底吹轉爐出煙口銅冷卻壁的噴漏及對策

常海鋒

（河南豫光金鉛股份有限公司，河南 濟源 454650）

1.前言

河南豫光金鉛股份有限公司現有兩條80kt/a底吹爐生產系統和一條直接煉鉛生產系統，目前這三條轉爐生產線出煙口位置均裝配方形銅水套（由四片銅冷卻壁組成），出煙口位置如圖1所示。鉛熔煉底吹轉爐的技術設計依托QSL爐，所以常規大修周期為1年。由于該公司制訂了一套科學的管理方法，減緩了煙氣對轉爐出煙口銅冷卻壁的沖刷作用，避免了因銅冷卻壁的受損造成轉爐被迫大修。轉爐的爐齡不斷延長（35個月、41個月、62個月），而出煙口銅冷卻壁的固定螺栓在爐體框架上，需更換耐火材料時才能更換，可見加強出煙口銅冷卻壁的日常維護，延緩銅冷卻壁的燒蝕至關重要。

2.銅冷卻壁故障情況及成因

對比公司底吹轉爐出煙口銅水套的使用情況如表1所示。

表1

（1）銅冷卻壁噴漏的主要原因：轉爐出煙口銅冷卻壁工作面受煙氣的沖刷而變薄，被沖刷的水道部位厚度不足0.5mm。

（2）銅冷卻壁噴漏的主要部位：轉爐的出煙口位于轉爐右側，靠近爐體鉛口。煙氣從爐體溢出造成對銅水套沖刷，特別是對爐體中心側冷卻壁和靠近下料口側冷卻壁沖刷較為嚴重。兩次爐齡周期內銅水套的噴漏均集中在這二片銅冷卻壁工作面上。

（3）銅冷卻壁噴漏的大致時間：一般在轉爐運行2年以后，被沖刷的水道部位逐漸出現沖蝕噴漏現象。

3.銅冷卻壁噴漏的處理

經歷了多次水套噴漏補焊，積累了一定的處理經驗。

（1）第一次爐齡期間，爐體中心側冷卻壁和靠近下料口側冷卻壁受高溫煙氣的影響，受熱面冷卻水道21mm厚的銅壁經沖刷后多處出現噴漏（厚度＜0.5mm），采用大割把乙炔加熱、氬弧焊修補的方案，進行先堵漏再鋪焊的維修作業。經過兩天的補焊，對大面積的噴漏進行有效處理，但修補的冷卻壁仍有滲漏現象，在停爐大修時又進行了多次補焊處理。

（2）本次爐齡期間，銅水套水冷壁因沖蝕變薄造成噴漏現象，銅冷卻壁噴漏的冷卻水遇到1 100℃以上的高溫煙氣，即刻生成大量的水蒸汽冒出。當時爐內渣線過高需放渣后才能轉爐，蒸汽越冒越大，嚴重影響到現場的作業環境和設備安全運行。現場人員采取了逐一停水判斷方位的方法，確定噴漏銅冷卻壁后切斷其冷卻水。40min后放渣至規定部位轉爐檢查，發現切斷冷卻水的銅冷卻壁嚴重變形。

圖2

表2

邀請專業人員進行氦氣保護焊修補，由于多處水道銅壁較薄，銅冷卻壁導熱性能較好、溫度加不上去，焊接難度較大。更換方案即對原噴漏部位堵漏后再進行鋪焊一層的原方案進行調整。經過12h的連續作業，完成堵漏作業并在其工作面增加搗打料保護層減緩煙氣沖刷（見圖2）。然后升溫后轉入正常生產。

（3）銅冷卻壁的修補情況對比如表2所示。

第一次爐齡，后續工作一般為30天左右煙氣沖刷漏水，重新補焊，補焊3次后停爐大修。本次爐齡自2011年1月修補后外加耐火料搗打層至今6個月未出現燒蝕滲漏現象。

4.應對措施

（1）增加銅冷卻壁的冷卻水量、降低冷卻水溫度，減緩銅冷卻壁受高溫的影響。

（2）在不影響銅冷卻壁安裝的情況下，將銅冷卻壁水道中心向非工作面一側挪移，適當增加銅冷卻壁工作面一側的厚度。

（3）在銅冷卻壁工作面搗打耐火料保護層，提高銅冷卻壁的使用壽命。

（4）針對銅冷卻壁堵頭漏水的情況，在不影響冷卻壁冷卻水道的情況下，適當加長堵頭的長度，用管螺紋擰緊后外部鉚焊處理。

（5）每次轉爐換槍、處理鉛口期間，檢查搗打層的完好性，適時進行修補。

5.效果

通過以上措施的實施，對銅冷卻壁的長期穩定運行提供了保障，目前公司的三條轉爐生產線出煙口銅冷卻壁運行正常，有效消除了因銅冷卻壁受損造成出煙口框架變形、出煙口磚脫落，而導致被迫停爐的事故發生。