早在上世纪70年代,豫兴冶金节能总工程师符政学教授就特别关注热风炉炉壳应力腐蚀开裂原因和研究采取相应的技术措施。尤其是1980年欧洲《钢铁工程师》杂志第一期第43-48页刊登的热风炉应力腐蚀开裂文章,引起了符政学教授的高度关注。因为该文章详细分析了欧洲129座大型高炉热风炉炉壳应力腐蚀开裂形成的机理,其中指出的应力和腐蚀介质腐蚀是导致炉壳开裂的重要因素。文章对应力的产生和腐蚀介质的产生做了详细的研究分析说明,并提出一系列措施避免炉壳的应力腐蚀开裂。这一系列理论及预防措施令符政学惊喜地亲自一字一句地将原文章进行了翻译,翻译手译本共计21页(欧洲《钢铁工程师》杂志和符政学翻译该文章手译本完好保存在豫兴冶金节能公司档案中),这是我国最早也是迄今为止持续44年以上 拼尽全力研究热风炉炉壳应力腐蚀开裂的唯一文字记录和报道。由于上世纪我国热风炉风温还处在1050℃-1150℃送风区间(鲜有1200℃),而风温低压力低炉壳开裂尚不常见,但符政学教授的研究一刻也没有停止,直到时隔30年后的2010年,山西建邦钢铁集团通才工贸有限公司筹建1860m³高炉配套的高压高风温顶燃式热风炉时,该公司自上而下对节能高风温要求异常高涨,结合此前在该公司2座450m³高炉配套豫兴冶金节能公司拥有的豫兴悬链线顶燃式热风炉取得了结构稳定高风温的良好业绩和成果,该公司总裁和技术专家决策层决定1860m³高炉配套豫兴悬链线顶燃式热风炉,设计风温1320℃(见2013年网上有关此文章报道),送风时间60分钟,风压0.454Mpa,配置4座热风炉,两座预热炉,空气预热温度大于450℃,在设计这套顶燃式热风炉时,符政学提出,要抛弃现有引进国外且主流顶燃式热风炉的多个误区,采取下列创新举措就能出奇制胜。 一是抛弃顶燃式热风炉无一例外采用的具有焊接瑕疵、焊接气孔、热脆、冷脆特性的普通Q345C碳钢,优化设计为具有韧性强、具有良好焊接性能的Q345R压力容器优质钢做热风炉炉壳,抵御焊缝质量瑕疵导致的应力及腐蚀介质的腐蚀开裂。这也是借鉴欧洲应力腐蚀开裂经验和自主研究完善防炉壳应力腐蚀开裂成果在我国首次高规格高质量设计应用。时任山西建邦钢铁集团公司总工程师的武会卿非常认同符政学教授提出的设计理念,炉壳材质理所当然选择了Q345R压力容器优质钢; 二是热风炉不采用结构复杂,且受力不合理、应力集中的保龄球式小帽子顶燃式热风炉,选用结构简单,受力合理,国外普遍使用长达60年高风温验证的悬链线拱顶结构和炉壳结构,这一设计理念是避免炉壳应力腐蚀开裂的一个重要环节; 三是废除了顶燃式热风炉炉壳规范计算公式的直径乘以经验模数公式,改为压力容器公式结合经验、爆炸负荷、压力、腐蚀系数、焊缝系数、夹角系数的综合编程计算公式,经反复实践验科学计算设计炉壳; 四是在高风温工况条件下,一定会产生大量的氮氧化物、氯化物、硫化物等与助燃空气中的水分、煤气中的水分高温蒸发形成蒸汽,在炉内外温差工况环境下、形成冷凝水悬挂在炉壳内壁之上,与上述腐蚀介质形成酸根腐蚀炉壳。富有研究 经验的符总带领豫兴技术团队采取了更加有别于采取的防腐措施(包括不锈钢衬板、防晶间涂料)彻底解决对炉壳焊缝更有效特殊防腐蚀技术。 上述技术措施在于2012年7月12日点火投产的山西建邦集团通才公司1860m³高炉热风炉应用,当年10、11月份实现两个月平均风温1314.7度国内高风温纪录至今没被超越。这是符政学教授历尽几十年心血率领设计研发团队依据借鉴西方理论,结合符政学教授理论研究与实践,旗开得胜取得的首个重大创新成果。至今12年过去了,该高炉热风炉炉壳都未出现丝毫龟裂网裂现象,热风炉也稳定长寿。 而且,这是迄今为止我国第一例防应力腐蚀开裂成功设计工程项目。为后期我国的防热风炉应力腐蚀开裂和开展对目前国内因应力腐蚀而开裂热风炉的优化改造工作,提供了科学的有据可循的设计改造依据。