安鋼2號2800m3高爐大修改造實(shí)踐

宋燕民

(安陽鋼鐵股份有限公司 河南安陽455004)

1 前言

安鋼2號高爐有效爐容2800m3，自2014年以來，隨著高爐進(jìn)入爐役后期，爐缸侵蝕嚴(yán)重，爐缸異常侵蝕區(qū)的溫度持續(xù)升高，煉鐵廠采取了諸如在線壓漿、釩鈦礦護(hù)爐、減風(fēng)生產(chǎn)、堵風(fēng)口等措施，控制炭磚溫度維持生產(chǎn)；于2016年9月20日停爐大修，第一代爐役為9年零3個月，累計產(chǎn)鐵1945萬噸，單位爐容產(chǎn)鐵6946t/ m3。

2 擺動溜槽研制

經(jīng)多方考查借鑒經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合高爐實(shí)際狀況及溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定了高爐殘鐵口位置在11號風(fēng)口下方標(biāo)高7.3米處。殘鐵水罐置于3號鐵口鐵道線上，由于現(xiàn)場障礙物較多，殘鐵溝經(jīng)兩次轉(zhuǎn)折才能引出，殘鐵溝總長達(dá)26余米，殘鐵溝坡度為8%，放殘鐵所用80t鐵水罐上沿標(biāo)高為3.7米，與殘鐵溝底的空間不足600mm，無法在鐵罐上方設(shè)置普通的翻轉(zhuǎn)式擺動溜槽，另外高爐鐵道線出鐵場外有很大的弧度，也無法采取在鐵水罐間連接過渡槽的方案，為將鐵水安全地在鐵罐間過渡，研制出水平擺動溜槽(如圖1)，該裝置操作方便，解決了高爐停爐時空間狹小，鐵路彎曲弧度大等問題。高爐共放殘鐵8罐，共480余噸。

3 殘鐵切割新工藝

大修方案確定保留爐底三層碳磚，大修期間環(huán)保管制較嚴(yán)，故爐內(nèi)殘鐵分解不適宜采用爆破或氧氣切割等污染嚴(yán)重的方法處理；大修工期有限，故采用了繩鋸切割殘鐵的方法，在殘鐵口位置第5層碳磚中部呈扇面在爐底鉆了7個孔，環(huán)碳拆除后將金剛石繩逐一從7個孔洞中穿過進(jìn)行切割，之后用漲袋將殘鐵撐開，由爐頂卷揚(yáng)機(jī)和滑移平臺將殘鐵運(yùn)至爐外。實(shí)踐證明，該方法處理殘鐵既解決了環(huán)保問題，又很好地保護(hù)了爐底所要保留的三層碳磚，保證了高爐爐缸耐材砌筑質(zhì)量,確保高爐下一代爐役爐缸長壽。

圖1 水平擺動溜槽示意圖1-槽體;2-行走輪;3-鋼絲繩;4-回轉(zhuǎn)支撐;5-驅(qū)動卷揚(yáng);6-繩輪

4 爐缸耐材砌筑

大修時風(fēng)口組合磚全部拆除，除爐底保留三層碳磚外其余全部拆除，第3層碳磚與冷卻壁間環(huán)縫內(nèi)的碳素?fù)v打料清除重新?lián)v制；爐底用國產(chǎn)微孔碳磚砌筑，爐缸側(cè)壁用進(jìn)口超微孔碳磚砌筑，爐底砌筑陶瓷墊，側(cè)壁砌筑保護(hù)磚，風(fēng)口組合磚重新砌筑；同時爐缸安裝了在線監(jiān)測系統(tǒng)和水溫差監(jiān)測，建立了爐缸侵蝕模型，為高爐精細(xì)化操作提供了數(shù)據(jù)支撐。

5 風(fēng)口大套在線加工

風(fēng)口組合磚由于長期受K、Na、Zn、Pb等有害元素侵蝕破壞作用，造成風(fēng)口不同程度上翹，最終將風(fēng)口大套密封面擠壓變形，風(fēng)口中套與大套密封不嚴(yán)，跑煤氣嚴(yán)重(表1中所列為高爐大修時實(shí)際測量的風(fēng)口大套修復(fù)前尺寸)。高爐生產(chǎn)期間多次設(shè)法處理都收效甚微，原準(zhǔn)備在大修期間將風(fēng)口大套進(jìn)行更換，但考慮到風(fēng)口帶爐殼的特殊結(jié)構(gòu)，風(fēng)口大套除1號和16號是法蘭連接的以外其它28個風(fēng)口大套全部是與爐殼直接接而成的，在拆除和安裝焊接過程中爐殼母材是否受損和焊縫質(zhì)量很難保證，一旦有缺陷將為下一代爐役留下重大隱患。為此，采用了在線處理風(fēng)口大套密封面的方案，利用現(xiàn)場有限的空間和風(fēng)口大套的特殊結(jié)構(gòu)，將機(jī)床改裝置于現(xiàn)場，利用成型刀具進(jìn)行在線鏜孔。加工后的風(fēng)口大套密封面經(jīng)測量和安裝配合，完全符合設(shè)計要求，高爐投產(chǎn)后實(shí)測密封效果良好，無煤氣泄漏，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

表1 安鋼2號高爐風(fēng)口大套修復(fù)前密封面實(shí)測尺寸(單位：mm)

6 出鐵場綜合改造

隨著環(huán)保形勢日趨嚴(yán)峻，環(huán)保達(dá)標(biāo)排放成為鋼鐵企業(yè)能否繼續(xù)生產(chǎn)的必要條件。高爐大修時對出鐵場進(jìn)行了綜合改造，主要有以下內(nèi)容：

6.1除塵系統(tǒng)

原96×104m3/h除塵器改造后只用于三個鐵口頂吸和側(cè)吸，新增一臺90×104m3/h除塵器，用于砂口、擺動溜槽、渣溝及爐頂，增加了各點(diǎn)的除塵能力。

6.2出鐵場平坦化

出鐵場平坦化改造后加大了渣溝深度，提高了渣溝通風(fēng)吸塵能力，同時對渣鐵溝溝邦重新修整并更換了蓋板，提高了渣鐵溝的密封性能。

6.3出鐵場廠房墻皮

原來出鐵場廠房為半封閉結(jié)構(gòu)，穿堂風(fēng)較大時嚴(yán)重影響出鐵場除塵效果，大修時將出鐵場周邊進(jìn)行全封閉，上部增加采光帶，下部采用立式旋轉(zhuǎn)百葉窗結(jié)構(gòu)，有效避免了出鐵場的煙塵外溢現(xiàn)象。

6.4風(fēng)口平臺拓寬

在原風(fēng)口平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)行了拓寬，優(yōu)化風(fēng)口平臺與爐殼之間的密封，地面采用耐熱混凝土整體澆筑，風(fēng)口平臺起到了很好的遮煙擋塵作用，提高了3個鐵口的除塵能力，消除了煙塵溢出風(fēng)口平臺的現(xiàn)象。

7 爐頂齒輪箱循環(huán)軟水冷卻

爐頂布料器為PW公司生產(chǎn)的水冷齒輪箱，齒輪箱冷卻板為蛇形管結(jié)構(gòu)，冷卻水源采用中壓凈環(huán)水，由于當(dāng)?shù)厮|(zhì)過硬，導(dǎo)致蛇形管內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重，經(jīng)常將蛇形管堵塞，影響冷卻水量，嚴(yán)重時將蛇形管完全堵死，齒輪箱上水槽高水位報警冷卻水溢流，被迫減少冷卻水量，造成齒輪箱冷卻能力下降，齒輪箱溫度持續(xù)偏高，嚴(yán)重影響齒輪箱的運(yùn)行質(zhì)量和使用壽命，生產(chǎn)中經(jīng)常利用高爐檢修時采用管道酸洗和解體清理的方法處理，但終究不能根治，過一段時間又故障重現(xiàn)。高爐大修時將冷卻水改成了軟水，用風(fēng)口小套二次加壓水做為齒輪箱冷卻水水源，徹底解決了齒輪箱蛇形管結(jié)垢的難題，穩(wěn)定了齒輪箱的冷卻水量，保證了齒輪箱的冷卻強(qiáng)度，提高了齒輪箱的運(yùn)行質(zhì)量。

圖2 安鋼2號高爐原鐵口框架結(jié)構(gòu)示意圖

8 鐵口框架結(jié)構(gòu)改造

原鐵口框架結(jié)構(gòu)如圖2所示，鐵口框爐殼以外部分過短，鐵口框架護(hù)板與爐殼的間距只有165mm，主溝制作時耐材緊貼高爐爐殼，造成此部位爐殼在長期的生產(chǎn)過程中始終處于高溫狀態(tài)，散熱 不良，久而久之爐殼發(fā)生碳化，常發(fā)生開裂跑煤氣現(xiàn)象，處理難度較大且不能根治；再有因主溝耐材直接與爐殼接觸，一旦主溝耐材有缺陷，鐵水將滲透過去燒損爐殼，嚴(yán)重時爐殼及冷卻壁都將被燒毀，釀成較大事故。大修時對鐵口框架進(jìn)行了改造，如圖3所示，將鐵口框架爐殼以外部分加長200mm，在主溝耐材和爐殼間增加隔板，使主溝與爐殼完全分離，距離200mm，有利于爐殼通風(fēng)冷卻，大大降低了爐殼的工作溫度，消除了爐殼碳化開裂故障的發(fā)生，同時主溝與高爐爐殼分離后，避免了主溝滲鐵對爐殼的侵蝕，保證了爐殼的使用安全。

圖3 安鋼2號高爐改后鐵口框架結(jié)構(gòu)示意圖

9 結(jié)論

9.1采用空料線回收煤氣法，利用煤氣分析判斷料面位置，采用較大風(fēng)量，縮短了降料面時間，延長了回收煤氣時間，既減少了環(huán)境污染又創(chuàng)造了效益，料面整體降至風(fēng)口中心線以下，爐墻無粘接物，為高爐扒爐提供了贏得了時間。

9.2殘鐵孔位置選擇準(zhǔn)確，水平擺動溝槽設(shè)計巧妙，操作安全可靠，使得整個放殘鐵過程安全順利，爐內(nèi)殘鐵所剩無幾，減輕了扒爐的難度。

9.3風(fēng)口大套在線加工新工藝有采用，保證了與中套的密封效果，避免了更換大套的繁重工作量和焊接缺陷，風(fēng)口大套在線修復(fù)與爐內(nèi)更換冷卻壁互不影響，由主線施工變成了輔線施工，縮短了大修工期。

9.4鐵口框架及主溝的改造，改善了鐵口區(qū)爐殼的工作環(huán)境，解決了困擾多年的安全生產(chǎn)隱患。

9.5水冷齒輪箱冷卻水改軟水，消除了齒輪箱蛇形管內(nèi)壁結(jié)垢的現(xiàn)象，改善了設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，降低了工人的勞動強(qiáng)度。