高爐上料系統設備故障分析及改進

于仁波，王慶柱，馮義平

（萊蕪鋼鐵集團有限公司型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

高爐上料系統設備故障分析及改進

于仁波，王慶柱，馮義平

（萊蕪鋼鐵集團有限公司型鋼煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

針對高爐上料系統設備壽命低、故障率高等問題，分析認為主要是料斗、料槽等部位的襯板受料流沖刷、磨損快。針對不同工況，在稱量斗下料口部位采用耐磨陶瓷襯板；在焦炭稱量斗受料線部位采用鎢鉻鉬合金耐磨襯板；在燒結礦、球團礦稱量斗受料點應用裝甲板合金襯板；同時改進下料漏斗結構。改進后，上料系統襯板使用壽命提高3倍以上，高爐休風率由6.2％降至1.3％。

高爐；上料系統；耐磨襯板；漏斗

1 上料系統設備存在的問題

萊鋼型鋼煉鐵廠3座高爐上料系統設備主要由皮帶運輸設備、卸料車設備、篩分設備、稱量斗設備組成。上料系統每天轉運物料近4.5萬t，由于設備連續運轉，受大量物料沖刷，設備堆焊的耐磨襯板耐磨性差、磨損速度快，遠不能滿足生產需要，經常導致物料外漏、襯板脫落等設備故障。一旦脫落的襯板卡阻爐頂上料設備，高爐無法正常布料，將直接導致高爐休風事故的發生。經統計，2007～2009年，因上料系統設備故障導致的高爐休風率高達6.2％。具體故障點主要表現在3個區域：皮帶機系統機頭、機尾漏斗內料流沖擊面；稱量斗下料口周邊區域；卸料車導料槽內部襯板受料流沖擊點部位。

2 故障原因分析

普通堆焊耐磨襯板具有高韌性和高耐磨性，一直被應用于生產中，但隨著高爐冶煉強度的不斷提高，上料設備長期處于超負荷運轉狀態，致使其中的這種襯板不能滿足生產需要。具體磨損原因：1）高爐上料系統設備受大量的料流連續沖刷，導致襯板磨損速度加快；2）上料系統中主要物料有焦炭、生礦、球團、燒結礦等，因其中夾雜大量P、S化合物，對襯板產生化學侵蝕，導致襯板磨損速度加快。3）皮帶機漏斗機構存在設計缺陷。

3 改進措施

3.1 耐磨襯板材料選擇

通過對高爐上料系統中主要設備耐磨形式及情況的分析，依據各種耐磨材料的耐沖擊、磨損、腐蝕性能試驗，針對設備結構差異及對襯板性能要求的不同點，合理選擇襯板材料。

1）結合稱量料斗內部結構，在稱量斗下料口內側壁部位，采用尺寸為120 mm×150 mm（長×寬）、厚度30 mm的陶瓷耐磨板。耐磨陶瓷主要技術指標：①主要成分為Al2O3，氧化鋁含量≥95％；抗壓強度≥850 MPa，耐磨性能好，抗沖擊性能較低，其洛氏硬度為HRA 80～90，硬度僅次于金剛石，遠遠超過耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能，其耐磨性相當于錳鋼的266倍、高鉻鑄鐵的171.5倍。②重量輕，其密度為3.5 g/cm3，可大大減輕設備負荷。③粘接牢固、耐熱性能好。耐磨陶瓷片采用耐熱強力膠粘貼在設備內壁。在350℃下可長期運行不老化，用于粘固型產品的無機粘合劑耐溫750℃。④尺寸小，施工方便，能有效避免卡堵高爐上料閘、下料閘等部位和避免撕裂皮帶等惡性事故的發生。

2）對于上料系統設備中長時間受料流沖擊的部位，采用抗沖擊性、耐腐蝕性、耐磨性都較強的鎢鉻鉬合金耐磨襯板，應用于焦炭稱量斗內部的受料線部位。經試驗證明，鎢鉻鉬合金襯板使用周期可達2 a以上。

3）裝甲板合金襯板：高強度合金襯板具有較強抗沖擊性能及耐磨損性，試驗證明可應用于燒結礦、球團礦稱量斗受料點位置，使用周期達16個月以上，相當于4個定修周期，經與供貨廠家協商，將其尺寸定為400 mm×400 mm× 50 mm，且與同種材料的沉頭螺栓、墊圈等配套使用，取得了良好的效果。

3.2 下料漏斗結構改進

1）將漏斗結構形式改為箱式漏斗。利用料流的流動性，采用積料的耐磨方式替代原各種耐磨襯板。2）增加下料漏斗的有效容積，將漏斗下部積滿碎料，從而抵御料流的沖擊，有效減緩通過漏斗中的料流速度，降低料流對漏斗底部、側面沖刷點的沖擊力。3）進一步優化機尾漏斗的尺寸，漏斗直段尺寸由原來的800 mm×800 mm改為1 400 mm×1 200 mm，避免因料斗內部長期焊補而產生的通頸變小，導致積料、懸料、料流堵塞現象的發生。4）將原有漏斗壁厚加大，由原來10 mm的鋼板改為16 mm的鋼板，增加漏斗的抗沖擊、抗腐蝕強度，避免漏斗長期受料流沖擊而產生局部變形。5）為避免由于料線上漏斗襯板脫落而導致的皮帶損傷及引起的高爐休、慢風事故，漏斗內部無需安裝任何襯板。

4 改進效果

通過高爐上料系統設備耐磨材料的合理選擇及部分設備結構的優化改造，提高了設備使用壽命和設備運行穩定性。據統計，2010年高爐上料系統襯板使用壽命較原有堆焊耐磨襯板提高3倍以上，設備檢修周期由原來的1個月增加到6個月，因上料系統設備故障導致的高爐休風率由2009年的6.2％降到2010年的1.3％，明顯降低了設備的故障停機率，保障了高爐上料系統的運行可靠性。

TF321.3

B

1004-4620（2011）04-00479-01

2011-05-31

于仁波，男，1963年生，1984年畢業于山東冶金學院機械工程專業?，F為萊鋼煉鐵廠副廠長，高級工程師，從事機動設備管理工作。