略鋼1#高爐上料系統增容改造實踐

摘要：通過對略鋼煉鐵分廠1#高爐上料系統料車卷揚、料車料斗、氣動閘門稱量斗、自動化控制系統等的改造，上料速度由原來每小時上6.4批料提高到8.3批料，上料速度大大提高，解決了1#高爐上料速度慢的問題，消除了低料線給高爐造成的影響。

關鍵詞：高爐；上料速度；料線

1 前言

略鋼煉鐵1#高爐容積400m3，于2008年6月12日建成投運，是在原150m3高爐的基礎上改擴建而成，上料系統改造也是在原料倉基礎上增加了四個東西燒結礦倉，斜橋雙料車上料。根據當時原燃料水平，1#高爐設計利用系數2.80t/m3.d，每天所需燒結礦約2200t，料速按平均6.4批/小時設計，礦批重15t左右，稱量斗和料車容積均為2.8m3。近幾年，通過實施精料方針，狠抓原燃料管理，1#高爐得到強化，爐況穩定性得到提高，產量大幅增長，利用系數超過2.90t/m3.d。高爐強化后常因一些設備小故障或打掃料坑衛生導致慢風操作，上料速度慢的問題成為高爐強化冶煉的瓶頸。

2 1#高爐上料系統存在的問題

2.1 稱量斗、料車容積小。1#高爐稱量斗和料車容積為2.8m3，每一車只能上礦5.4t，每車料上焦炭1.7t。每批料為14.2t，每小時上6.4批料， 每小時也就35車料，即每小時只能上90.8t，每天最多只能上2181t，這樣的運力遠遠不能滿足1#高爐的生產。

2.2 裝料速度慢。從料車到料坑的信號到位后發指令，稱量斗的電液動推桿啟動，到稱量斗全開，這個過程需要6~7秒，放完料延時5秒后到稱量斗閥門關上，整個過程約需42秒。

2.3 料車在斜橋上運行速度慢。料車從裝滿料后啟動，經過一級加速、二級加速和高速運行后，再到二級減速、一級減速運動，再到停車倒料，完成這個過程大約52秒時間。料車運行時間長，無法做到快速趕料線。

2.4 1#爐槽下由于受地理環境影響，8#皮帶中心距19米，而9#中心距45米，上料速度快慢不一樣，程序上只能以9#皮帶運行時間來設定。

3 1#高爐上料系統的改造

通過對現場的仔細觀察和精確計算，制定了1#高爐上料系統改造方案。

3.1 加大料車、稱量斗容積，提高單車上料能力。

3.1.1 加大上料小車容積。上料小車有效容積由原來2.8m3加大到3.2m3。限制料車容積增大的因素有三個，一是上料主卷揚電機平臺橫梁與上料斜橋的垂直距離，該距離限制著料車的高度；二是上料主卷揚電機。上料小車提升卷揚的變頻電機（160KW）經過核算每車在加速段能拉6.5t，單車重量受到限制；三是斜橋軌道。受料坑和爐頂天輪中心線限制，外側軌道無法移動，內側軌道移動距離有限。通過綜合計算，確定料車容積3.2m3。料車寬度增加后，輪距增加，確保外側軌道不動，將中間軌道拆除，重新安裝兩根軌道，滿足3.2m3料車前后輪距的要求。改造后，每車增加近1噸的燒結礦，提升了料車上料的能力。

3.1.2 加大稱量斗容積。1#高爐上料稱量斗原來設計的是2.8m3，通過現場觀察，只能通過增加高度的方法來解決問題，6個稱量斗高度只能增高200mm，即容積增加1.9×1.45×0.2=0.551m3，稱量斗容積可達到3.351m3。由于振動篩距稱量斗高度較近，加高稱量斗的同時振動篩也要相應加高，順延將篩子上邊的倉口漏斗要取掉200mm。經對稱量斗、振篩、返礦漏斗和收料斗等改造，達到了加大稱量都容積的目的。

3.2 加快裝料速度，提升上料能力。

3.2.1 加快放料速度。1#高爐原設計稱量斗的底閘閥采用電液推桿驅動，型號DYTC-7000Ⅲ-300AC-XX型，行程280mm，每次開啟時間很約需要6-7秒鐘時間，有時因為料斗卡料打開時間還更長，影響了上料速度。公司目前氮氣能力充足，我們利用氣缸開關速度快的特點，用氮氣做動力將電液推桿驅動改成氣動驅動。原理圖如圖1。

由于氣動控制的速度快，打開只需1秒時間，與改造前相比，一開一關就節約12秒時間。通過計算選用氣缸的大小和行程，按電液推桿4000N推力、氣體壓力最低為0.4MPa來計算氣缸的缸徑和桿徑，選缸徑為125mm缸，F=PxS=4626N，大于4000N力。同時選用二位五通電磁閥控制氣缸開關，電磁閥短脈沖電流信號，電磁閥發熱少，同時具有斷電保持功能，保證了氣缸閥門的安全。氣缸能把稱量斗快速打開，放料時間由原來的42秒縮短到28秒，為上料節約了時間，提升了上料能力。

3.2.2 加快放料速度。料車到爐頂后，料裝在爐頂固定受料斗里，放料時打開放散閥門--松開上密夾緊--打開上密封閥--打開柱塞閥門，然后打開均壓閥門--下密封閥門打開--節流閥門打開放料。完成上述一個過程，需5個油缸動作一次。經對液壓站相應節流閥的調整，每個油缸加快2秒，5個油缸就為上料節約了10秒。

3.2.3 縮短設備開關和啟動的延時。設備開關啟動放料都有延時，這是因為設備自動運行中的聯鎖，解決信號、皮帶撒料、漏斗撒料等的問題。自動化控制上對設備的每一次開關、啟動、放料等延時進行優化，減少了這些延時，加快了上料速度。

3.3 電器控制上加快料車運行速度，解決上料能力。1#高爐上料小車原來從料坑啟動，加速后高速運行一段時間，然后減速，再到停車，即是從爐底到爐頂這個過程需要52秒鐘時間，由自動化控制通過調節變頻器的參數，把個時間由52秒鐘減少到40秒鐘，上料小車運行速度得到提高，提高了上料能力。

3.4 調整爐頂受料斗自動控制程序，確定提前打開時間，增加上料的批數。通過嚴密的觀察和計算，在每半批料的最后一車上行至10秒時，程序自動打開放散閥、上密、擋料閥等設備，開始往料罐裝料，在受料斗放空時間35秒時最后一車料也順利裝進料罐。同時，在最后一車到爐頂的信號一到，且受料斗放空倒計時運行到18秒時，下半批的第一車開始上行，料車上行至爐頂第一減速點時擋料閥已經關到位，這樣既大大提高了上料速度，同時也不影響自動化對上料批數的計算。

3.5 自動控制槽下8#、9#皮帶上各稱量斗的料到裝入料車的時間，提高裝料速度。1#爐槽下由于受地理環境影響，8#、9#皮帶相對應的稱量斗的遠近有很大的差距，最近的稱量斗需要8秒延時，最遠的需要40秒延時。為了讓每個稱量斗的料都能全部裝進料車，即相應的皮帶上不剩料，通過對每個稱量斗放空料且閘門關到位后，皮帶上的料要用多長時間全部進入料車進行嚴格的掐時，自動化系統對每個稱量斗及相對應的皮帶做了合適的延時，使每個稱量斗的延時各不相同，從而大大節約了上料時間。同時對8#皮帶進行提速，將電動滾筒帶速由原來的1.25m/S提高到2m/S，每車料將節約8秒的上料時間。

4 改造完成的后果。2012年4月份，分廠機械、自控、工藝口通過以上措施的實施，1#高爐上料小車從料坑裝料到爐頂倒料加延時用時84秒鐘，在上料過程中可以備料。原來每小時上35車料，現在增加到42車料，每小時約8.3批料，效果顯著。

5 結束語

通過對1#高爐上料系統的改造，每小時可以上8.3批料，上料速度得到提高，解決了長期以來1#高爐因上料速度慢、低料線而影響1#高爐強化冶煉的問題。

參考文獻

[1]機械手冊.

[2]上料主卷揚說明書.