高爐機械設備技術性探究

呂亞鳴

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司檢修事業部，山東 濟南 271104）

高爐機械設備是當下煉鐵行業煉鐵生產中采用的主要工藝設備，是提升煉鐵量的重要手段。隨著社會的發展，高爐煉鐵的也逐漸朝著自動化、高效化方向發展。然而，高爐煉鐵的環境復雜，技術要求高，高爐機械設備組成結構也具有一定的復雜性，主要包括物料進給設備、爐體設備、爐前處理設備以及煤氣處理檢測設備等等一系列組成部分，導致高爐煉鐵復雜、難度大，煉鐵過程中存在一系列問題需要解決。加強高爐機械設備技術研究，推動技術的發展與改進，實現高爐煉鐵的高效化、自動化，為高質量煉鐵打下了堅實的基礎。

1 當前我國鋼鐵工業的發展現狀

伴隨著鋼鐵產量的大幅度提升，我國工業化進程急速加快，綜合國力也顯著提升。自從鋼鐵工業發展以來，可謂是取得了令人驚嘆的成就，推動了國民經濟又快又好發展，可謂是功不可沒。我國現階段已經建成4300立方米左右的高爐，日煉鐵量實現了日產萬噸以上，生產規模日益擴大，為我國經濟發展、財政稅收、社會就業等做出了不容小覷的貢獻。因此，為了保證鋼鐵工業高效生產，必須加強高爐機械設備技術研究，為生產提供扎實的技術基礎。

2 高爐機械設備的主要結構

煉鐵高爐機械設備的主要結構有以下幾個：

（1）爐殼。爐殼的主要作用是對于煉鋼后的高溫產物進行冷卻的固定裝置，能夠有效的保證爐砌體工作的順利進行，對于煉鐵爐起到很好的保護作用，同時封閉性也很好，既能夠保證爐體的正常工作，同時對于工人也有很大的保護作用。爐殼圖如下所示。

（2）爐喉。爐喉位于整個高爐的最頂部，是添加爐料的主要入口，因此爐喉呈圓柱形，這樣的設計不僅僅有利于爐料的添加，同時也有利于爐氣的排出，是爐料和煤氣控制和調解的主要結構之一。爐喉圖如下圖所示。

（3）爐身。高爐反應是一個非常劇烈的反應，這個過程會產生非常多的氣體物質，并且伴隨著高溫，在一定空間中，如此多的氣體遭遇高溫是非常危險的，因此爐身制造是要選取較大的空間，同時還要考慮膨脹后不變形，能夠保證安全的進行煉鋼操作。爐身圖如下所示。

（4）爐腹。爐腹是整個高爐機械設備中的融化和制造、處理廢渣的地方，對于處理廢渣這個操作，專業設計人員將其設計為倒錐形，上口大、下口小的設計能夠有效的形成爐腹角，能夠大大增加處理廢料的效率。

（5）爐基。爐基就如同高樓大廈的地基一般，其作用對于整個高爐機械設備不言而喻，主要承擔整個高爐的重量，并且還要考慮到地基對于整個高爐工作時所帶來的的負擔，爐基在設計師不能夠有地基沉浮的問題，同時其傾斜程度必須控制在0.5%以內。爐基必須有足夠的承受能力，保證其在各種環境下都能夠保證不會形成裂縫。

（6）爐襯。爐襯是整個高爐設備中煉鋼的主要場景，其能夠有效的降低高爐設備反應過程中的熱量損失，同時對爐殼能夠起到一定的保護作用，由于其材料的特殊性，他能夠有效的預防因高溫而帶來的設備膨脹問題。爐襯圖如下圖所示。

圖4 爐襯圖

3 高爐機械設備的解體分析

為了能夠給工人提供一個安全的工作環境，在入廠前一定要做好設備的介紹，要讓工人全面的了解設備各方面的情況，并且盡可能的確保高爐原本的生產狀態，根據爐底積累鐵屑的程度，提高對于高爐整體設備的判斷。

3.1 高爐冷卻裝置的檢查

高爐爐襯長期的工作環境維持在1400°以上，普通的耐火磚運用在此，時間一長難免會出現變形、軟化的結果。引進高爐冷卻裝置的目的就是為了延緩耐火磚的變形和軟化，增加耐火磚的使用周期，避免經常性的更換而帶來的經濟損失。冷卻裝置還在爐襯內部形成一層冷凝的保護層，防止高溫傳遞過快、面積過大。根據不同的高爐結構，所采用的冷卻裝置也不相同，目前我國主要采取的措施為：冷水噴灑法、風口渣口冷卻法、冷區水箱以及對爐底進行風冷等方法，都能夠有效的環節高溫對于高爐設備帶來的損壞，延長高爐設備的使用壽命，一定程度上增加收益。

3.2 高爐除塵器

高爐除塵器主要用于處理在煉鋼中所產生的煤氣和灰塵，能夠有效避免在一定空間中，設備積存大量氣體和灰塵而造成的巨大災難。高爐機械設備通常采用除塵器來清楚設備中的大量灰塵。在清理粗粒灰塵是，最好重力除塵或者旋風除塵器來進行清除，對于設備中所存在的細小灰塵，電除塵器和冷水洗滌會是不錯的選擇。

3.3 爐鼓風機

高爐煉鐵最關鍵的就是溫度，一旦溫度達不到煉鋼所需要的程度，那么就無法有效的降低鋼鐵中的雜質，很難保證鋼鐵的質量。而燃燒除開燃燒物的選擇，一定的氧氣含量也能夠有效的幫助燃料的充分燃燒。因此在高爐設備中，通常會采用路鼓風機來增加高爐內的氧氣含量，更充分的燃燒燃料。不僅如此，路鼓風機還能夠提供料柱阻力所需要的的氣體動力。近年來，隨著科技的不斷進步，逐漸出現一些大容量的同步電動鼓風機，雖然會提高的電力成本，但帶來的經濟效益不可忽視，同時電力爐鼓風機在使用、維修、投資方面都占有巨大的優勢。

4 高爐機械設備技術性探究

4.1 高爐物料進給設備技術性探究

高爐爐槽底部通常由三個部分組成，也就是礦槽、塊礦溜槽以及內燒結礦，這三個主要部分的傾角度數一般控制在30°至60°，如果有特殊需求，可以按照需求進行調整，以此來滿足煉鐵需要。內燒結礦部分的燃料通常具有不規則性的特征，這就導致燃料在進給時容易觸碰到襯板，對襯板造成一定程度上的損害，減短襯板的使用壽命。為了保證襯板免受損害，往往是采用磁性襯板。磁性襯板相對于普通襯板來說，抗磨損性能更強，攜帶與安裝更加便捷，兩者的價格也不相上下。磁性襯板的好處就在于其具有較強的磁性，能夠在物料進給時吸附細小的磁性物質。久而久之，板體表面形成一層物料保護膜，不僅能夠有效減少襯板的磨損，更能延長襯板的使用壽命，提升使用效率，為煉鐵提供基礎保障。

4.2 高爐爐體設備技術性探究

高爐爐體是煉鐵的必備條件，是煉鐵最關鍵的場所。在鋼鐵冶煉過程中，高爐爐體的溫度控制十分關鍵，直接影響著煉鐵的質量及效率。高爐冷卻系統是鋼鐵冶煉必不可少的一部分，高溫冶煉要進行及時冷卻。高爐冷卻系統在實際運轉過程中，能夠有效地控制爐內溫度，利用冷卻壁的較強傳熱性實現快速降溫，同時，設備的運轉也極大的加快了渣皮生產速度。為了提升冷卻壁的冷卻效果，加強對冷卻壁進出水溫度的控制至關重要。利用水溫測量，準確計算進出水的溫度差異，從而推測出冷卻壁的實際冷卻效果，在此基礎上明確冷卻壁進出水的用量以及供應水的時間間隔，提升冷卻壁用水量的穩定性與精準性，以此來有效控制冷卻壁溫度，提升煉鐵質量及效率。

4.3 高爐爐前設備技術性探究

高爐內爐渣通常需要采取科學的方法進行及時處理，如果沒有做到及時、有效地處理，必定會對煉鐵造成影響。為了清理爐渣，一般會配備相應的設備，例如運轉皮帶、水渣槽等等，以此來有效處理高爐內爐渣，保證煉鐵順利高效進行。由于爐渣的大小不同，需要設定不同的轉速，提升爐渣處理的效率。除此之外，為了提升煉鐵質量，必須精準控制冶煉溫度，確保生鐵質量的優良性。高爐爐前通常設置了懸臂式的爐頂蓋，操作起來方便快捷，可以垂直以及平行移動，不僅能夠及時快速的取出生鐵，還方便日常爐內清洗，滿足了煉鐵工作中的實際需求，有效的提升了煉鐵效率。

4.4 高爐煤氣處理檢測設備技術性探究

眾所周知，高爐煤氣往往具有較強的危害性，一旦發生泄漏，往往會影響人體健康，不僅如此，還會對環境造成大面積污染。針對高爐煤氣，往往是采用濕法除塵的方式，以此減少煤氣中的有害物質，確保氣體達標排放，從而減少對人體的傷害，避免環境污染問題。除此之外，煉鐵過程中有很多的不確定性，為了保證煉鐵順利安全，需要通過熱圖像儀、監測器等儀器對煉鐵過程進行實時動態監控檢測，全面掌握各項數據，確保突發意外狀況時能夠及時進行處理。

5 結語

高爐煉鐵是當下鋼鐵企業生產鐵的最重要，也是最主要的機械設備。煉鐵過程通常具有一定的復雜性，設備使用較多，操作起來有一定的難度，煉鐵過程中存在許多困難。因此，為了保證煉鐵順利進行，需要采取先進的、高效的煉鐵技術、工藝，加強日常生產管控，從而確保煉鐵順利高效進行，提高煉鐵質量與產量，推動我國鋼鐵行業健康快速的發展。