轉爐擋火門道軌斷裂問題分析及設備升級改造

張學軍，潘翔宇

（日照鋼鐵有限公司，山東日照 276806）

0 引言

擋火門是轉爐運行的重要安全保障，轉爐在正常生產冶煉過程中，擋火門處于關閉狀態，只在兌鐵和加廢鋼時打開。因擋火門道軌斷裂和大梁變形等問題，導致擋火門無法正常運行，制約生產的同時也帶來巨大安全隱患。

1 原設備結構

轉爐擋火門安裝在爐前平臺道軌上，道軌下方墊有100 mm×200 mm 鋼板，墊板間距500 mm 間斷排列；墊板下方為承重主梁，主梁迎鋼面有鑄鐵板防護，鑄鐵板安裝在主梁上部外沿處，使用吊耳和銷子連接（圖1）。轉爐在生產過程中需要爐口向前倒渣，爐口和主梁距離不足1 m，主梁護板直接受到高溫烘烤，經過長期高溫烘烤和掉落廢鋼撞擊，主梁護板和墊板容易脫落，護板脫落后高溫直接烘烤主梁，使主梁發生形變。主梁形變與道軌墊板缺失，導致道軌變形、斷裂頻繁，使得擋火門無法正常運行，制約生產的同時還帶來重大安全隱患。

圖1 擋火門改造前

原設備運行存在突出的制約問題：①因生產冶煉過程中，每爐都需要從爐前倒渣，轉爐爐口朝前時，距平臺間距不足1 m，轉爐倒渣過程中爐內反應還較為劇烈，紅渣和鋼水容易噴濺到道軌和鑄鐵板上，導致護板吊耳焊縫和道軌墊板焊縫容易開焊，再加上掉落廢鋼沖擊，護板和墊板容易脫落；②此梁為擋火門和平臺承重梁，長期被高溫烘烤和掉落廢鋼沖擊，主梁變形、道軌斷裂不僅影響轉爐正常生產，也給轉爐運行帶來重大安全隱患。

2 設備升級改造

結合生產形勢要求，為降低安全隱患及日常維護工作強度，通過對主梁、護板和墊板升級改造，徹底解決了以上問題，具體改造內容如下：

（1）主梁改造。主梁的上面板、立板和下面板采用40 mm 厚的Q235 鋼板焊接而成，Q235 由于碳含量適中，強度、塑性和焊接等綜合性能較好，材料也較為常見普遍，所以優先選用Q235材料；筋板采用30 mm 厚Q235 鋼板，間隔1 m 焊接（圖2）。

圖2 主梁改造后

（2）吊耳改造。將原鑄鐵板吊耳改到主梁內側，從主梁上面板的上部改到下部，這樣吊耳由原來受剪切力改為只受自重拉力，受力更小也防止廢鋼沖擊和紅渣烘烤，有效保護吊耳。

（3）墊板改造。將原墊板改為焊接結構件（簡稱副梁），副梁主要作用是傳遞重力和抗沖擊力，為了增加強度和提高抗沖擊性，副梁的面板、立板和承重板采用30 mm 厚Q235 鋼板焊接成，承重板兩側每間隔200 mm 焊接30 mm 厚立板，底部面板鉆螺栓孔是為了主副梁裝配使用（圖3）。副梁采用這種結構是為了保障道軌受力更均勻，也可保護主梁不被掉落的廢鋼沖擊，同時避免轉爐噴濺鋼渣直接接觸主梁，減少對主梁的傷害。

圖3 副梁改造后

（4）鑄鐵板改造。鑄鐵板采用RTCr 耐熱鑄鐵，在空氣中耐熱溫度為550 ℃，鋼水出鋼時溫度在1650 ℃左右，熱輻射到鑄鐵板溫度約在500 ℃，鑄鐵板耐溫550 ℃，可以承受此溫度。為防止筋板與主梁底部面板接觸，將下部450 mm 筋板高度改為10 mm，可有效減少主梁和鑄鐵板接觸產生磨損（圖4）。

圖4 鑄鐵板改造后

（5）結構說明。因原擋火門位置已固定，所以主梁和副梁全部焊接成偏心結構，偏心100 mm是為保證主梁副梁和道軌的中心線都在同一直線上，保證承載力在同一中心線上（圖5）。

圖5 擋火門改造后

（6）焊接及連接要求。主、副梁和吊耳焊接時全部使用雙面打坡口焊接，主副梁使用M30×100 mm 螺栓連接，副梁主要作用是保護主梁不被掉落廢鋼沖擊和噴濺鋼水灼燒，副梁即使損壞螺栓連接結構，后期更換也較為方便。

（7）澆筑。施工完成后，副梁空隙和破損平臺邊角全部焊錨固鉤，使用鋼玉耐火澆注料澆筑、抹平。

3 結論

本次設計及改造解決問題如下：①擋火門道軌斷裂問題得以改善；②主梁被掉落廢鋼沖擊變形問題解決；③主梁防護板鑄鐵板容易掉落問題解決；④主梁被噴濺鋼渣烘烤問題解決。

此次改造通過現場半年試運行，擋火門道軌無斷裂、主梁護板未脫落，擋火門運行平穩，改造極為成功，可推廣使用。