通過(guò)改造提升高爐設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的實(shí)踐

陳新生

(江蘇蘇鋼集團(tuán)有限公司， 江蘇 蘇州 215153)

通過(guò)改造提升高爐設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性的實(shí)踐

陳新生

(江蘇蘇鋼集團(tuán)有限公司， 江蘇 蘇州 215153)

摘要：針對(duì)高爐計(jì)劃外休風(fēng)，結(jié)合設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)故障部位進(jìn)行改造及更換，有效地避免了類似情況的發(fā)生，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，改造效果明顯。

關(guān)鍵詞：高爐故障； 休風(fēng)； 設(shè)備改造

引 言

江蘇蘇鋼集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“蘇鋼”)以生產(chǎn)優(yōu)特鋼產(chǎn)品為主，主要裝備有一座450 m3高爐(實(shí)際爐容507 m3)，從國(guó)外引進(jìn)的100噸直流電弧爐、LF爐、VD爐、五機(jī)五流合金鋼大方坯連鑄機(jī)以及Ф810 mm棒材軋機(jī)，6500 m3/h制氧機(jī)等，年生產(chǎn)能力為生鐵60萬(wàn)噸、鋼120萬(wàn)噸、材70萬(wàn)噸。煉鐵高爐主要為電弧爐冶煉提供熱裝鐵水，為棒材加熱爐提供高爐煤氣。高爐于2007年10月投產(chǎn)，投產(chǎn)后3年內(nèi)由于施工、設(shè)計(jì)及設(shè)備本身的固有缺陷，多次出現(xiàn)設(shè)備故障，高爐被迫慢風(fēng)、休風(fēng)作業(yè)，難以達(dá)到全風(fēng)長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，既影響了各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提升，又給電弧爐、棒材的生產(chǎn)帶來(lái)較大的影響。

2012年1～10月共出現(xiàn)6次設(shè)備故障休風(fēng)，其中鈷60料位儀故障、風(fēng)機(jī)房UPS電源線路板老化故障、放散閥控制器電器線路板老化故障等電器設(shè)備故障造成3次休風(fēng)，電器設(shè)備的周期性管理、點(diǎn)巡檢管理有待于進(jìn)一步探索。

2013年11月30日3#熱風(fēng)支管出口膨脹器耐材脫落故障休風(fēng)1次843 min，對(duì)熱風(fēng)管道等工藝設(shè)備的管理的認(rèn)識(shí)和重視程度需加強(qiáng)。

液壓泥炮檢修質(zhì)量、均壓放散閥檢修質(zhì)量存在缺陷，導(dǎo)致2次休風(fēng)，設(shè)備檢修質(zhì)量的控制尚有欠缺，需不斷總結(jié)提高。

針對(duì)每一次故障的發(fā)生，蘇鋼煉鐵廠組織認(rèn)真分析，有計(jì)劃、有步驟地開(kāi)展創(chuàng)新攻關(guān)改造。2014年起實(shí)現(xiàn)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，創(chuàng)新改造效果顯著。

1 主要?jiǎng)?chuàng)新改造措施

1.1 高爐液壓泥炮的改進(jìn)

液壓泥炮是高爐生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成高爐減風(fēng)、休風(fēng)，直接影響高爐乃至公司的正常生產(chǎn)。蘇鋼高爐選用中鋼集團(tuán)西安重機(jī)有限公司生產(chǎn)的KD160型同側(cè)液壓泥炮，在第一代爐齡使用過(guò)程中多次出現(xiàn)泥炮打泥機(jī)構(gòu)泥塞脫落、倒泥嚴(yán)重；泥炮吊掛機(jī)構(gòu)螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致吊炮機(jī)構(gòu)下沉甚至脫落。因此為了保證泥炮的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，必需對(duì)泥炮本身存在的缺陷加以改進(jìn)，盡可能降低泥炮故障率。

泥炮打泥機(jī)構(gòu)泥塞脫落、倒泥嚴(yán)重的原因分析：泥炮打泥機(jī)構(gòu)泥塞與泥缸原設(shè)計(jì)為間隙配合，液壓缸采用活塞桿固定式，在往復(fù)運(yùn)行過(guò)程中，受重力作用，液壓缸頭部向下緊貼泥缸內(nèi)壁發(fā)生摩擦，在長(zhǎng)期摩擦作用下，泥塞與泥缸內(nèi)壁另一側(cè)間隙不斷增大，形成泥缸內(nèi)泄，倒泥量不斷增多，當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)，倒泥排出孔無(wú)法及時(shí)排出，在此同時(shí)受高溫和渣鐵的作用，炮泥高溫?zé)Y(jié)變硬。泥塞到頭時(shí)產(chǎn)生反作用力，當(dāng)反作用力等合力超出泥塞固定螺栓的聯(lián)接力時(shí)，泥塞出現(xiàn)松動(dòng)甚至脫落。

針對(duì)上述現(xiàn)狀，主要采取下述改進(jìn)措施：①增加泥塞與液壓缸筒頭部的聯(lián)接強(qiáng)度，在原設(shè)計(jì)8只均布M24螺栓聯(lián)接的基礎(chǔ)上，在泥塞與液壓缸筒頭部的中心部位增加1只M48的防松螺栓聯(lián)接，提高聯(lián)接強(qiáng)度。②改變泥塞的結(jié)構(gòu)形式，原設(shè)計(jì)泥塞材質(zhì)采用45#鋼，結(jié)構(gòu)為整體澆鑄式，此材質(zhì)及結(jié)構(gòu)耐磨性差，無(wú)磨損補(bǔ)償功能。現(xiàn)改為組合式泥塞，在與泥缸壁接觸的部位使用2個(gè)徑向開(kāi)口、側(cè)面帶有一定錐度的膨脹環(huán)，膨脹環(huán)的材質(zhì)為錫青銅，實(shí)現(xiàn)膨脹環(huán)與泥缸壁緊密接觸，有效避免了因磨損間隙增大而產(chǎn)生的倒泥現(xiàn)象。

通過(guò)改進(jìn)有效地解決了泥缸內(nèi)泄跑泥、泥缸脫落的缺陷，達(dá)到了延長(zhǎng)泥炮打泥機(jī)構(gòu)使用壽命的目的，改造前、后示意圖如圖1所示。

1.泥缸；2.泥塞；3.內(nèi)半環(huán)；4.油缸蓋；5.油缸；6.固定螺栓；7.固定螺栓； 8.襯板；9.防松螺栓；10.膨脹環(huán)組；11.壓蓋；12.緊定螺栓圖1 改造前后泥塞結(jié)構(gòu)

1.2 泥炮吊掛機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

泥炮吊掛機(jī)構(gòu)在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)吊掛螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致吊炮機(jī)構(gòu)下沉甚至脫落等現(xiàn)象，其主要原因是聯(lián)接強(qiáng)度不足。

采取的措施主要有：①加裝防剪切鍵提高聯(lián)接強(qiáng)度和精度，增加防剪切的能力。②增大原固定螺栓的直徑、長(zhǎng)度和精度等級(jí)。③在炮身組件吊掛鞍座中心加設(shè)防松螺栓，即在吊掛鞍座中心增加了1根M56螺栓，以提高炮身吊掛與燕尾板的聯(lián)接強(qiáng)度。

改造前、后對(duì)比如圖2所示。

1.防剪切鍵；2.固定螺栓；3.防松螺栓；4.上蓋； 5.軸承；6.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；7.鞍座；8.炮身圖2 改造前后吊掛機(jī)構(gòu)

2 輔助設(shè)備改進(jìn)措施

2.1 料車鋼絲繩增設(shè)過(guò)渡聯(lián)接裝置

根據(jù)定修計(jì)劃料車鋼絲繩的更換周期通常為1年，通常鋼絲繩的繩圈與料車平衡裝置之間用銷軸直接聯(lián)接。但鋼絲繩更換初期由于拉力的作用出現(xiàn)延伸，超過(guò)料車上下控制限位調(diào)節(jié)的范圍，在3個(gè)月的檢修周期內(nèi)至少需進(jìn)行1～2次以上的收繩作業(yè)，每次需休風(fēng)1 h以上，對(duì)整個(gè)公司生產(chǎn)帶來(lái)較大影響。

為有效避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，在繩圈與料車平衡裝置之間安裝了過(guò)渡聯(lián)接裝置，過(guò)渡聯(lián)接裝置長(zhǎng)度以不超出料車上下控制限位調(diào)節(jié)范圍為依據(jù)，在生產(chǎn)過(guò)程中利用5～10 min的料車等候上料間隙能實(shí)現(xiàn)過(guò)渡聯(lián)接裝置的順利拆除。自2011年5月安裝至今，未發(fā)生由此類問(wèn)題引起的休風(fēng)。

2.2 熱風(fēng)爐系統(tǒng)閥門、煤氣處理系統(tǒng)閥門增設(shè)機(jī)械干油潤(rùn)滑裝置

450 m3級(jí)的高爐熱風(fēng)爐系統(tǒng)的大部分閥門、煤氣處理系統(tǒng)的大部分閥門設(shè)計(jì)選型時(shí)通常未考慮使用機(jī)械干油潤(rùn)滑裝置，但在實(shí)際使用過(guò)程中由于所處的高溫、多塵的工作環(huán)境和工藝特點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)閥門經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)行卡阻，閥桿、閥座處跑風(fēng)、跑煤氣等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)需進(jìn)行無(wú)計(jì)劃休風(fēng)處理，且每次計(jì)劃定修休風(fēng)時(shí)需對(duì)部分閥門進(jìn)行更換離線拆檢，檢修工作量大、費(fèi)用高，運(yùn)行的可靠性得不到保證。為此通過(guò)增設(shè)機(jī)械干油潤(rùn)滑裝置，根據(jù)特點(diǎn)設(shè)定給油量、給油周期實(shí)施潤(rùn)滑作業(yè)，使用效果十分明顯，既保證了運(yùn)行可靠，又降低了檢修成本。

2.3 爐頂均壓工藝改造

原設(shè)計(jì)爐頂均壓放散系統(tǒng)采用半凈煤氣，半凈煤氣直接從重力除塵器出口引入。由于半凈煤氣灰塵含量為6～10 g/m3，含塵濃度較高，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致均壓放散閥、均壓閥、上密閥、下密閥閥體積灰，密封程度降低，嚴(yán)重時(shí)無(wú)法正常工作，高爐被迫休風(fēng)對(duì)密封面進(jìn)行清理。2011年5月利用高爐大修之機(jī)對(duì)爐頂均壓工藝進(jìn)行改造，爐頂均壓放散系統(tǒng)采用凈煤氣，凈煤氣從布袋除塵器出口凈煤氣引入，凈煤氣灰塵含量小于10 mg/m3，由于粉塵濃度的大幅降低，均壓放散閥、均壓閥、上密閥、下密閥閥體積灰得到很大程度的改善。自2011年5月運(yùn)行至今，未發(fā)生此類問(wèn)題引起的設(shè)備故障。

2.4 其他相應(yīng)改造

通過(guò)對(duì)料車走輪軸承定位方式進(jìn)行改進(jìn)，有效地解決了料車走輪行進(jìn)中脫落的問(wèn)題；通過(guò)對(duì)液壓泥炮回轉(zhuǎn)液壓缸活塞結(jié)構(gòu)的改進(jìn)并重新選擇密封材料，有效地延長(zhǎng)了回轉(zhuǎn)液壓缸的使用壽命；通過(guò)增加下密閥閥板與轉(zhuǎn)軸的聯(lián)接鍵的強(qiáng)度與精度，解決了密閥閥板與轉(zhuǎn)軸聯(lián)接不可靠的問(wèn)題，有效延長(zhǎng)下密閥的使用壽命；通過(guò)將重錘式爐頂放散閥改為液動(dòng)式爐頂放散閥，有效地解決了閥蓋、閥座密封嚴(yán)、使用壽命短的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)創(chuàng)新改造，有效消除了設(shè)備存在的故障缺陷，高爐系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性得到大幅度提升，設(shè)備故障率明顯降低，5年來(lái)類似的重復(fù)故障未再次發(fā)生，其中2014年、2016年實(shí)現(xiàn)全年設(shè)備故障休風(fēng)率為0。

收稿日期：2018-01-10

作者簡(jiǎn)介：陳新生(1965—)，男，工程師。電話：18625103022；E-mail：chenxs@sugang.com.cn

中圖分類號(hào)：TF548; TF549