山东冶金

《山东冶金》　　2005年第1期

高炉装料设备长寿化措施

吴平，王全贵，夏拥华，袁宪强，张巧丽
（济南钢铁集团总公司第二炼铁厂，山东济南 250100）

摘　要：针对高炉装料设备使用寿命短，供料能力不足等客观制约因素，改造采用刚玉耐磨瓷新材料旋转料斗，槽下振筛称量斗、翻板机衬板等改用高锰钢复合耐磨瓷内衬，焦炭溜槽使用橡胶衬板,料车采用变频调速，大小钟杆及探尺杆增设密封装置等，提高了设备使用周期和供料能力，设备使用周期达2年，大大降低了设备休风率。
关键词：高炉；装料设备；长寿技术；休风率
中图分类号：TF321.3　　 文献标识码：B　　 文章编号：1004-4620（2005）01-0060-02

Long Campaign Measures of the Blast Furnace Charging Equipment

WU Ping, WANG Quan-gui, XIA Yong-hua, YUAN Xian-qiang, ZHANG Qiao-li
(No.2 Ironmaking Plant of Jinan Iron and Steel Group Corporation, Jinan 250100, China)

Abstract: Aiming at short service life and inadequate feed capacity of the BF charging equipment, many long campaign measures such as adopting corundum wearresisting porcelain new material in the revolving hopper, applying high manganese steel composite wearresisting porcelain in weigh hopper liner of the preskip screen and the lineplate of plate turnover, using rubber in coke chute and frequency control of motor speed in skip and adding sealing device to large bell rod, small bell rod and stock rod are taken. Therefore the feeding capacity is improved, the periods of equipment service reach 2 years and the downtime percentage is debased greatly.
Key words: blast furnace; charging equipment; long campaign technology; downtime percentage

1 前言

　　近年来,由于高炉冶炼利用系数不断提高,对高炉装料设备休风率、送料能力提出了更高要求。设备长周期稳定运行是高炉稳产高产的有力保障，设备长寿化成为设备管理的重要内容。济南钢铁集团总公司第二炼铁厂（简称济钢第二炼铁厂）围绕高炉利用系数3.8～4.0t/m³.d的目标，对高炉装料设备进行全面技术改造，使供料能力大于生产需要，设备检修周期由2个月提高到6个月，降低设备休风率。

2 制约因素分析

　　（1）炉顶布料器旋转料斗冲刷磨损较快，布料角度短期内既会变得不规则，造成炉顶布料不均匀，使炉内煤气流分布不合理，操作者不易把握炉内热负荷分布情况，崩料、坐料现象增多，甚至发生下料顶大钟现象。为此，休风修补下部衬板，制作偏角。但恢复工作由于受时间、空间限制，达不到图纸要求。
　　（2）槽下供料系统设备使用周期不能满足生产工艺要求，称量斗、翻板机翻板、储存料斗、焦炭溜槽衬板、受料斗冲刷磨损严重，更换的普通钢板（厚度12mm）仅能使用2个月左右，后期会出现漏料、卡料现象，需停机焊补。频繁的停机造成槽下供料不足，高炉亏料线，被迫减风操作。
　　（3）部分电气设备材料寿命短，故障率高。改造之前，高炉料车采用三相交流异步电动机转子串电阻调速方式。一方面由于控制串入电机阻值的接触器频繁分合，损坏率较高，另一方面由于该调速方式料车运行不平稳，料车掉道事故时有发生。
　　（4）大钟杆的故障造成高炉多次被迫休风。大钟杆与小钟杆属套管相对运行，当大钟杆底部阻气圈有破损，煤气流沿大钟杆与小钟杆之间的缝隙自下向上冲刷。大钟杆因煤气冲刷出现大量不规则凹坑，造成大钟杆强度降低，出现局部弯曲。大小钟杆间隙因冲刷越来越大，烧结矿及焦炭中的粉尘、小颗粒沿杆底部上扬，而且越积越多，在大小钟杆之间形成板结块状，造成大小钟杆阻力大，难以开启，被迫休风处理。
　　（5）直杆式探尺存在的主要问题是煤气冲刷。初始，煤气流将探尺杆局部冲刷成弧形凹槽，且煤气流愈泄愈大，最终将杆吹断，掉入炉内，煤气顺探尺导管大量泄露，被迫休风更换探尺。

3 技术改造措施

3.1 采用刚玉耐磨瓷旋转料斗
　　对旋转料斗不再采用传统加工方式，改用刚玉耐磨瓷。刚玉耐磨瓷具有特种橡胶与刚玉瓷两种材料的优点，综合性能好。陶瓷块抗压强度800MPa，洛氏硬度（HRA）大于80，耐磨度（压力76N，转速800r/min，时间30min）不大于0.0005g。厚15mm、每平方米重量为25kg的刚玉耐磨瓷耐磨性是高锰钢、铬钢的5～6倍。用作旋转料斗的内衬，能够长期保持良好的布料角度，使炉顶布料均匀合理。
3.2 槽下供料设备的改造
　　槽下振筛称量斗为长期磨损件，高锰钢做内衬使用周期1年左右，基本能满足要求。为了节约备件费、施工费，2001年2号高炉使用耐磨陶瓷做内衬。现已使用了2年，陶瓷磨损量仅为2mm左右，预计可再使用3～5年。
　　称量斗自从改用高锰钢复合耐磨瓷内衬后，槽下隐患点相应地减少，故障少，维修工作量减少，综合费用减少。
　　焦炭溜槽由于结构复杂，几经探索，最后确认使用橡胶衬板。其特点是耐磨程度高，安装便捷，使用寿命相当于锰钢的1倍，而且能够切割随意拼装，用埋头螺钉固定，拆换方便。
　　翻板机衬板选择高锰钢与耐磨陶瓷配合使用，用厚12mm高锰钢割条围成框架，将陶瓷镶嵌在中间，由于陶瓷表面光滑，利于增加料流速，使用寿命约为2年。
3.3 高炉料车变频调速改造
　　参考性价比，根据电机容量选择与之相匹配的变频器及其外围设备。变频器参数见表1。

表1 电动机及变频器参数高炉

高炉	异步电动机			选配的变频器
高炉	型号	额定功率	额定电流	型号	适用最大电机	额定电流
1号	YZR315S-10	55kW	118A	IPF-90K	90kW	186A
2号	YZR315M-10	75kW	162A	IPF-110K	110kW	211A

　　日本三垦IDF系列变频器采用的是PWM控制方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形崎变，对电源系统，特别是与之距离较近的PLC灵敏电路产生严重影响。
　　为此采取了以下抗干扰办法：将PLC主机输入电源侧及控制料车加减速的输出模块电路电源加装滤波器；将加减速输出模块电路控制的中间继电器控制线圈加装RC吸收器。
　　改造后，高炉料车运行安全稳定，从未发生过因变频器造成的设备事故，为高炉上料能力的稳定和提高提供了设备保障。
3.4 大小钟杆及探尺杆长寿改造
　　大小钟杆在设计过程中必须考虑空间的限制，小钟保护套不再使用旧钢套，由于冲刷磨损程度不一样，而原套为一个整体，更换时必须全部更换，造成备件费用高。因而将小钟杆保护套设计为钟型分体式，活口分块扣嵌，更换时具有选择性，且迅速简便。材料选用高锰钢，提高钟杆的耐磨性、抗冲击韧性，使用寿命提高2～3年。
　　为防止煤气沿大小钟杆间隙泄露，研制了一种新型密封装置。其密封原理与液压缸活塞密封相似，由两组V型密封圈、异形法兰、油箱、油杯、排气阀、石棉密封垫组成。一组V型密封圈由支撑环、密封环和压环叠在一起组成。中间为油封，油脂为高温润滑脂，既有密封作用，又可润滑大钟杆。油箱附有油杯、排气阀。油杯可及时补充油脂。排气阀排放油箱内的气体。大钟杆直径由原75～80mm改为80mm，上段1500mm长度精加工处理。
　　探尺杆密封装置结构与大料钟杆基本相同，由两组O型密封圈及油箱、油杯、异形法兰组成。由于探尺杆靠自重下落，为保证密封面的表面光洁度，探尺杆进行抛光、镀铬处理。中间油箱注满高温润滑脂，法兰与法兰联接中间加O型密封圈。杆与密封材料之间的摩擦阻力小，不影响探尺杆自由下落，保证了探尺探料的准确性。

4 结语

　　济钢第二炼铁厂高炉设备经过一系列长寿化攻关改造后，许多制约高炉生产的设备长期处于良性运行状态，设备隐患部位大幅度减少，设备休风率近两年。设备计划检修周期由1～2个月提高到6个月左右，且设备的运行得到合理控制，设备管理、日常维修、日常点检工作量明显减少。

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