一是基体, 二是耐磨部分。基体材料的选择从目前来看, 基本上不存在较大问题, 通常选用耐热钢即可, 不论是铸态还是板材成型的, 均能满足强度及刚度及防止高温下热变形的需要。基体的烧穿和汽蚀可以通过在基体外部加耐火纤维或者耐火衬防护来实现。目前主要存在的问题是耐磨材料的选用。