早在上世紀(jì)70年代,豫興冶金節(jié)能總工程師符政學(xué)教授就特別關(guān)注熱風(fēng)爐爐殼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂原因和研究采取相應(yīng)的技術(shù)措施。尤其是1980年歐洲《鋼鐵工程師》雜志第一期第43-48頁(yè)刊登的熱風(fēng)爐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂文章,引起了符政學(xué)教授的高度關(guān)注。因?yàn)樵撐恼略敿?xì)分析了歐洲129座大型高爐熱風(fēng)爐爐殼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂形成的機(jī)理,其中指出的應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)腐蝕是導(dǎo)致?tīng)t殼開(kāi)裂的重要因素。文章對(duì)應(yīng)力的產(chǎn)生和腐蝕介質(zhì)的產(chǎn)生做了詳細(xì)的研究分析說(shuō)明,并提出一系列措施避免爐殼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。這一系列理論及預(yù)防措施令符政學(xué)驚喜地親自一字一句地將原文章進(jìn)行了翻譯,翻譯手譯本共計(jì)21頁(yè)(歐洲《鋼鐵工程師》雜志和符政學(xué)翻譯該文章手譯本完好保存在豫興冶金節(jié)能公司檔案中),這是我國(guó)最早也是迄今為止持續(xù)44年以上 拼盡全力研究熱風(fēng)爐爐殼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的唯一文字記錄和報(bào)道。由于上世紀(jì)我國(guó)熱風(fēng)爐風(fēng)溫還處在1050℃-1150℃送風(fēng)區(qū)間(鮮有1200℃),而風(fēng)溫低壓力低爐殼開(kāi)裂尚不常見(jiàn),但符政學(xué)教授的研究一刻也沒(méi)有停止,直到時(shí)隔30年后的2010年,山西建邦鋼鐵集團(tuán)通才工貿(mào)有限公司籌建1860m³高爐配套的高壓高風(fēng)溫頂燃式熱風(fēng)爐時(shí),該公司自上而下對(duì)節(jié)能高風(fēng)溫要求異常高漲,結(jié)合此前在該公司2座450m³高爐配套豫興冶金節(jié)能公司擁有的豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐取得了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定高風(fēng)溫的良好業(yè)績(jī)和成果,該公司總裁和技術(shù)專家決策層決定1860m³高爐配套豫興懸鏈線頂燃式熱風(fēng)爐,設(shè)計(jì)風(fēng)溫1320℃(見(jiàn)2013年網(wǎng)上有關(guān)此文章報(bào)道),送風(fēng)時(shí)間60分鐘,風(fēng)壓0.454Mpa,配置4座熱風(fēng)爐,兩座預(yù)熱爐,空氣預(yù)熱溫度大于450℃,在設(shè)計(jì)這套頂燃式熱風(fēng)爐時(shí),符政學(xué)提出,要拋棄現(xiàn)有引進(jìn)國(guó)外且主流頂燃式熱風(fēng)爐的多個(gè)誤區(qū),采取下列創(chuàng)新舉措就能出奇制勝。 一是拋棄頂燃式熱風(fēng)爐無(wú)一例外采用的具有焊接瑕疵、焊接氣孔、熱脆、冷脆特性的普通Q345C碳鋼,優(yōu)化設(shè)計(jì)為具有韌性強(qiáng)、具有良好焊接性能的Q345R壓力容器優(yōu)質(zhì)鋼做熱風(fēng)爐爐殼,抵御焊縫質(zhì)量瑕疵導(dǎo)致的應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)的腐蝕開(kāi)裂。這也是借鑒歐洲應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂經(jīng)驗(yàn)和自主研究完善防爐殼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂成果在我國(guó)首次高規(guī)格高質(zhì)量設(shè)計(jì)應(yīng)用。時(shí)任山西建邦鋼鐵集團(tuán)公司總工程師的武會(huì)卿非常認(rèn)同符政學(xué)教授提出的設(shè)計(jì)理念,爐殼材質(zhì)理所當(dāng)然選擇了Q345R壓力容器優(yōu)質(zhì)鋼; 二是熱風(fēng)爐不采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且受力不合理、應(yīng)力集中的保齡球式小帽子頂燃式熱風(fēng)爐,選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,受力合理,國(guó)外普遍使用長(zhǎng)達(dá)60年高風(fēng)溫驗(yàn)證的懸鏈線拱頂結(jié)構(gòu)和爐殼結(jié)構(gòu),這一設(shè)計(jì)理念是避免爐殼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的一個(gè)重要環(huán)節(jié); 三是廢除了頂燃式熱風(fēng)爐爐殼規(guī)范計(jì)算公式的直徑乘以經(jīng)驗(yàn)?zāi)?shù)公式,改為壓力容器公式結(jié)合經(jīng)驗(yàn)、爆炸負(fù)荷、壓力、腐蝕系數(shù)、焊縫系數(shù)、夾角系數(shù)的綜合編程計(jì)算公式,經(jīng)反復(fù)實(shí)踐驗(yàn)科學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)爐殼; 四是在高風(fēng)溫工況條件下,一定會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物、氯化物、硫化物等與助燃空氣中的水分、煤氣中的水分高溫蒸發(fā)形成蒸汽,在爐內(nèi)外溫差工況環(huán)境下、形成冷凝水懸掛在爐殼內(nèi)壁之上,與上述腐蝕介質(zhì)形成酸根腐蝕爐殼。富有研究 經(jīng)驗(yàn)的符總帶領(lǐng)豫興技術(shù)團(tuán)隊(duì)采取了更加有別于采取的防腐措施(包括不銹鋼襯板、防晶間涂料)徹底解決對(duì)爐殼焊縫更有效特殊防腐蝕技術(shù)。 上述技術(shù)措施在于2012年7月12日點(diǎn)火投產(chǎn)的山西建邦集團(tuán)通才公司1860m³高爐熱風(fēng)爐應(yīng)用,當(dāng)年10、11月份實(shí)現(xiàn)兩個(gè)月平均風(fēng)溫1314.7度國(guó)內(nèi)高風(fēng)溫紀(jì)錄至今沒(méi)被超越。這是符政學(xué)教授歷盡幾十年心血率領(lǐng)設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)依據(jù)借鑒西方理論,結(jié)合符政學(xué)教授理論研究與實(shí)踐,旗開(kāi)得勝取得的首個(gè)重大創(chuàng)新成果。至今12年過(guò)去了,該高爐熱風(fēng)爐爐殼都未出現(xiàn)絲毫龜裂網(wǎng)裂現(xiàn)象,熱風(fēng)爐也穩(wěn)定長(zhǎng)壽。 而且,這是迄今為止我國(guó)第一例防應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂成功設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目。為后期我國(guó)的防熱風(fēng)爐應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和開(kāi)展對(duì)目前國(guó)內(nèi)因應(yīng)力腐蝕而開(kāi)裂熱風(fēng)爐的優(yōu)化改造工作,提供了科學(xué)的有據(jù)可循的設(shè)計(jì)改造依據(jù)。