新型上罐固定式串罐無料鐘爐頂在龍鋼的應用

楊瑞軍 吳興茂 同武奎

(陜西龍門鋼鐵有限責任公司，陜西韓城 715405)

1 概述

在高爐煉鐵生產中，高爐無料鐘爐頂裝料設備占有至關重要的地位。在鋼鐵工業快速發展的今天，加快高爐無料鐘爐頂裝料設備工藝的優化和提升裝備水平，具有十分重要的意義。目前，國內高爐無料鐘成套設備研制取得較多新成果，龍鋼1號～4號高爐爐頂設備采用的秦皇島冶金機械有限公司和中鋼集團西安重機有限公司在PW公司爐頂設備基礎上改進的SS型及Z型無料鐘爐頂，技術先進、性能良好。從目前應用的效果來看，該設備能夠滿足鋼鐵行業的需求，經濟效益顯著。

2 無料鐘爐頂

2.1 無料鐘爐頂發展概況

19世紀70年代初，森堡PW公司推出新型積木式結構的高爐裝料裝置——無料鐘爐頂。1972年德國蒂森鋼鐵公司首次使用并罐式無料鐘爐頂，隨后無料鐘爐頂在世界范圍內得到了迅速的推廣。19世紀80年代，PW公司相繼推出了串罐式無料鐘爐頂和串并罐式無料鐘爐頂。到20世紀，無料鐘爐頂已經發展的相當成熟，世界各地研發出不同型式的無料鐘爐頂。

就國內而言，已經有多家企業自主研發出無料鐘爐頂成套設備并且投入使用。例如:由寶鋼湛江、中冶賽迪、秦冶聯合研發的寶鋼湛江5 700 m3大型高爐無料鐘爐頂設備，在技術和價格上都具有明顯優勢，為中國鋼鐵企業降低成本提供了支撐。又如秦皇島冶金機械有限公司開發的SS型無料鐘爐頂，故障率小，技術先進。從設備使用情況來看，國內各個公司自主研發的無料鐘爐頂都有自己的優勢，但由于國外大型高爐無料鐘爐頂在世界上已有30多年的應用歷史，要全面趕超國外先進水平還需要長期的工程實踐［1，2］。

2.2 無料鐘爐頂的分類

無料鐘爐頂可分為并罐式、串罐式和串并罐式三種。其中應用較多的是并罐式和串罐式。在龍鋼1號～4號高爐爐頂設備中均采用串罐式無料鐘爐頂。在無料鐘爐頂發展初期，并罐式無料鐘爐頂應用較為普遍，該種鐘爐頂裝料能力大，但由于其采用并列的兩個上料罐分別向稱量料罐裝料，存在布料偏析現象，且需兩套均排壓設備，設備部件多，成本較高。串罐式無料鐘爐頂是近幾年來發展起來的一項新技術。該形式的無料鐘將并罐式鐘爐頂的兩個上料罐合并為一個上料罐，僅由一個料罐單獨向稱量料罐內裝料，與規格相同的并罐無料鐘爐頂設備相比，串罐式無料鐘爐頂具有如下幾方面的優點:

1)下料口中心與高爐中心重合，實現了爐內均勻布料，且可避免料流對中心喉管的集中撞擊，大大延長了設備的使用壽命。2)布料精度高，解決了并罐式無料鐘爐頂存在的偏析現象。3)生產成本降低。由于采用一個上料罐，設備部件少，故障率低、檢修維護方便，生產成本較低。基于以上優點，串罐式無料鐘爐頂是目前廣泛采用的無料鐘爐頂型式［3］。

3 串罐式無料鐘爐頂的分類

根據上料罐的結構型式，可將串罐式無料鐘爐頂分為固定料罐與旋轉料罐兩種。早期的串罐式無料鐘爐頂主要是固定料罐式，該結構簡化了并罐式無料鐘爐頂的爐頂，但并沒有完全解決布料偏析的問題。在隨后PW公司推出的上罐旋轉式無料鐘爐頂中，通過使上料罐旋轉來解決布料偏析問題，但旋轉料罐所需減速機構故障較多，維修困難，使用效果不佳。隨著技術的改進，旋轉料罐式無料鐘爐頂的問題正在逐步被解決。

龍鋼1號～4號高爐采用的是秦皇島冶金機械有限公司和中鋼集團西安重機有限公司在PW公司爐頂設備基礎上改進的SS型及Z型無料鐘爐頂，結構先進，故障率低，且簡化了爐頂小框架的布置，使檢修維護空間加大，維修更容易。

4 龍鋼無料鐘爐頂設備結構分析

龍鋼1號～4號高爐爐頂設備分別采用的SS型及Z型無料鐘爐頂，其兩者最大的不同點是齒輪箱，其1號、2號高爐布料器的原理是主、副傳動與其機構分別為2套相對獨立的機構，其間用于回轉支撐的鋼圈相連接，溜槽的旋轉、傾動是利用α角和β角來控制，傳動裝置是采用數字油缸編碼器來實現。3號、4號高爐布料器的原理與其1號、2號高爐基本相同，其不同點是布料器的傳動裝置是采用差動減速機，差動減速機相比數字油缸故障率較低、維修簡單。但是相比原料鐘爐頂技術先進、性能良好。

5 結語

龍鋼成功應用新型無料鐘爐頂的實踐表明，采用新型無料鐘爐頂給鋼鐵行業帶來了顯著的經濟效益，國內高爐技術的研究為中國鋼鐵企業降低成本提供了重要支撐。隨著高爐技術的發展，高爐煉鐵生產也得到了快速的發展，新型的無料鐘爐頂將會受到更多企業的青睞。

［1］母 惺.新型上罐固定式串罐無料鐘爐頂在本鋼的應用［J］.本鋼技術，2008(2):8-10.

［2］夏杰生.攜手打造大型高爐無料鐘爐頂國際品牌［N］.中國冶金報，2012-01-19(B02).

［3］周龍義.對中型高爐無料鐘爐頂幾個問題的討論［J］.鋼鐵，2002，37(sup):122-125.